Siklon Şanzıman Kullanmanın Avantajları

Bir makinenin hızını düşürmek için sikloidal dişli kutusu kullanmak, giriş milini tahrik etmede oldukça etkili bir yöntemdir. Bunu, giriş milinin hızını önceden belirlenmiş bir oranda azaltarak yapar. Nispeten küçük boyutlarda çok yüksek oranlara ulaşabilir.

İletim oranı

İster bir deniz tahrik sistemi, ister petrol ve gaz endüstrisi için bir pompa inşa ediyor olun, sikloidal dişli kutularının kullanımının belirli avantajları vardır. Diğer dişli kutusu tiplerine kıyasla daha kısadırlar ve daha iyi tork yoğunluğuna sahiptirler. Bu dişli kutuları ayrıca en iyi ağırlık ve konumlandırma doğruluğunu da sunar.
Sikloidal dişli kutusunun temel tasarımı, planet dişli kutusuna benzer. Ana fark, dişli dişlerinin profilindedir.
Sikloid dişlilerde diş yan yüzey aşınması daha azdır ve Hertz temas gerilimi daha düşüktür. Ayrıca sürtünme ve burulma sertliği de daha düşüktür. Bu avantajlar, onları ağır yükler veya yüksek hızlı tahrikler içeren uygulamalar için ideal hale getirir. Yüksek dişli oranları için de uygundurlar.
Sikloidal bir dişli kutusunda, giriş mili eksantrik bir yatağı tahrik ederken, çıkış mili sikloidal diski tahrik eder. Sikloidal disk sabit bir halka etrafında döner ve halka dişlinin pimleri diskteki deliklere geçer. Disk döndükçe pimler çıkış milini tahrik eder.
Sikloid dişliler, yüksek dişli oranları ve düşük sürtünme gerektiren uygulamalar için idealdir. Ayrıca yüksek burulma sertliği ve şok yükü direnci gerektiren uygulamalar için de uygundurlar. Kompakt tasarım ve düşük boşluk gerektiren uygulamalar için de idealdirler.
Sikloidal dişli kutusunun aktarım oranı, sikloidal disk üzerindeki lob sayısı ile belirlenir. n=n tasarımına sahip sikloidal disk, giriş milinin her devrinde bir lobu hareket ettirir.
Sikloid dişliler, dişli oranını 30:1'den 300:1'e düşürecek şekilde üretilebilir. Bu dişliler, özellikle otomasyon sektöründe yüksek performanslı uygulamalar için uygundur. Ayrıca en iyi konumlandırma doğruluğunu ve boşluğu sunarlar. Bununla birlikte, özel üretim süreçleri gerektirirler ve standart dışı özellikler talep ederler.

Sıkıştırma kuvveti

Geleneksel dişli kutularına kıyasla, sikloidal dişli kutusu benzersiz bir kinematik yapıya sahiptir. Dönen bir çerçeve içinde eksantrik bir yatak bulunur ve bu yatak sikloidal diski hareket ettirir. Düşük boşluk ve burulma sertliği ile karakterize edilir, bu da dişli hareketini mümkün kılar.
Bu çalışmada, sikloidal redüktörün optimum tasarımını geliştirmek için tasarım parametrelerinin etkileri araştırılmıştır. Üç ana yuvarlanma noktası incelenmiştir: sikloidal disk, dış halka ve giriş mili. Bunlar, hareketle ilgili dinamik kuvvetleri analiz etmek ve bu kuvvetlerden elde edilen verilerle gerilim ve gerinimleri hesaplamak için kullanılmıştır. Dişli temas frekansı, dış halkanın dönen çerçevesi için bir düzeltme faktörü içeren bir formül kullanılarak hesaplanmıştır.
Sikloidal diskin değerlendirilmesi için üç boyutlu sonlu eleman analizi (FEA) çalışması yapılmıştır. Deliklerin boyutunun diskin oluşturduğu gerilimler üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Çalışmada ayrıca sikloidal tahrik sisteminin tork dalgalanması da incelenmiştir.
Bu çalışmanın yazarları, işleme sapmalarını ve çıkış mekanizmasının yapısını ve geometrisini dikkate alarak, çıkış mekanizmasındaki boşluk dağılımını da incelemiştir. Çalışma ayrıca, tek diskli ve tek diş farkına sahip bir sikloidal redüktöre dayalı bir sikloidal redüktörün göreceli verimliliğine de bakmıştır.
Bu çalışmanın yazarları, malzeme bazlı temas sertliğini kullanarak hesaplanan sikloidal diskin temas gerilimini belirleyebildiler. Bu, sikloidal bir dişli kutusundaki doğru temas gerilimlerini belirlemek için kullanılabilir.
Taşıma oranının hesaplanması için gerekli oranları bilmek önemlidir. Bu oran, f = k (S x R) formülü kullanılarak hesaplanabilir; burada S elemanın hacmi, R kütle, k temas sertliği ve f kuvvet vektörüdür.

