Основы работы циклонной коробки передач

Помимо компактных размеров, циклоидальные редукторы также отличаются малым люфтом и высокими передаточными числами. Благодаря небольшим габаритам привода они идеально подходят для применений, где пространство ограничено.

Профиль зубьев эвольвентной шестерни

Практически во всех зубчатых передачах используется эвольвентный профиль зубьев. Этот профиль имеет одинарную кривую, что означает, что зубья шестерни не обязательно должны быть плотно прилегать друг к другу. Такой профиль гладкий и легко поддается изготовлению.
Циклоидные шестерни имеют комбинацию эпициклоидных и гипоциклоидных кривых. Это делает их прочнее, чем эвольвентные шестерни. Однако их производство может быть дороже. Они также имеют большее передаточное отношение и передают большую мощность, чем эвольвентные шестерни. Циклоидные шестерни можно встретить в часах.
При проектировании зубчатой ​​передачи необходимо учитывать несколько факторов. К ним относятся количество зубьев, угол наклона зубьев и тип смазки. Неидеальное выравнивание зубьев шестерни может привести к ошибкам передачи, шуму и вибрации.
Профиль зубьев эвольвентной шестерни обычно считается наилучшим. Поэтому он используется в самых разных зубчатых передачах. Наиболее распространенные области применения этого профиля — зубчатые передачи для передачи мощности. Однако этот профиль не является оптимальным для всех применений.
Для изготовления циклоидальных зубчатых передач требуются более сложные технологические процессы, чем для изготовления эвольвентных зубчатых передач. Это может привести к увеличению стоимости зубьев. Циклоидальные зубчатые передачи используются в менее шумных системах.
Циклоидные шестерни также передают больше мощности, чем эвольвентные. Это может вызвать проблемы, если радиусы изменяются тангенциально. Однако их форма проще, чем у эвольвентных шестерен. Эвольвентные шестерни лучше справляются с центробежным смещением.
Циклоидные шестерни менее подвержены ошибкам передачи. Циклоидные шестерни имеют выпуклую поверхность, что делает их прочнее, чем эвольвентные. Циклоидные шестерни также имеют большее передаточное отношение, чем эвольвентные. Циклоидные зубья не мешают друг другу. Однако у них меньшее количество зубьев, чем у эвольвентных.

Вращение внутри опорной окружности расположения контактов

Независимо от того, предназначен ли циклоидальный редуктор для стационарных или вращающихся применений, необходимо соблюдать основной закон зубчатых передач: отношение угловых скоростей должно быть постоянным. Это требует постоянного вращения внутри опорной окружности делительной окружности зубьев. Это достигается за счет ряда циклоидальных зубьев, которые действуют как крошечные рычаги, передавая движение.
Циклоидальный диск имеет N лепестков, которые вращаются на три лепестка за один оборот вокруг N штифтов. Количество лепестков на циклоидальном диске является важным фактором, определяющим передаточное отношение.
Циклоидальный диск приводится в движение эксцентриковым входным валом, который установлен на эксцентриковом подшипнике внутри выходного вала. При вращении входного вала циклоидальный диск перемещается вокруг штифтов этого диска.
Приводной штифт вращается на 40 градусов, в то время как циклоидальный диск вращается внутри окружности расположения штифтов. Вращение приводного штифта замедляет движение выходного вала. Это означает, что выходной вал совершит только три оборота вместе с входным валом, в отличие от девяти оборотов вместе с входным валом.
Количество зубьев на циклоидальном диске должно быть малым по сравнению с количеством окружающих штифтов. Диск также должен иметь эксцентрический радиус. Это определит размер отверстия, необходимого для того, чтобы штифт поместился между штифтами.
При вращении входного вала циклоидальный диск будет вращаться внутри окружности расположения роликовых штифтов. Это передаст движение на выходной вал. Выходной вал поддерживается двумя подшипниками в корпусе выходного вала. Такая конструкция отличается низким износом и жесткостью на кручение.

