Предности коришћења циклонског мењача

Коришћење циклоидног мењача за погон улазног вратила је веома ефикасан начин за смањење брзине машине. То се постиже смањењем брзине улазног вратила за унапред одређени однос. Способан је за веома високе преносне односе у релативно малим величинама.

Преносни однос

Без обзира да ли правите бродски погонски систем или пумпу за нафтну и гасну индустрију, постоје одређене предности коришћења циклоидних мењача. У поређењу са другим типовима мењача, они су краћи и имају бољу густину обртног момента. Ови мењачи такође нуде најбољу тежину и тачност позиционирања.
Основни дизајн циклоидног мењача је сличан дизајну планетарног мењача. Главна разлика је у профилу зубаца зупчаника.
Циклоидни зупчаници имају мање хабање бочних страна зубаца и нижи Херцов контактни напон. Такође имају мање трење и торзиону крутост. Ове предности их чине идеалним за примене које укључују велика оптерећења или погоне великим брзинама. Такође су добри за високе преносне односе.
У циклоидном мењачу, улазно вратило покреће ексцентрични лежај, док излазно вратило покреће циклоидни диск. Циклоидни диск се окреће око фиксног прстена, а клинови зупчаног прстена улазе у рупе на диску. Клинови затим покрећу излазно вратило док се диск окреће.
Циклоидни зупчаници су идеални за примене које захтевају високе преносне односе и ниско трење. Такође су добри за примене које захтевају високу торзиону крутост и отпорност на ударна оптерећења. Такође су погодни за примене које захтевају компактан дизајн и мали зазор.
Преносни однос циклоидног мењача одређен је бројем режњева на циклоидном диску. n=n дизајн циклоидног диска помера један режањ по обртају улазног вратила.
Циклоидни зупчаници могу се произвести тако да се преносни однос смањи са 30:1 на 300:1. Ови зупчаници су погодни за захтевне примене, посебно у индустрији аутоматизације. Такође нуде најбољу тачност позиционирања и зазор. Међутим, захтевају посебне производне процесе и нестандардне карактеристике.

Компримна сила

У поређењу са конвенционалним мењачима, циклоидни мењач има јединствени скуп кинематике. Има ексцентрични лежај у ротирајућем раму, који покреће циклоидни диск. Карактерише га мали зазор и торзиона крутост, што омогућава зупчано кретање.
У овој студији, испитани су ефекти параметара пројектовања како би се развио оптималан дизајн циклоидног редуктора. Проучавана су три главна чвора котрљања: циклоидни диск, спољашњи трун и улазно вратило. Они су коришћени за анализу динамичких сила повезаних са кретањем, које се могу користити за израчунавање напона и деформација. Фреквенција зупчане мреже израчуната је помоћу формуле, која је укључивала фактор корекције за ротирајући оквир спољашњег трнушта.
Спроведена је тродимензионална студија методом коначних елемената (FEA) ради процене циклоидног диска. Истражен је утицај величине рупа на индукована напрезања диска. Студија је такође испитивала таласање обртног момента циклоидног погона.
Аутори ове студије су такође истражили расподелу зазора у излазном механизму, узимајући у обзир одступања у обради и структуру и геометрију излазног механизма. Студија је такође испитала релативну ефикасност циклоидног редуктора, који је био заснован на циклоидном редуктору са једним диском и разликом од једног зуба.
Аутори ове студије су успели да изведу контактни напон циклоидног диска, који је израчунат коришћењем контактне крутости засноване на материјалу. Ово се може користити за одређивање тачних контактних напона у циклоидном мењачу.
Важно је знати односе потребне за израчунавање брзине носивости. Ово се може израчунати помоћу формуле f = k (S x R) где је S запремина елемента, R је маса, k је контактна крутост и f је вектор силе.