Dönme yönü

Tek bir dönme eksenine sahip geleneksel halka dişlinin aksine, sikloidal dişli kutusunun paralel ve tek bir düzlemde yer alan üç dönme ekseni vardır. Sikloidal dişli kutusu mükemmel burulma rijitliğine ve şok yükü kapasitesine sahiptir. Ayrıca sabit açısal hızı sağlar ve yüksek hızlı dişli kutusu uygulamalarında kullanılır.
Sikloidal dişli kutusu, bir giriş mili, bir tahrik elemanı ve bir sikloidal diskten oluşur. Disk bir yönde dönerken, giriş mili zıt yönde döner. Giriş mili, tahrik elemanına eksantrik olarak monte edilmiştir. Sikloidal disk, halka dişli muhafazasıyla kenetlenir ve sikloidal diskin dönme hareketi çıkış miline aktarılır.
Sikloidal bir dişli kutusunun dönüş yönünü hesaplamak için, sikloidin doğru açısal yönelime sahip olması ve sikloidin merkez çizgisinin çıkış deliğinin merkeziyle hizalanması gerekir. Sikloidin en kısa uzunluğu, pim dairesinin yarıçapına eşit olmalıdır. Sikloidin en büyük yarıçapı ise yatağın dış çapına eşit olmalıdır.
Tek kademeli bir dişli çarkın çalışma alanı çok sınırlı olacağından, alanı en üst düzeye çıkarmak için çok kademeli bir dişli çarka ihtiyacınız olacaktır. Sikloid dişli çarkların genellikle kısaltılmış bir sikloid ile tasarlanmasının nedeni de budur.
Sikloidal bir dişli için en verimli diş profilini hesaplamak amacıyla yeni bir yöntem geliştirilmiştir. Bu yöntem, sikloidin dönüş yönünü ve birkaç diğer geometrik parametreyi kullanan matematiksel bir modelden yararlanır. Basınç açısının dağılımıyla ilgili parçalı bir fonksiyon kullanılarak, sikloidin en verimli profili belirlenir. Daha sonra bu profil, teorik profilin üzerine yerleştirilir. Yeni yöntem, geleneksel yönteme göre çok daha esnektir ve sikloidal profilin değişen eğilimlerine uyum sağlayabilir.

