En matematisk modell av en cykloidväxellåda

Att ha en växellåda med en cykloidal rotor är en idealisk design för en bil eller något annat fordon, eftersom den cykloidala designen kan minska vibrationsamplituden, vilket är en nyckelkomponent i bilens prestanda. Att använda en cykloidal växellåda är också ett bra sätt att minska friktionen mellan kugghjulen i växellådan, vilket kan bidra till att minska buller och slitage. En cykloidal växellåda är också en mycket effektiv design för ett fordon som behöver prestera under höga belastningar, eftersom växellådan kan vara mycket robust mot stötbelastningar.

Grundläggande designprinciper

Cykloidväxlar används för precisionsväxlingstillämpningar. Cykloidväxlar är kompakta och robusta och erbjuder lägre glapp, vridstyvhet och längre livslängd. De är också lämpliga för tillämpningar som involverar tunga belastningar.
Cykloidväxlar är kompakta i storlek och ger mycket höga utväxlingsförhållanden. De är också mycket robusta och kan hantera stötbelastningar. Cykloidväxlar är idealiska för en mängd olika drivtekniker. Cykloidväxlar har utmärkt vridstyvhet och kan ge ett utväxlingsförhållande på 300:1. De kan också användas i applikationer där stapling av flera kugghjulssteg inte är önskvärt.
För att uppnå ett högt utväxlingsförhållande måste cykloidkugghjul tillverkas extremt noggrant. Cykloidkugghjul har en krökt tandprofil som tar bort skjuvkrafter vid varje kontaktpunkt. Detta ger en positiv passform för kuggskivan. Denna profil kan monteras på en separat yttre bussning eller som en invändig kuggprofilinsats.
Cykloiddrivningar används i marina framdrivningssystem, där lastplattan roterar runt X- och Y-axeln. Plattan är förankrad med ett gängat skruvhål placerat 15 mm från centrum.
En sekundär bärkropp används i en cykloidväxellåda för att stödja lastplattan. Den sekundära bärkroppen består av en monteringsbärkropp och en sekundär bärskiva.

Låg friktion

Flera studier har genomförts för att förstå de statiska problemen med kugghjul. I den här artikeln diskuterar vi en matematisk modell av en cykloidväxellåda med låg friktion. Denna modell är utformad för att beräkna olika parametrar som påverkar växellådans prestanda under produktion.
Modellen är baserad på en ny metod som inkluderar friktionseffekten och den ickelinjära friktionskarakteristiken. Dessa parametrar täcks inte av den konventionella tumregeln.
Stiktionseffekten uppstår när hastighetsriktningen ändras. Under denna tid krävs att ingångsmomentet överväger stiktionseffekten för att generera rörelse. Modellen gör det också möjligt för oss att beräkna storleken på stiktionseffekten och dess lossbrytningshastighet.
Det viktigaste är att modellen kan användas för att förbättra det dynamiska beteendet hos ett kontrollerat system. I detta avseende har modellen en hög grad av noggrannhet. Modellen testas i flera kvadranter av växellådan för att hitta den optimala friktionshastigheten. Simuleringsresultaten av modellen visar att denna modell är effektiv för att förutsäga verkningsgraden hos en cykloidväxellåda med låg friktion.
Utöver friktionsmodellen studerade vi även verkningsgraden hos en cykloidreducerare med låg friktion. Utväxlingsförhållandet för denna växellåda uppskattades med hjälp av formeln. Det visar sig att förhållandet närmar sig negativ oändlighet när motormomentet är nära noll Nm.

Kompakt

Till skillnad från vanliga planetväxlar är cykloidväxlar kompakta, har låg friktion och praktiskt taget inget glapp. De erbjuder också höga utväxlingsförhållanden, hög lastkapacitet och hög verkningsgrad. Dessa egenskaper gör dem till ett gångbart alternativ för en mängd olika tillämpningar.
Cykloidskivor drivs av en excentrisk ingående axel. De drivs sedan av ett stationärt ringhjul. Ringhjulet roterar den cykloidala skivan med en högre hastighet. Ingående axel roterar nio varv för att fullborda ett helt varv. Ringhjulet är utformat för att korrigera den dynamiska obalansen.
CZPT-cykloidväxlar är konstruerade för precision och stabil drift. Dessa reducerare är robusta och kan hantera stora förflyttningar. De erbjuder också högt överbelastningsskydd. De är lämpliga för stötvågsbehandling. CZPT-växlar är också väl lämpade för applikationer med kritisk positioneringsnoggrannhet. De kräver också låga monterings- och designkostnader. De är konstruerade för lång livslängd och låg hysteresförlust.
CZPT cykloidala reducerväxlar används i en mängd olika industriella tillämpningar, inklusive CNC-bearbetningscentraler, robotpositionerare och manipulatorer. De erbjuder en unik design som kan hantera höga krafter på utgångsaxeln och är särskilt lämpliga för stora förflyttningar. Dessa växlar är mycket effektiva, vilket minskar kostnaderna och finns i en mängd olika storlekar. De är idealiska för tillämpningar som kräver millimeternoggrannhet.

