Sikloid Dişli Kutusunun Matematiksel Modeli

Sikloidal rotorlu bir şanzıman, otomobil veya herhangi bir başka araç için ideal bir tasarımdır, çünkü sikloidal tasarım, araç performansında önemli bir bileşen olan titreşim genliğini azaltabilir. Sikloidal şanzıman kullanmak, şanzımandaki dişliler arasındaki sürtünmeyi azaltmanın da harika bir yoludur; bu da gürültüyü ve aşınmayı azaltmaya yardımcı olabilir. Sikloidal şanzıman, yüksek yükler altında performans göstermesi gereken bir araç için de çok verimli bir tasarımdır, çünkü şanzıman şok yüklerine karşı çok dayanıklıdır.

Temel tasarım prensipleri

Sikloidal dişli kutuları, hassas dişli uygulamalarında kullanılır. Sikloidal tahrik sistemleri kompakt ve sağlamdır, daha düşük boşluk, burulma sertliği ve daha uzun kullanım ömrü sunar. Ayrıca ağır yüklerin söz konusu olduğu uygulamalar için de uygundurlar.
Sikloidal tahrik sistemleri kompakt boyutlara sahiptir ve çok yüksek redüksiyon oranları sunar. Ayrıca çok sağlamdırlar ve ani yükleri kaldırabilirler. Sikloidal tahrik sistemleri, çok çeşitli tahrik teknolojileri için idealdir. Sikloidal dişliler mükemmel burulma sertliğine sahiptir ve 300:1'lik bir aktarım oranı sağlayabilir. Ayrıca, birden fazla dişli kademesinin üst üste istiflenmesinin istenmediği uygulamalarda da kullanılabilirler.
Yüksek bir küçültme oranı elde etmek için, sikloidal dişlilerin son derece hassas bir şekilde üretilmesi gerekir. Sikloidal dişliler, temas noktalarındaki kesme kuvvetlerini ortadan kaldıran kavisli bir diş profiline sahiptir. Bu, dişli diski için pozitif bir uyum sağlar. Bu profil, ayrı bir dış burç üzerinde veya iç dişli profili eki olarak sağlanabilir.
Sikloidal tahrik sistemleri, yük plakasının X ve Y eksenleri etrafında döndüğü deniz tahrik sistemlerinde kullanılır. Plaka, merkezden 15 mm uzaklıkta yerleştirilmiş dişli bir vida deliği ile sabitlenir.
Sikloidal dişli kutusunda yük plakasını desteklemek için ikincil bir taşıyıcı gövde kullanılır. İkincil taşıyıcı gövde, bir montaj taşıyıcı gövdesi ve bir ikincil taşıyıcı diskten oluşur.

Düşük sürtünme

Dişlilerin statik problemlerini anlamak için çeşitli çalışmalar yapılmıştır. Bu makalede, düşük sürtünmeli sikloidal bir dişli kutusunun matematiksel modelini ele alıyoruz. Bu model, üretim sırasında dişli kutusunun performansını etkileyen çeşitli parametreleri hesaplamak için tasarlanmıştır.
Model, yapışma etkisini ve doğrusal olmayan sürtünme özelliğini içeren yeni bir yaklaşıma dayanmaktadır. Bu parametreler, geleneksel pratik kurallarla kapsanmamaktadır.
Hız yönü değiştiğinde sürtünme etkisi ortaya çıkar. Bu süre zarfında, hareket oluşturmak için giriş torkunun sürtünme etkisine baskın gelmesi gerekir. Model ayrıca sürtünme etkisinin büyüklüğünü ve kopma hızını hesaplamamızı da sağlar.
En önemli nokta, modelin kontrollü bir sistemin dinamik davranışını iyileştirmek için kullanılabilmesidir. Bu açıdan model yüksek doğruluk derecesine sahiptir. Model, optimum sürtünme kopma hızını bulmak için dişli kutusunun çeşitli bölgelerinde test edilmiştir. Modelin simülasyon sonuçları, bu modelin düşük sürtünmeli sikloidal dişli kutusunun verimliliğini tahmin etmede etkili olduğunu göstermektedir.
Sürtünme modeline ek olarak, düşük sürtünmeli sikloidal redüktörün verimliliğini de inceledik. Bu dişli kutusunun redüksiyon oranı formülden tahmin edildi. Motor torku sıfır Nm'ye yaklaştığında oranın eksi sonsuza yaklaştığı bulundu.

