Cyklonväxellåda vs. involverad växellåda

Oavsett om du använder en cykloidväxellåda eller en evolventväxellåda för din tillämpning, finns det några saker du bör känna till. Den här artikeln kommer att belysa några av dessa saker, inklusive: cykloidväxellåda kontra evolventväxellåda, vikt, tryckkraft, precision och momenttäthet.

Tryckkraft

Flera studier har utförts för att analysera kugghjulens statiska egenskaper. I den här artikeln undersöker författarna de strukturella och kinematiska principerna för en cykloidväxellåda. Den cykloidala växellådan är en växellåda som använder ett excentriskt lager inuti en roterande ram. Den har inget gemensamt pinjong-drevpar och är därför idealisk för ett högt utväxlingsförhållande.
Syftet med denna artikel är att undersöka spänningsfördelningen på en cykloidal skiva. Olika kugghjulsprofiler undersöks för att studera lastfördelningen och dynamiska effekter.
Cykloidväxellådor utsätts för kompression och glapp, vilket kräver användning av korrekta utväxlingsförhållanden för lagerhastighet och TSA. Artikeln fokuserar också på de kinematiska principerna för reduceraren. Dessutom använder författarna standardanalystekniker för axeln/växeln och den cykloidala skivan.
Författarna har tidigare arbetat med en dynamisk simulering av stelkroppar i en cykloidal reducer. Analysen använde en trochoidal profil på den cykloidala skivans periferi. Trochoidalprofilen erhålls från en tillverkningsritning och tar hänsyn till toleranserna.
Masktätheten i den cykloidala skivan återger delarnas exakta geometri. Det ger exakta kontaktspänningar.
Den cykloidala skivan består av nio lober, som rör sig med en lob per rotation av drivaxeln. Men när skivan roteras runt stiften rör sig inte den cykloidala skivan runt tyngdpunkten. Därför delar den cykloidala skivan momentbelastningen med fem yttre rullar.
Ett lågt utväxlingsförhållande i en cykloidväxellåda resulterar i en högre inducerad spänning i cykloidskivan. Detta beror på det större hålet som är utformat för att minska materialet inuti skivan.

Momentdensitet

Flera typer av magnetiska växellådor har studerats. Vissa magnetiska växellådor har en högre momenttäthet än andra, men de kan fortfarande inte konkurrera med de mekaniska växellådorna.
En ny cykloidal magnetisk växellåda med hög vridmomentdensitet som använder Halbach-rotorer har utvecklats och testas. Designen validerades genom att bygga en CPCyMG-prototyp. Resultaten visade att det simulerade slirmomentet var jämförbart med det experimentella slirmomentet. Det uppmätta toppmomentet var en rumslig harmonisk p3 = 14, och det motsvarar momentdensiteten i det aktiva området på 261,4 N*m/L.
Denna cykloidväxellåda har också en hög utväxling. Den har testats för att uppnå ett maximalt vridmoment på 147,8 Nm, vilket är mer än dubbelt så mycket som momenttätheten hos den traditionella cykloidväxellådan. Konstruktionen innehåller ett ferromagnetiskt bakstöd som ger mekaniskt tillverkningsstöd.
Denna cykloidala växellåda visar också hur en liten diameter kan uppnå en hög momenttäthet. Den är konstruerad med en axiell längd på 50 mm. De radiella avböjningskrafterna är inte allvarliga vid denna längd. Konstruktionen använder ett litet luftgap för att minska de radiella avböjningskrafterna, men det är inte det enda designalternativet.
Avvägningskonstruktionen har också en hög volumetrisk momentdensitet. Den har ett mindre luftgap och en högre massmomentdensitet. Den är genomförbar att tillverka och mekaniskt stark. Konstruktionen är också en av de mest effektiva i sin klass.
Den spiralformade kugghjulskonstruktionen är en nyare teknik som ger en högre precisionsnivå till en cykloidal växellåda. Den gör det möjligt för en servomotor att hantera en tung belastning vid höga cykelhastigheter. Den är också användbar i applikationer som kräver mindre konstruktionsomfång.

Vikt

Jämfört med planetväxellådor är vikten hos cykloidväxellådor inte lika betydande. De erbjuder dock vissa fördelar. En av de viktigaste egenskaperna är deras glappfria drift, vilket hjälper dem att leverera jämn och exakt rörelse.
Dessutom ger de hög verkningsgrad, vilket innebär att servomotorer kan köras med högre hastigheter. Det bästa är att de inte behöver staplas för att uppnå ett högt utväxlingsförhållande.
En annan fördel med cykloidala växellådor är att de vanligtvis är billigare än planetväxellådor. Det betyder att de är lämpliga för tillverkningsindustrin och robotteknik. De är också lämpliga för tunga robotar som kräver en robust växellåda.
De ger också ett bättre utväxlingsförhållande. Cykloidväxlar kan uppnå utväxlingsförhållanden från 30:1 till 300:1, vilket är en enorm förbättring jämfört med planetväxlar. Det finns dock få modeller tillgängliga som ger ett utväxlingsförhållande under 30:1.
Cykloidväxlar erbjuder också mer slitstyrka, vilket innebär att de kan hålla längre än planetväxlar. De är också mer kompakta, vilket hjälper dem att uppnå höga utväxlingar i ett mindre utrymme. Cykloidväxlarnas konstruktion gör dem också mindre benägna att glappa, vilket är en av de största bristerna med planetväxlar.
Dessutom kan cykloidväxlar också ge bättre positioneringsnoggrannhet. Detta är faktiskt en av de främsta anledningarna till att välja cykloidväxlar framför planetväxlar. Detta beror på att cykloidskivan roterar runt ett lager oberoende av ingångsaxeln.
Jämfört med planetväxellådor är cykloidväxlar också mycket kortare. Det betyder att de ger den bästa positioneringsnoggrannheten. De är också lättare, vilket betyder att de har en mindre diameter.

