De basisprincipes van een Cyclone-versnellingsbak

Naast hun compacte formaat bieden cycloïdale snelheidsreductoren ook een lage speling en hoge overbrengingsverhoudingen. Door de kleine afmetingen zijn ze ideaal voor toepassingen waar ruimte beperkt is.

Involuut tandwieltandprofiel

Vrijwel alle tandwielen gebruiken een evolvente tandprofiel. Dit profiel heeft een enkele kromming, waardoor de tandwielen niet strak op elkaar hoeven te liggen. Dit profiel is glad en kan eenvoudig worden geproduceerd.
Cycloïde tandwielen hebben een combinatie van epicycloïde en hypocycloïde krommingen. Hierdoor zijn ze sterker dan involute tandwielen. De productie ervan kan echter duurder zijn. Ze hebben ook een grotere overbrengingsverhouding. Ze brengen meer vermogen over dan involute tandwielen. Cycloïde tandwielen worden onder andere in uurwerken gebruikt.
Bij het ontwerpen van een tandwiel moet rekening worden gehouden met verschillende factoren. Enkele hiervan zijn het aantal tanden, de tandhoek en het type smering. Een tandwiel dat niet perfect is uitgelijnd, kan leiden tot transmissiefouten, lawaai en trillingen.
Het tandprofiel van een evolvente tandwiel wordt over het algemeen als het beste beschouwd. Daarom wordt het in een breed scala aan tandwielen gebruikt. Een van de meest voorkomende toepassingen voor dit profiel zijn aandrijftandwielen. Dit profiel is echter niet voor elke toepassing het meest geschikt.
Cycloïde tandwielen vereisen complexere productieprocessen dan evolvente tandwielen. Dit kan leiden tot hogere tandkosten. Cycloïde tandwielen worden gebruikt in toepassingen waar minder lawaai wordt geproduceerd.
Cycloïde tandwielen brengen ook meer vermogen over dan involute tandwielen. Dit kan problemen veroorzaken als de radii tangentieel veranderen. De vorm is echter eenvoudiger dan die van involute tandwielen. Involute tandwielen kunnen beter omgaan met centerverschuivingen.
Cycloïde tandwielen zijn minder gevoelig voor transmissiefouten. Ze hebben een convex oppervlak, waardoor ze sterker zijn dan involute tandwielen. Bovendien hebben cycloïde tandwielen een grotere overbrengingsverhouding. De tanden van een cycloïde tandwiel raken elkaar niet. Wel hebben ze een kleiner aantal tanden dan involute tandwielen.

Rotatie aan de binnenzijde van de referentiesteekcirkel van de pinnen

Of een cycloïdale tandwielkast nu ontworpen is voor stationaire of roterende toepassingen, de fundamentele wet van de tandwieloverbrenging moet in acht worden genomen: de verhouding van de hoeksnelheden moet constant zijn. Dit vereist dat de rotatie aan de binnenzijde van de referentiesteekcirkel van de pinnen constant is. Dit wordt bereikt door een reeks cycloïdale tanden, die als kleine hefbomen fungeren om beweging over te brengen.
Een cycloïdale schijf heeft N lobben die met drie lobben per omwenteling rond N pinnen draaien. Het aantal lobben op een cycloïdale schijf is een belangrijke factor bij het bepalen van de overbrengingsverhouding.
Een cycloïdale schijf wordt aangedreven door een excentrische ingaande as die is gemonteerd op een excentrisch lager in een uitgaande as. Terwijl de ingaande as roteert, beweegt de cycloïdale schijf rond de pinnen van de pinnenschijf.
De aandrijfpen roteert onder een hoek van 40 graden, terwijl de cycloïdale schijf roteert aan de binnenzijde van de referentiesteekcirkel van de pennen. Door de rotatie van de aandrijfpen wordt de uitgaande beweging vertraagd. Dit betekent dat de uitgaande as slechts drie omwentelingen maakt met de ingaande as, in plaats van negen.
Het aantal tanden op een cycloïdale schijf moet klein zijn in vergelijking met het aantal omringende pinnen. De schijf moet bovendien met een excentrische straal worden geconstrueerd. Deze straal bepaalt de grootte van het gat dat nodig is om de pin ertussen te laten passen.
Wanneer de ingaande as draait, roteert de cycloïdale schijf aan de binnenzijde van de referentiesteekcirkel van de rolpennen. Hierdoor wordt de beweging overgebracht op de uitgaande as. De uitgaande as wordt ondersteund door twee lagers in een uitgaande behuizing. Dit ontwerp kenmerkt zich door lage slijtage en een hoge torsiestijfheid.