Kompakt

Standart planet dişlilerden farklı olarak, sikloidal dişli kutuları kompakt, düşük sürtünmeli ve neredeyse sıfır boşluk özelliğine sahiptir. Ayrıca yüksek redüksiyon oranları, yüksek yük kapasitesi ve yüksek verimlilik sunarlar. Bu özellikler onları çeşitli uygulamalar için uygun bir seçenek haline getirir.
Sikloid diskler, eksantrik bir giriş mili tarafından tahrik edilir. Daha sonra sabit bir halka dişli tarafından tahrik edilirler. Halka dişli, sikloid diski daha yüksek bir hızda döndürür. Giriş mili, tam bir dönüşü tamamlamak için dokuz kez döner. Halka dişli, dinamik dengesizliği düzeltmek için tasarlanmıştır.
CZPT sikloidal redüktörler, hassas ve istikrarlı çalışma için tasarlanmıştır. Bu redüktörler sağlamdır ve büyük yer değiştirmeleri kaldırabilirler. Ayrıca yüksek aşırı yük koruması sunarlar. Şok dalga tedavisi için uygundurlar. CZPT redüktörler, kritik konumlandırma doğruluğu gerektiren uygulamalar için de oldukça uygundur. Ayrıca düşük montaj ve tasarım maliyetleri gerektirirler. Uzun hizmet ömrü ve düşük histerezis kaybı için tasarlanmışlardır.
CZPT sikloidal redüktörler, CNC işleme merkezleri, robot pozisyonlayıcılar ve manipülatörler de dahil olmak üzere çeşitli endüstriyel uygulamalarda kullanılır. Çıkış ekseninde yüksek kuvvetleri kaldırabilen benzersiz bir tasarıma sahiptirler ve özellikle büyük yer değiştirmeler için uygundurlar. Bu dişli kutuları son derece verimlidir, maliyetleri düşürür ve çeşitli boyutlarda mevcuttur. Milimetre hassasiyeti gerektiren uygulamalar için idealdirler.

Yüksek indirgeme oranları

Diğer dişli kutularına kıyasla, sikloid dişli kutuları yüksek redüksiyon oranları ve düşük boşluk payı sunar. Ayrıca daha ekonomiktirler. Sikloid dişli kutuları çeşitli endüstrilerde kullanılabilir. Robotik uygulamalar için uygundurlar. Ayrıca yüksek verimliliğe ve yük kapasitesine sahiptirler.
Sikloidal dişli kutusu, sikloidal bir diskin döndürülmesiyle çalışır. Bu disk, çıkış milindeki pimlerden daha büyük delikler içerir. Disk döndürüldüğünde, çıkış pimleri deliklerde hareket ederek sabit bir çıkış mili dönüşü oluşturur. Bu tip dişli kutusu, kademeli montaj gerektirmez.
Sikloid dişli kutuları genellikle planet dişli kutularından daha kısadır. Ayrıca daha sağlamdırlar ve daha yüksek torkları iletebilirler.
Sikloid dişli kutularında, sikloid diski hareket ettiren eksantrik bir kam bulunur. Sikloid disk 360 derece/pivot/makara adımlarıyla ilerler. Ayrıca eksantrik bir şekilde döner. Halka dişli muhafazasıyla kenetlenir. Ayrıca halka dişli muhafazasının iç dişleriyle de temas eder.
Sikloidal diskin üzerindeki lob sayısı, iyi bir iletim oranı oluşturmak için yeterli değildir. Aslında, lob sayısı sikloidal diski çevreleyen pim sayısından daha az olmalıdır.
Sikloidal disk, taban milinden uzanan eksantrik bir kam tarafından döndürülür. Kam ayrıca sikloidal diskin içinde de döner. Kamın eksantrik hareketi, sikloidal diskin halka dişli muhafazasının pimleri etrafında dönmesine yardımcı olur.