Höga reduktionsförhållanden

Jämfört med andra växellådor erbjuder cykloidväxellådor höga utväxlingsförhållanden och litet glapp. De är också billigare. Cykloidväxellådor kan användas inom en mängd olika industrier. De är lämpliga för robotapplikationer. De har också hög verkningsgrad och lastkapacitet.
En cykloidväxellåda fungerar genom att rotera en cykloidskiva. Denna skiva innehåller hål som är större än stiften på den utgående axeln. När skivan roteras rör sig de utgående stiften i hålen för att generera en jämn rotation av den utgående axeln. Denna typ av växellåda kräver inte staplingssteg.
Cykloidväxellådor är vanligtvis kortare än planetväxellådor. Dessutom är de mer robusta och kan överföra högre vridmoment.
Cykloidväxellådor har en excentrisk kam som driver den cykloidala skivan. Den cykloidala skivan rör sig i 360 graders/vridnings-/rullsteg. Den roterar också i ett excentriskt mönster. Den griper in i ringhjulshuset. Den griper även in i ringhjulshusets inre kuggar.
Antalet lober på den cykloidala skivan är inte tillräckligt för att generera ett bra utväxlingsförhållande. Faktum är att antalet lober måste vara mindre än antalet stift som omger den cykloidala skivan.
Den cykloidala skivan roteras av en excentrisk kam som sträcker sig från basaxeln. Kammen roterar också inuti den cykloidala skivan. Kammens excentriska rörelse hjälper den cykloidala skivan att rotera runt stiften på ringhjulshuset.

Minska vibrationens amplitud

Olika metoder för att minska vibrationsamplituden i en cykloidväxellåda har studerats. Dessa metoder är baserade på kinematisk analys av växellådan.
En cykloidväxellåda är en växellåda som består av lager, kugghjul och ett excentriskt lager som driver en cykloidskiva. Denna växellåda har ett högt utväxlingsförhållande, vilket uppnås genom en serie utgående axeltappar som driver utgående axel när skivan roterar.
Testbänken som användes i studierna har fyra sensorer. Varje sensor registrerar signaler med olika signalbehandlingstekniker. Dessutom finns det en varvräknare som registrerar variationer i rotationshastighet på ingångssidan.
Den kinematiska studien av den robotiserade växellådan utfördes för att förstå vibrationernas frekvens och för att avgöra om växellådan är felaktig. Det visade sig att växellådan är i normal drift när amplituden för x- och y-signalerna är låg. Men när amplituden är hög tyder det på ett felaktigt element.
Frekvensanalysen av vibrationssignaler utförs för både cyklostationära och icke-cyklostationära förhållanden. De frekvenser som väljs är de som uppträder under båda typerna av förhållanden.

Robust mot stötbelastningar

Jämfört med traditionella växellådor har cykloidväxellådor betydande fördelar när det gäller stötbelastningar. Dessa inkluderar hög stötbelastningskapacitet, hög effektivitet, minskad kostnad, lägre vikt, lägre friktion och bättre positioneringsnoggrannhet.
Cykloidväxlar kan användas för att ersätta traditionella planetväxlar i applikationer där tröghet är viktig, såsom transport av tunga laster. De har en lättare design och kan tillverkas till en mer kompakt storlek, vilket bidrar till att minska kostnader och installationskostnader. Cykloidväxlar kan också ge utväxlingsförhållanden på upp till 300:1 i ett litet paket.
Cykloidväxlar är också lämpliga för tillämpningar där lång livslängd är avgörande. Deras radiella klämring minskar trögheten med upp till 39%. Cykloidväxlar har en vridstyvhet som är fem gånger högre än konventionella planetväxlar.
Cykloidväxellådor kan ge betydande förbättringar i betongblandare. De har en mycket effektiv design, vilket möjliggör viktiga innovationer. De är också idealiska för servoapplikationer, verktygsmaskiner och medicinsk teknik. De har användarvänliga skruvanslutningar, effektivt korrosionsskydd och effektiv hantering.
Cykloidväxlar är särskilt användbara för tillämpningar med kritisk positioneringsnoggrannhet. Till exempel, vid styrning av stora parabolantenner krävs hög stötbelastningskapacitet för att bibehålla noggrannheten. Cykloidväxlar kan motstå stötbelastningar upp till 500% av sitt nominella vridmoment.

Tröghetseffekter

Olika studier har genomförts för att undersöka statiska problem med kugghjul. Det finns dock fortfarande ett behov av en lämplig modell för att undersöka det dynamiska beteendet hos ett styrt system. För detta har en matematisk modell av en cykloidväxellåda utvecklats. Den presenterade modellen är en enkel modell som kan användas som grund för en mer komplex mekanisk modell.
Den matematiska modellen är baserad på den cykloidala växellådans mekaniska konstruktion och har en ickelinjär friktionskarakteristik. Modellen kan reproducera strömtopparna och -brotten vid stillastående. Den tar även hänsyn till friktionseffekten. Den täcker dock inte glapp eller vridstyvhet.
Denna modell används för att beräkna den vridmomentgenererande strömmen och motorns tröghet. Dessa värden jämförs sedan med den verkliga systemmätningen. Resultaten visar att simuleringsresultaten ligger mycket nära den verkliga systemmätningen.
Flera parametrar beaktas i modellen för att förbättra dess dynamiska beteende. Dessa parametrar beräknas från analysen av det harmoniska drivsystemet. Dessa är momentgenererande ström, tröghet och kontaktkrafterna hos de roterande delarna.
Modellen har hög noggrannhet och kan användas för motorstyrning. Den kan också reproducera det dynamiska beteendet hos ett styrt system.

editor by CX 2023-05-19