Transmissieverhouding

Het kiezen van de juiste overbrengingsverhouding voor een cycloïdale versnellingsbak is niet altijd eenvoudig. Mogelijk moet u de afmetingen van uw versnellingsbak weten voordat u een weloverwogen keuze kunt maken. U kunt ook de productcatalogus raadplegen voor meer informatie. CZPT-versnellingsbakken hebben bijvoorbeeld enkele unieke overbrengingsverhoudingen.
Een cycloïdale tandwielreductor is een compact en snel koppeloverbrengingsmechanisme dat de draairichting van de volgas omkeert. Het bestaat uit een excentrische nok die zich in een cycloïdale schijf bevindt. Penrollen op de volgas passen in overeenkomende gaten in de cycloïdale schijf. Daarbij schuiven de pennen langs de gaten als reactie op de schommelende beweging. De cycloïdale schijf kan ook aangrijpen op de binnentanden van een ringtandwielhuis.
Een cycloïdale tandwielreductor kan in een breed scala aan toepassingen worden gebruikt, waaronder industriële automatisering, robotica en krachtoverbrenging op boten en kranen. Een cycloïdale tandwielreductor is bij uitstek geschikt voor zware toepassingen met grote lasten. Ze vereisen gespecialiseerde productieprocessen en worden vaak gebruikt in apparatuur met een nauwkeurige output en een hoog rendement.
De cycloïdale tandwielreductor is een relatief eenvoudige constructie, maar vereist wel speciaal gereedschap. Cycloïdale tandwielreductoren worden ook gebruikt voor het overbrengen van koppel, wat een van de redenen is waarom ze zo populair zijn in de automatisering. Het gebruik van een cycloïdale tandwielreductor is een goede keuze voor toepassingen die een hoger rendement en minder speling vereisen. Het is ook een goede keuze voor toepassingen waar de afmetingen een belangrijke factor zijn. Cycloïdale tandwielen zijn bovendien een goede keuze voor toepassingen waar hoge snelheden en een hoog koppel vereist zijn.
De overbrengingsverhouding van een cycloïdale versnellingsbak is waarschijnlijk de belangrijkste functie ervan. Om de juiste keuze te maken, moet u de afmetingen van uw versnellingsbak en het type tandwielen dat deze bevat kennen.

Trillingsreductie

Gezien de unieke dynamiek van een cycloïdale versnellingsbak zijn trillingsdempende maatregelen nodig voor een soepele werking. Deze maatregelen kunnen ook helpen bij het opsporen van storingen.
Een cycloïdale tandwielkast is een tandwielkast met een excentrisch lager dat het middelpunt van de tandwielen aandrijft. Het verdeelt de koppelbelasting over vijf buitenste rollen. Deze tandwielkast kan in veel toepassingen worden gebruikt en is relatief goedkoop. Een defect kan echter aanzienlijke economische gevolgen hebben.
Een typische in- en uitgaande tandwielkast bestaat uit een ringplaat en twee krukken die op de ingaande as zijn gemonteerd. De ringplaat draait mee met de ingaande as. Op de uitgaande as bevinden zich twee lagers.
De ringplaat is een belangrijke geluidsbron omdat deze niet in balans is. Het cycloïdale tandwiel produceert ook geluid wanneer het in de ringplaat grijpt. Dit geluid wordt veroorzaakt door structurele resonantie. Er zijn diverse onderzoeken uitgevoerd om dit probleem op te lossen.
Er is echter weinig gedocumenteerd onderzoek gedaan naar de conditiebewaking van cycloïdale tandwielkasten. In dit artikel introduceren we moderne technieken voor trillingsdiagnostiek.
Een cycloïdale tandwielkast met een verlaagde overbrengingsverhouding heeft hogere geïnduceerde spanningen in de cycloïdale schijf. In dit geval is de diameter van de uitgangsopening groter en wordt er meer materiaal van de cycloïdale schijf verwijderd. Deze toename van de spanningen in de schijf leidt tot hogere trillingsamplitudes.
De lastverdeling over de breedte van het tandwiel is een belangrijk ontwerpcriterium. Het gebruik van verschillende tandwielprofielen kan helpen om de koppeloverdracht te optimaliseren. Ook de contactspanning van de cycloïdale schijf kan worden onderzocht.
Om de amplitude van het geluid te bepalen, wordt de frequentie van de tandwieloverbrenging vermenigvuldigd met het toerental van de as. Als het toerental relatief stabiel is, kan de frequentie als maat voor de amplitude worden gebruikt. Dit is echter alleen nauwkeurig vlak voor een storing.

Vergelijking met planetaire tandwielkasten

Er bestaan ​​diverse verschillen tussen cycloïdale tandwielkasten en planetaire tandwielkasten. Deze verschillen hebben betrekking op de tandwielgeometrie en de fabricageprocessen. Enkele voorbeelden hiervan zijn:
– De uitgaande as van een cycloïdale tandwielkast heeft een groter koppel dan de ingaande as. De rotatiesnelheid van de uitgaande as is lager dan die van de ingaande as.
– De cycloïde tandwielschijf roteert met een variabele snelheid, terwijl het planetaire tandwiel een vaste snelheid heeft. Daardoor is de overbrengingsnauwkeurigheid van de cycloïde schijf en de uitgaande flens lager dan die van planetaire tandwielen.
De cycloïdale tandwielkast heeft een groter aangrijpvlak dan de planetaire tandwielkast. Dit is een voordeel van de cycloïdale tandwielkast, omdat deze daardoor grotere belastingen aankan.
– Het cycloïde profiel heeft een aanzienlijke invloed op de kwaliteit van de contactvertanding tussen de tandoppervlakken. De breedte van de contactellipsen neemt toe met 90%. Dit is het gevolg van het wegnemen van ondersnijdingen van de lobben. Op deze manier wordt de contactkracht op de cycloïde schijf aanzienlijk verminderd.
– De cycloïde aandrijving heeft minder speling en een hoge torsiestijfheid. Hierdoor is een cycloïde aandrijving stabieler bij schokbelastingen. De cycloïde aandrijving heeft bovendien een compact ontwerp, wat ideaal is voor toepassingen met grote overbrengingsverhoudingen.
– De uitgaande as van de cycloïde tandwielkast heeft beweegbare pinnen en rollen. Deze onderdelen zijn bevestigd aan het ringtandwiel in de buitenste tandwielkast. De uitgaande as wordt ook aangedreven door de planeetdrager. De uitgaande as van het cycloïde systeem bestaat uit twee delen: het ringtandwiel en de uitgaande flens.
– De ingaande as van een cycloïdale tandwielkast is verbonden met een servomotor. De ingaande as is een cilindrisch element dat vastzit aan de planeetdrager.

Bewerkt door CX 2023-04-19