Titreşimin genliğini azaltmak

Sikloidal dişli kutusundaki titreşim genliğini azaltmaya yönelik çeşitli yaklaşımlar incelenmiştir. Bu yaklaşımlar, dişli kutusunun kinematik analizine dayanmaktadır.
Sikloidal dişli kutusu, rulmanlardan, dişlilerden ve sikloidal bir diski tahrik eden eksantrik bir rulmandan oluşan bir dişli kutusudur. Bu dişli kutusu, diskin dönmesiyle çıkış milini tahrik eden bir dizi çıkış mili pimi sayesinde yüksek bir redüksiyon oranına sahiptir.
Çalışmalarda kullanılan test düzeneğinde dört sensör bulunmaktadır. Her sensör, farklı sinyal işleme teknikleriyle sinyaller alır. Ayrıca, giriş tarafındaki dönme hızındaki değişimleri kaydeden bir takometre de mevcuttur.
Robotik dişli kutusunun kinematik çalışması, titreşim frekansını anlamak ve dişli kutusunun arızalı olup olmadığını belirlemek amacıyla gerçekleştirilmiştir. X ve y genliklerinin düşük olduğu durumlarda dişli kutusunun sağlıklı çalıştığı tespit edilmiştir. Ancak genlik yüksek olduğunda, arızalı bir elemanın göstergesidir.
Titreşim sinyallerinin frekans analizi hem döngüsel durağan hem de döngüsel olmayan durağan durumlar için gerçekleştirilir. Seçilen frekanslar, her iki durum türünde de ortaya çıkan frekanslardır.

Şok yüklerine karşı dayanıklı

Geleneksel dişli kutularına kıyasla, sikloidal dişli kutuları şok yükleri söz konusu olduğunda önemli avantajlara sahiptir. Bunlar arasında yüksek şok yükü kapasitesi, yüksek verimlilik, düşük maliyet, daha düşük ağırlık, daha düşük sürtünme ve daha iyi konumlandırma doğruluğu yer almaktadır.
Sikloid dişliler, ağır yüklerin taşınması gibi atalet momentinin önemli olduğu uygulamalarda geleneksel planet dişlilerin yerine kullanılabilir. Daha hafif bir tasarıma sahiptirler ve daha kompakt bir boyutta üretilebilirler; bu da maliyeti ve kurulum giderlerini azaltmaya yardımcı olur. Sikloid dişliler ayrıca küçük bir pakette 300:1'e kadar iletim oranları sağlayabilir.
Sikloid dişliler, uzun hizmet ömrünün şart olduğu uygulamalar için de uygundur. Radyal sıkıştırma halkası, ataleti 39%'ye kadar azaltır. Sikloid dişlilerin burulma rijitliği, geleneksel planet dişlilere göre beş kat daha yüksektir.
Sikloid dişli kutuları, beton mikserlerinde önemli iyileştirmeler sağlayabilir. Son derece verimli bir tasarıma sahip olup önemli yeniliklere olanak tanır. Ayrıca servo uygulamaları, takım tezgahları ve tıbbi teknoloji için de idealdir. Kullanıcı dostu vida bağlantıları, etkili korozyon koruması ve kolay kullanım özelliklerine sahiptir.
Sikloid dişliler, özellikle kritik konumlandırma doğruluğu gerektiren uygulamalar için kullanışlıdır. Örneğin, büyük parabolik antenlerin kontrolünde, doğruluğu korumak için yüksek şok yükü kapasitesi gereklidir. Sikloid dişliler, nominal torklarının 500%'sine kadar olan şok yüklerine dayanabilir.

Atalet etkileri

Dişlilerin statik problemlerini incelemek için çeşitli çalışmalar yapılmıştır. Bununla birlikte, kontrollü bir sistemin dinamik davranışını incelemek için hala uygun bir modele ihtiyaç vardır. Bu amaçla, sikloidal bir dişli kutusunun matematiksel bir modeli geliştirilmiştir. Sunulan model, daha karmaşık bir mekanik model için temel olarak kullanılabilecek basit bir modeldir.
Matematiksel model, sikloidal dişli kutusunun mekanik yapısına dayanmaktadır ve doğrusal olmayan bir sürtünme karakteristiğine sahiptir. Model, durma anındaki akım tepe noktalarını ve kırılmalarını yeniden üretebilmektedir. Ayrıca, yapışma etkisini de dikkate almaktadır. Bununla birlikte, boşluk veya burulma sertliğini kapsamamaktadır.
Bu model, tork üreten akımı ve motorun ataletini hesaplamak için kullanılır. Bu değerler daha sonra gerçek sistem ölçümleriyle karşılaştırılır. Sonuçlar, simülasyon sonuçlarının gerçek sistem ölçümlerine çok yakın olduğunu göstermektedir.
Modelin dinamik davranışını iyileştirmek için çeşitli parametreler dikkate alınmıştır. Bu parametreler, harmonik tahrik sistemi analizinden hesaplanır. Bunlar tork üreten akım, atalet ve dönen parçaların temas kuvvetleridir.
Model yüksek doğruluk seviyesine sahiptir ve motor kontrolü için kullanılabilir. Ayrıca, kontrollü bir sistemin dinamik davranışını da yeniden üretebilmektedir.

CX tarafından düzenlendi, 2023-10-20