Коэффициент передачи

Выбор правильного передаточного отношения для циклоидального редуктора не всегда прост. Возможно, вам потребуется знать размер вашего редуктора, прежде чем сделать обоснованный выбор. Вам также может понадобиться обратиться к каталогу продукции за рекомендациями. Например, редукторы CZPT имеют некоторые уникальные передаточные отношения.
Циклоидальный редуктор — это компактное и высокоскоростное устройство для передачи крутящего момента, изменяющее направление углового перемещения ведомого вала. Он состоит из эксцентрикового кулачка, расположенного внутри циклоидального диска. Шарнирные ролики на ведомом валу входят в соответствующие отверстия в циклоидальном диске. При этом штифты скользят по отверстиям, реагируя на колебательное движение. Циклоидальный диск также способен зацепляться с внутренними зубьями корпуса зубчатого колеса.
Циклоидальный редуктор может использоваться в самых разных областях, включая промышленную автоматизацию, робототехнику и передачу мощности на судах и кранах. Циклоидальный редуктор идеально подходит для тяжелых условий эксплуатации с большими нагрузками. Для его изготовления требуются специализированные процессы, и он часто используется в оборудовании с высокой точностью и эффективностью.
Циклоидальный редуктор имеет относительно простую конструкцию, но для его изготовления требуются специальные инструменты. Циклоидальные редукторы также используются для передачи крутящего момента, что является одной из причин их популярности в автоматизации. Использование циклоидального редуктора — хороший выбор для применений, требующих более высокой эффективности и меньшего люфта. Это также хороший выбор для применений, где важны габариты. Циклоидальные редукторы также являются хорошим выбором для применений, где требуются высокие скорости и большой крутящий момент.
Передаточное число циклоидального редуктора, вероятно, является наиболее важной функцией редуктора. Для правильного выбора необходимо знать размеры вашего редуктора и тип содержащихся в нем шестерен.

Снижение вибрации

Учитывая уникальную динамику циклоидального редуктора, для обеспечения плавной работы необходимы меры по снижению вибрации. Эти меры также могут помочь в обнаружении неисправностей.
Циклоидальный редуктор — это редуктор с эксцентриковым подшипником, вращающим центр шестерен. Он распределяет крутящий момент между пятью внешними роликами в любой момент времени. Он может применяться во многих областях. Это относительно недорогое оборудование. Однако, если оно выйдет из строя, это может иметь значительные экономические последствия.
Типичная коробка передач типа «вход-выход» состоит из кольцевой пластины и двух кривошипов, установленных на входном валу. Кольцевая пластина вращается вместе с входным валом. На выходном валу расположены два подшипника.
Кольцевая пластина является основным источником шума, поскольку она не сбалансирована. Циклоидальная передача также издает шум при зацеплении с кольцевой пластиной. Этот шум генерируется структурным резонансом. Для решения этой проблемы было проведено несколько исследований.
Однако существует не так много документированных работ по мониторингу состояния циклоидальных редукторов. В этой статье мы представим современные методы вибрационной диагностики.
В циклоидальном редукторе с уменьшенным передаточным отношением в циклоидальном диске возникают более высокие напряжения. В этом случае размер выходного отверстия увеличивается, и с циклоидального диска удаляется больше материала. Это увеличение напряжений в диске приводит к увеличению амплитуды вибраций.
Распределение нагрузки по ширине шестерни является важным критерием проектирования. Использование различных профилей шестерен может помочь оптимизировать передачу крутящего момента. Также можно исследовать контактное напряжение циклоидального диска.
Для определения амплитуды шума частота зацепления шестерен умножается на скорость вращения вала. Если частота вращения относительно стабильна, частоту можно использовать в качестве меры амплитуды. Однако это точно только в момент, близкий к отказу.

Сравнение с планетарными редукторами

Между циклоидальными и планетарными редукторами существует ряд различий. Они связаны с геометрией зубчатых передач и процессами изготовления. Среди них можно выделить следующие:
– Выходной вал циклоидального редуктора имеет больший крутящий момент, чем входной вал. Скорость вращения выходного вала ниже, чем у входного.
– Диск циклоидальной передачи вращается с переменной скоростью, в то время как планетарная передача имеет фиксированную скорость. Следовательно, точность передачи диска циклоидальной передачи и выходного фланца ниже, чем у планетарных передач.
– Циклоидальный редуктор имеет большую площадь захвата, чем планетарный редуктор. Это преимущество циклоидального редуктора, поскольку он может выдерживать большие нагрузки.
– Циклоидальный профиль оказывает существенное влияние на качество контактного зацепления между поверхностями зубьев. Ширина контактных эллипсов увеличивается на 90%. Это результат устранения поднутрений лепестков. Таким образом, контактная сила на циклоидальном диске значительно снижается.
– Циклоидальная передача имеет меньший люфт и высокую жесткость на кручение. Это обеспечивает большую устойчивость циклоидальной передачи к ударным нагрузкам. Циклоидальная передача также имеет компактную конструкцию, идеально подходящую для применений с большими передаточными числами.
– Выходной вал циклоидного редуктора имеет подвижные штифты и ролики. Эти компоненты крепятся к зубчатому колесу во внешнем редукторе. Выходной вал также вращается водилом планетарной передачи. Выходной вал циклоидной системы состоит из двух частей: зубчатого колеса и выходного фланца.
– Входной вал циклоидального редуктора соединен с серводвигателем. Входной вал представляет собой цилиндрический элемент, закрепленный на водиле планетарной передачи.

Редактор: CX, 11.05.2023