Смер ротације

За разлику од конвенционалног зупчаника са прстеном који има једну осу ротације, циклоидни мењач има три ротационе осе које су паралелне и налазе се у једној равни. Циклоидни мењач има одличну торзиону крутост и капацитет ударног оптерећења. Такође обезбеђује константну угаону брзину и користи се у применама мењача великих брзина.
Циклоидни мењач се састоји од улазног вратила, погонског елемента и циклоидног диска. Диск се окреће у једном смеру, док се улазно вратило окреће у супротном смеру. Улазно вратило је ексцентрично постављено на погонски елемент. Циклоидни диск се спаја са кућиштем зупчаног прстена, а ротационо кретање циклоидног диска се преноси на излазно вратило.
Да би се израчунао смер ротације циклоидног мењача, циклоид мора имати исправну угаону оријентацију, а средишња линија циклоиде треба да буде поравната са центром излазног отвора. Најкраћа дужина циклоиде треба да буде једнака полупречнику круга осовине. Највећи полупречник циклоиде треба да буде величине спољашњег пречника лежаја.
Једностепени зупчаник неће имати много простора за рад, па ће вам бити потребан вишестепени зупчаник да бисте максимално искористили простор. То је такође разлог зашто су циклоидни зупчаници обично пројектовани са скраћеном циклоидом.
Да би се израчунао најефикаснији профил зубаца за циклоидни зупчаник, осмишљена је нова метода. Ова метода користи математички модел који користи смер ротације циклоиде и неколико других геометријских параметара. Користећи део-по-део функцију повезану са расподелом угла притиска, одређује се најефикаснији профил циклоиде. Затим се он надовезује на теоријски профил. Нова метода је много флексибилнија од конвенционалне методе и може се прилагодити променљивим трендовима циклоидног профила.

Дизајн

Развијено је неколико дизајна циклоидних мењача. Ови мењачи имају велики преносни однос у једном степену. Углавном се користе за тешке машине. Пружају добру торзиону крутост и капацитет ударног оптерећења. Међутим, такође имају вибрације при високим обртајима. Спроведено је неколико студија како би се пронашло решење за овај проблем.
Циклоидни мењач се пројектује израчунавањем преносног односа механизма. Овај однос се добија величином улазне брзине. Ово се затим множи са преносним односом профила зупчаника.
Најважнији фактор у пројектовању циклоидног мењача је расподела оптерећења дуж ширине зупчаника. Користећи ово као критеријум пројектовања, може се смањити амплитуда вибрација. Ово ће осигурати да мењач правилно ради. Да би се генерисали одговарајући услови спајања, трохоидни профил на периферији циклоидног диска мора бити прецизно дефинисан.
Један од најчешћих облика циклоидних зупчаника је кружно-лучно назубљење. Ово је најчешћи тип назубљења који се данас користи.
Други облик зупчаника је хипоциклоида. Овај облик захтева да пречник круга котрљања буде једнак половини пречника основног круга. Још један посебан случај је облик зупчаника са врхом. Овај облик се назива и сатно назубљење.
Да би овај профил зупчаника функционисао, почетна тачка контакта мора остати фиксирана на ивици котрљајућег диска. Ово ће генерисати хипоциклоидну криву. Крива се прати од ове почетне тачке.
Да би истражили овај профил зупчаника, аутори су користили 3Д анализу коначних елемената. Користили су математички модел производње зупчаника који је укључивао кинематичке параметре, прорачуне излазних момената и кораке обраде. Добијени дизајн је елиминисао зазор.

Одређивање величине и избор

Избор мењача може бити сложен задатак. Постоји много фактора које треба узети у обзир. Потребно је да одредите врсту примене, потребну брзину, оптерећење и преносни однос мењача. Прикупљањем ових информација можете пронаћи решење које вам најбоље одговара.
Прво што треба да урадите јесте да пронађете одговарајућу величину. Постоји неколико програма за димензионисање који вам помажу да одредите најбољи мењач за вашу примену. Можете почети тако што ћете нацртати циклоидни зупчаник како бисте лакше направили део.
Приликом димензионисања, важно је узети у обзир околину. Ударна оптерећења, услови околине и температура околине могу повећати хабање зубаца зупчаника. Температура такође има значајан утицај на вискозитет мазива и материјале заптивача.
Такође морате узети у обзир улазну и излазну брзину. То је зато што ће улазна брзина променити прорачуне преносног односа мењача. Ако прекорачите улазну брзину, можете оштетити заптивке и изазвати прерано хабање лежајева вратила.
Још један важан аспект димензионисања је фактор сервиса. Овај фактор одређује количину обртног момента коју мењач може да поднесе. Фактор сервиса може бити само 1,4, што је довољно за већину индустријских примена. Међутим, велика ударна оптерећења и оптерећења од удара захтеваће веће факторе сервиса. Неурачунавање ових фактора може довести до ломљења вратила и оштећења лежајева.
Излазни стил је такође важан. Потребно је да утврдите да ли желите шупљи отвор без кључа или са кључем, као и да ли вам је потребна излазна прирубница. Ако изаберете шупљи отвор без кључа, мораћете да изаберете материјал заптивача који може да издржи више температуре.

editor by CX 2023-06-02