Precision

Flera experter har studerat cykloidväxellådor i precisionsreducerare. Deras forskning fokuserar huvudsakligen på den matematiska modellen och metoden för precisionsutvärdering av cykloidväxlar.
Den traditionella modifieringsdesignen för cykloidkugghjul realiseras huvudsakligen genom att ställa in olika bearbetningsparametrar och slipskivans mittposition. Men det har vissa nackdelar på grund av instabil ingreppsnoggrannhet och okontrollerbar tandprofilkurvform.
I denna studie föreslås en ny metod för modifiering av konstruktionen av cykloidkugghjul. Denna metod baseras på beräkning av ingreppsspel och tryckvinkelfördelning. Den kan effektivt förstyra transmissionens noggrannhet hos cykloidkugghjul med tapp. Den kan också säkerställa goda ingreppsegenskaper.
Den föreslagna metoden kan tillämpas vid tillverkning av roterande vektorreducerare. Den är även tillämpbar i precisionsreducerare för robotar.
Den matematiska modellen för cykloidväxlar kan etableras med tryckvinkeln a som en beroende variabel. Det är möjligt att beräkna tryckvinkelfördelningen och profiltryckvinkeln. Den kan också uttryckas som DL=f(a). Den kan tillämpas vid konstruktion av precisionsreducerare.
Studien beaktar även rotspelet, kuggspelet hos kuggarna och profilvinkeln. Dessa faktorer har en direkt effekt på transmissionsprestandan hos cykloidväxlar. Det indikerar också högre rörelsenoggrannhet och mindre glapp. Den modifierade profilen kan också återspegla det mindre transmissionsfelet.
Dessutom är den föreslagna metoden baserad på beräkning av dödgång. Den bestämmer vinkeln för den första tandkontakten. Denna vinkel är en viktig faktor som påverkar modifieringskvaliteten. Transmissionsfelet efter den andra cykloidmetoden är det minsta.
Slutligen visas en fallstudie på CZPT RV-35N-växelparet för att bevisa den föreslagna metoden.

Evolventa kugghjul kontra cykloida kugghjul

Jämfört med evolventa kugghjul har cykloidkugghjul lägre ljudnivå, mindre friktion och längre livslängd. De är dock dyrare. Cykloidkugghjul kan vara svårare att tillverka. De kan vara mindre lämpliga för vissa tillämpningar, inklusive rymdmanipulatorer och robotkopplingar.
Den vanligaste kugghjulsprofilen är den evolventa kurvan för en cirkel. Denna kurva bildas av ändpunkten på en imaginär spänd sträng som lindas av från cirkeln.
En annan kurva är epicykloidkurvan. Denna kurva bildas av att den punkt som är fast fäst vid cirkeln rullar över en annan cirkel. Denna kurva är svår att framställa och mycket dyrare att framställa än den evolventa kurvan.
Cykloidkurvan för en cirkel är också ett exempel på multimarkören. Denna kurva genereras av punktens ort på cirkelns omkrets.
Cykloidkurvan har samma diameter som evolventkurvan, men böjer sig tangentiellt längs cirkelns diameter. Denna kurva klassificeras också som ordinär. Den har flera andra funktioner. FE-metoden användes för att analysera töjningstillståndet hos cykloidala hastighetsreducerare.
Det finns många andra kurvor, men den evolventa kurvan är den mest använda kugghjulsprofilen. Den evolventa kurvan för en cirkel är en spiralformad kurva som följs av ändpunkten på en imaginär spänd sträng.
Evolventa kugghjul är ungefär som en uppsättning Lego-klossar. De är väldigt roliga att leka med. De har också många fördelar. Till exempel kan de hantera mittsiktar bättre än cykloidala kugghjul. De är också mycket enklare att tillverka, så kostnaden för evolventa kuggar är lägre. De är dock föråldrade.
Cykloidala kugghjul är också svårare att tillverka än evolventa kugghjul. De har en konvex yta, vilket leder till mer slitage. De har också en enklare form än evolventa kugghjul. De har också färre tänder. De används i roterande rörelser, till exempel i rotorerna på skruvkompressorer.

editor by CX 2023-05-31