Tasarım

Sikloidal dişli kutularının çeşitli tasarımları geliştirilmiştir. Bu dişli kutuları, tek kademede büyük bir redüksiyon oranına sahiptir. Genellikle ağır makinelerde kullanılırlar. İyi burulma rijitliği ve şok yükü kapasitesi sağlarlar. Bununla birlikte, yüksek devirlerde titreşim de üretirler. Bu soruna çözüm bulmak için çeşitli çalışmalar yapılmıştır.
Sikloidal bir dişli kutusu, bir mekanizmanın indirgeme oranının hesaplanmasıyla tasarlanır. Bu oran, giriş hızının büyüklüğü ile elde edilir. Daha sonra bu değer, dişli profilinin indirgeme oranıyla çarpılır.
Sikloidal dişli kutusunun tasarımındaki en önemli faktör, dişlinin genişliği boyunca yük dağılımıdır. Bu tasarım kriteri kullanılarak titreşim genliği azaltılabilir. Bu, dişli kutusunun düzgün çalışmasını sağlayacaktır. Doğru eşleşme koşullarını oluşturmak için, sikloidal diskin çevresindeki trokoidal profilin doğru bir şekilde tanımlanması gerekir.
Sikloidal dişlilerin en yaygın biçimlerinden biri dairesel yay dişli yapısıdır. Bu, günümüzde kullanılan en yaygın dişli türüdür.
Dişli çarkların bir diğer şekli de hiposikloiddir. Bu şekil, yuvarlanma çemberinin çapının taban çemberinin çapının yarısına eşit olmasını gerektirir. Bir diğer özel durum ise sivri dişli şeklidir. Bu şekle saat dişlisi de denir.
Bu dişli profilinin çalışması için, ilk temas noktasının yuvarlanan diskin kenarına sabit kalması gerekir. Bu, hiposikloid eğrisini oluşturacaktır. Eğri, bu ilk noktadan itibaren izlenir.
Yazarlar bu dişli profilini incelemek için 3 boyutlu sonlu eleman analizi kullandılar. Kinematik parametreleri, çıkış momenti hesaplamalarını ve işleme adımlarını içeren dişli imalatının matematiksel modelini kullandılar. Ortaya çıkan tasarım, boşluğu ortadan kaldırdı.

Beden ve seçim

Vites kutusu seçimi karmaşık bir iş olabilir. Dikkate alınması gereken birçok faktör vardır. Uygulama türünü, gerekli hızı, yükü ve vites kutusunun oranını belirlemeniz gerekir. Bu bilgileri edinerek, sizin için en uygun çözümü bulabilirsiniz.
Öncelikle doğru boyutu bulmanız gerekiyor. Uygulamanız için en uygun dişli kutusunu belirlemenize yardımcı olacak çeşitli boyutlandırma programları mevcuttur. Parçayı oluşturmanıza yardımcı olması için bir sikloidal dişli çizerek başlayabilirsiniz.
Boyutlandırma sırasında çevresel faktörleri dikkate almak önemlidir. Şok yükleri, çevresel koşullar ve ortam sıcaklıkları, dişli çarkların aşınmasını artırabilir. Sıcaklık ayrıca yağlama viskoziteleri ve sızdırmazlık malzemeleri üzerinde de önemli bir etkiye sahiptir.
Giriş ve çıkış hızlarını da dikkate almanız gerekir. Çünkü giriş hızı, şanzıman oranı hesaplamalarınızı değiştirecektir. Giriş hızını aşarsanız, contalara zarar verebilir ve şaft yataklarında erken aşınmaya neden olabilirsiniz.
Boyutlandırmanın bir diğer önemli yönü de servis faktörüdür. Bu faktör, dişli kutusunun kaldırabileceği tork miktarını belirler. Servis faktörü 1,4 kadar düşük olabilir ki bu çoğu endüstriyel uygulama için yeterlidir. Bununla birlikte, yüksek şok yükleri ve darbe yükleri daha yüksek servis faktörleri gerektirecektir. Bu faktörleri dikkate almamak, şaft kırılmasına ve rulman hasarına yol açabilir.
Çıkış stili de önemlidir. Anahtarsız mı yoksa anahtarlı içi boş bir delik mi istediğinize ve çıkış flanşına ihtiyacınız olup olmadığına karar vermelisiniz. Anahtarsız içi boş bir delik seçerseniz, daha yüksek sıcaklıklara dayanabilen bir sızdırmazlık malzemesi seçmeniz gerekecektir.

CX tarafından 12.04.2023 tarihinde düzenlenmiştir.