Noções básicas de uma caixa de câmbio Cyclone

Além de serem compactos, os redutores de velocidade cicloidais também oferecem baixa folga e altas relações de transmissão. Devido ao tamanho reduzido do acionamento, são ideais para aplicações onde o espaço é um fator limitante.

Perfil de dente de engrenagem involuto

Quase todas as engrenagens utilizam um perfil de dente involuto. Esse perfil possui uma única curvatura, o que significa que os dentes da engrenagem não precisam estar perfeitamente alinhados. Esse perfil é suave e pode ser fabricado com facilidade.
As engrenagens cicloides possuem uma combinação de curvas epicicloides e hipocicloides. Isso as torna mais resistentes do que as engrenagens com dentes em evolvente. No entanto, seu custo de fabricação pode ser maior. Elas também apresentam maiores relações de redução e transmitem mais potência do que as engrenagens com dentes em evolvente. Engrenagens cicloides podem ser encontradas em relógios.
Ao projetar uma engrenagem, é preciso considerar diversos fatores. Alguns deles incluem o número de dentes, o ângulo do dente e o tipo de lubrificação. Um dente da engrenagem que não esteja perfeitamente alinhado pode resultar em erros de transmissão, ruído e vibração.
O perfil dos dentes de uma engrenagem evolvente é geralmente considerado o melhor. Por isso, é utilizado em uma ampla variedade de engrenagens. Algumas das aplicações mais comuns para esse perfil são engrenagens de transmissão de potência. No entanto, esse perfil não é o mais adequado para todas as aplicações.
As engrenagens cicloidais exigem processos de fabricação mais complexos do que as engrenagens com dentes de perfil evolvente. Isso pode resultar em um custo por dente maior. As engrenagens cicloidais são utilizadas em aplicações com menor nível de ruído.
As engrenagens cicloidais também transmitem mais potência do que as engrenagens involutas. Isso pode causar problemas se os raios mudarem tangencialmente. No entanto, seu formato é mais simples do que o das engrenagens involutas. As engrenagens involutas lidam melhor com mudanças de centro.
As engrenagens cicloidais são menos suscetíveis a erros de transmissão. Elas possuem uma superfície convexa, o que as torna mais resistentes do que as engrenagens com dentes em evolvente. Além disso, as engrenagens cicloidais apresentam uma relação de redução maior do que as engrenagens com dentes em evolvente. Os dentes cicloidais não interferem uns com os outros. No entanto, elas possuem um número menor de dentes do que as engrenagens com dentes em evolvente.

Rotação na parte interna do círculo primitivo de referência dos pinos

Independentemente de uma caixa de engrenagens cicloidal ser projetada para aplicações estacionárias ou rotativas, a lei fundamental do engrenamento deve ser observada: a relação entre as velocidades angulares deve ser constante. Isso requer que a rotação no interior do círculo primitivo de referência dos pinos seja constante. Isso é obtido por meio de uma série de dentes cicloidais, que atuam como pequenas alavancas para transmitir o movimento.
Um disco cicloidal possui N lóbulos que giram três lóbulos por rotação em torno de N pinos. O número de lóbulos em um disco cicloidal é um fator significativo na determinação da taxa de transmissão.
Um disco cicloidal é acionado por um eixo de entrada excêntrico, que por sua vez está montado em um rolamento excêntrico dentro de um eixo de saída. À medida que o eixo de entrada gira, o disco cicloidal se move em torno dos pinos do disco de pinos.
O pino de acionamento gira em um ângulo de 40 graus enquanto o disco cicloidal gira na parte interna do círculo primitivo de referência dos pinos. À medida que o pino de acionamento gira, ele diminui a velocidade do movimento de saída. Isso significa que o eixo de saída completará apenas três rotações junto com o eixo de entrada, em vez de nove rotações com o eixo de entrada.
O número de dentes em um disco cicloidal deve ser pequeno em comparação com o número de pinos circundantes. O disco também deve ser construído com um raio excêntrico. Isso determinará o tamanho do orifício necessário para que o pino se encaixe entre os demais pinos.
Quando o eixo de entrada gira, o disco cicloidal rotaciona na parte interna do círculo primitivo de referência dos pinos de rolete. Isso transmite o movimento para o eixo de saída. O eixo de saída é suportado por dois rolamentos em uma carcaça de saída. Este projeto apresenta baixo desgaste e rigidez torsional.

Taxa de transmissão

Escolher a relação de transmissão correta para uma caixa de engrenagens cicloidal nem sempre é fácil. Pode ser necessário saber o tamanho da sua caixa de engrenagens antes de fazer uma escolha consciente. Também pode ser preciso consultar o catálogo do produto para obter orientações. Por exemplo, as caixas de engrenagens CZPT possuem relações de transmissão específicas.
Um redutor cicloidal é um dispositivo compacto de transmissão de torque de alta velocidade que inverte o sentido do movimento angular do eixo seguidor. Consiste em uma came excêntrica posicionada dentro de um disco cicloidal. Pinos roletes no eixo seguidor encaixam-se em orifícios correspondentes no disco cicloidal. Nesse processo, os pinos deslizam ao redor dos orifícios, em resposta ao movimento de oscilação. O disco cicloidal também é capaz de engatar nos dentes internos de uma caixa de engrenagens anulares.
Um redutor de engrenagens cicloidal pode ser usado em uma ampla variedade de aplicações, incluindo automação industrial, robótica e transmissão de potência em barcos e guindastes. Um redutor de engrenagens cicloidal é ideal para aplicações de serviço pesado com grandes cargas úteis. Eles exigem processos de fabricação especializados e são frequentemente usados ​​em equipamentos com saída precisa e alta eficiência.
O redutor de engrenagens cicloidais possui uma estrutura relativamente simples, mas requer algumas ferramentas especiais. Os redutores de engrenagens cicloidais também são usados ​​para transmitir torque, o que é um dos motivos de sua popularidade na automação. O uso de um redutor de engrenagens cicloidais é uma boa opção para aplicações que exigem maior eficiência e menor folga. Também é uma boa escolha para aplicações onde o tamanho é uma preocupação. As engrenagens cicloidais também são uma boa opção para aplicações que exigem alta velocidade e alto torque.
A relação de transmissão de uma caixa de engrenagens cicloidal é provavelmente a função mais importante de uma caixa de engrenagens. É necessário saber o tamanho da sua caixa de engrenagens e o tipo de engrenagens que ela contém para fazer a escolha certa.

Redução de vibração

Considerando a dinâmica singular de uma caixa de engrenagens cicloidal, medidas de redução de vibração são necessárias para um funcionamento suave. Essas medidas também podem auxiliar na detecção de falhas.
Uma caixa de engrenagens cicloidal é uma caixa de engrenagens com um rolamento excêntrico que gira o centro das engrenagens. Ela distribui a carga de torque entre cinco rolos externos a qualquer momento. Pode ser aplicada em diversas áreas. É um componente relativamente barato. No entanto, se falhar, pode ter impactos econômicos significativos.
Uma caixa de engrenagens típica de entrada/saída consiste em um disco anelar e duas manivelas montadas no eixo de entrada. O disco anelar gira quando o eixo de entrada gira. Existem dois rolamentos no eixo de saída.
A placa anular é uma importante fonte de ruído por não ser balanceada. A engrenagem cicloidal também produz ruído ao engrenar com a placa anular. Esse ruído é gerado por ressonância estrutural. Diversos estudos têm sido realizados para solucionar esse problema.
No entanto, há pouca documentação sobre o monitoramento da condição de caixas de engrenagens cicloidais. Neste artigo, apresentaremos técnicas modernas para diagnóstico de vibrações.
Uma caixa de engrenagens cicloidal com uma relação de redução reduzida apresenta maiores tensões induzidas no disco cicloidal. Nesse caso, o diâmetro do orifício de saída é maior e mais material é removido do disco cicloidal. Esse aumento nas tensões do disco leva a maiores amplitudes de vibração.
A distribuição da carga ao longo da largura da engrenagem é um critério de projeto importante. O uso de diferentes perfis de engrenagem pode ajudar a otimizar a transmissão de torque. A tensão de contato do disco cicloidal também pode ser investigada.
Para determinar a amplitude do ruído, multiplica-se a frequência do engrenamento pela taxa de rotação do eixo. Se a rotação for relativamente estável, a frequência pode ser usada como uma medida de magnitude. No entanto, isso só é preciso próximo à falha.

Comparação com caixas de engrenagens planetárias

Existem diversas diferenças entre as caixas de engrenagens cicloidais e as caixas de engrenagens planetárias. Elas estão relacionadas à geometria das engrenagens e aos processos de fabricação. Entre elas, podemos citar:
– O eixo de saída de uma caixa de engrenagens cicloidal possui um torque maior que o eixo de entrada. A velocidade de rotação do eixo de saída é menor que a do eixo de entrada.
– O disco da engrenagem cicloide gira a uma velocidade variável, enquanto a engrenagem planetária tem uma velocidade fixa. Consequentemente, a precisão de transmissão do disco cicloide e do flange de saída é menor do que a das engrenagens planetárias.
– A caixa de engrenagens cicloidal possui uma área de contato maior do que a engrenagem planetária. Essa é uma vantagem da caixa de engrenagens cicloidal, pois ela pode suportar cargas maiores.
– O perfil cicloide tem um impacto significativo na qualidade do contato entre as superfícies dos dentes. A largura das elipses de contato aumenta em 90%. Isso resulta da eliminação de reentrâncias nos lóbulos. Dessa forma, a força de contato no disco cicloide é reduzida significativamente.
– A transmissão cicloidal apresenta menor folga e alta rigidez torsional. Isso permite que ela seja mais estável contra cargas de impacto. Além disso, o design compacto da transmissão cicloidal a torna ideal para aplicações com grandes relações de transmissão.
– O cubo de saída da caixa de engrenagens cicloidal possui pinos e roletes móveis. Esses componentes são fixados à engrenagem anular na caixa de engrenagens externa. O eixo de saída também é girado pelo porta-satélites. O cubo de saída do sistema cicloidal é composto por duas partes: a engrenagem anular e o flange de saída.
– O eixo de entrada de uma caixa de engrenagens cicloidal é conectado a um servomotor. O eixo de entrada é um elemento cilíndrico fixado ao porta-satélites.

Editor por CX 2023-05-18