Обновлено в 2022 году ⚙️ Трохоидальная и циклоидальная передача включает элементы, которые вращаются и описывают кривые вокруг какого-либо другого элемента. Более конкретно, циклоиды, обозначенные точкой на окружности элемента качения, включают эпициклоиды (для которых элемент катится по внешней стороне солнечной шестерни или другого опорного компонента) и гипоциклоиды, для которых элемент катится внутри кольца или другого опорного компонента. В отличие от этого, трохоиды (и их подтипы) обозначаются не точкой на окружности элемента качения, а скорее некоторой точкой внутри или снаружи. Одним из особенно распространенных подтипов эпициклической передачи является планетарная передача.

Потому что мы уже рассматривали планетарии в предыдущих motioncontroltips.com кроме того, здесь мы рассмотрим другие варианты, которые становятся все более распространенными в высококлассных станкостроительных, аэрокосмических, погрузочно-разгрузочных и роботизированных приложениях, требующих точного движения сервопривода.

Рассмотрим последний вариант — в роботизированном шарнире, использующем двигатель (работающий со скоростью несколько тысяч оборотов в минуту), оснащенный зубчатой передачей для снижения выходной скорости в 100 раз. Зубчатая передача в таких конструкциях также служит для увеличения крутящего момента при разгоне для достижения максимальной удельной мощности — приоритетной цели проектирования SCARAs и коллаборативной робототехники, для которых вся сборка, по сути, представляет собой консольную массу. Напомним, что обычные зубчатые передачи, используемые в таких конструкциях (включая некоторые планетарные редукторы), обычно имеют очень небольшой люфт. Это часто ограничивается всего несколькими угловыми минутами (сотыми долями градуса) и служит для обеспечения смазки и теплового расширения. Однако в некоторых случаях этот люфт может привести к снижению точности системы на недопустимые величины. Итак, давайте взглянем на другие варианты снаряжения, которые позволяют избежать этой проблемы.

Конструкция с упорным зубом, известная под торговой маркой Galaxie, представляет собой более новую и запатентованную коробку передач с высоким крутящим моментом, предлагаемую компанией WITTENSTEIN. Он обеспечивает исключительную жесткость на кручение и работу с нулевым люфтом для применений, где требуется превосходная точность перемещения на выходе. В отличие от других зубчатых колес, которые передают мощность по линиям контакта зубьев, зацепляющие шестерни в Galaxie обеспечивают контакт практически по всей поверхности. Это обеспечивает контакт зубьев в 6,5 раз больший, чем у некоторых типов обычных эвольвентных зубьев.

Как это работает? Короче говоря, коробка передач направляет большое количество отдельных зубьев по внутренней кольцевой шестерне. Геометрия зубьев повторяет логарифмическую спираль, что позволяет нескольким зубьям передавать мощность одновременно через гидродинамический контакт, охватывающий гораздо большие площади поверхности, чем традиционный линейный контакт. В результате получается коробка передач с нулевым люфтом даже при пересечении нулевой отметки. Логарифмическая спиральная траектория зубьев обеспечивает точность синхронизации, превосходящую традиционные приводы с полым валом при сопоставимых наружных диаметрах.

Коробка передач Galaxie может сочетаться с двигателем с подключением IIoT. Он может похвастаться КПД до 91% — на 18-29% выше, чем традиционные тензоволновые и циклоидальные редукторы.

Являясь частью приводной системы, гидродинамический зубчатый контакт Galaxie также обеспечивает высокую перегрузочную способность. Крутящий момент при аварийной остановке на 150-300% выше, чем у устаревших систем, а жесткость на кручение на 580% выше … поэтому коробкам передач других конструкций, возможно, потребуется в три раза больше, чтобы обеспечить тот же крутящий момент, что и у данной модели Galaxie. Конструкция Galaxie также допускает очень большой диаметр полого вала по отношению к наружному диаметру — в некоторых случаях до 70% больше.

Эксцентриковые редукторы с механизмом качения, известные как циклоидальные редукторы, представляют собой тип сервопривода, который имеет входной вал, приводящий в движение подшипниковый узел. Это, в свою очередь, приводит в движение циклоидальный диск (иногда называемый кулачком), который соединяется с выходным валом. Кулачок имеет лепестки или зубья, которые взаимодействуют с толкателем кулачка — обычно со штифтовыми или игольчатыми подшипниками. Вращение эксцентрикового кулачка приводит к вращению выходного вала с меньшей скоростью и большим крутящим моментом, чем у входного.

Основным преимуществом циклоидальных редукторов является их свойство иметь нулевой или близкий к нулю люфт (до 1 угловой минуты). что обеспечивает высокую точность. Это особенно востребовано там, где требуется высокоточное позиционирование, например, в роботизированных системах, станках и аналогичных приложениях. Циклоидальные редукторы также имеют контакт качения в отличие от контакта скольжения, что приводит к меньшему общему износу. Некоторые циклоидальные редукторы скорости обеспечивают нулевой люфт благодаря сочетанию составного кулачкового редуктора с полным комплектом толкателей кулачков с игольчатыми подшипниками.

Благодаря конструкции из штифта и шестерни циклоидальная передача обеспечивает непрерывный и распределенный контакт передачи мощности, что обеспечивает более высокую ударопрочность по сравнению с традиционными редукторами. Фактически, некоторые варианты могут выдерживать кратковременное воздействие, увеличивающее их номинальный крутящий момент в четыре раза. Высокая плотность крутящего момента обеспечивает передаточное отношение до 185:1 при разумных габаритах коробки передач.

Зубчатая передача S-образной формы использует упругость металла (прогиб) шестерни для снижения скорости. Основными преимуществами тензоволновой передачи являются нулевой люфт, высокая удельная мощность и точность позиционирования.

Зубчатая передача с деформационной волной состоит из трех компонентов: генератора волн, гибкой шлицы и кругового шлица. Генератор волн представляет собой узел из подшипника и стального диска эллиптической формы, обработанного в точном соответствии со спецификациями. Специальный шарикоподшипник устанавливается вокруг этого диска и соответствует эллиптической форме. В большинстве конструкций генератор волн подключается к серводвигателю, который служит в качестве входного сигнала движения.

Flexspline представляет собой тонкостенный стальной стакан. Стенки этих чашек податливы в радиальном направлении, но остаются жесткими при кручении — поскольку чаша имеет большой диаметр. Производители вдавливают зубья шестерни во внешнюю поверхность рядом с открытым концом чашки… рядом с тем, что можно было бы назвать краем. В качестве выходных данных обычно используется гибкая линия.

Чашка имеет жесткий выступ на одном конце, обеспечивающий прочную монтажную поверхность. Генератор волн вставляется внутрь гибкой пластины таким образом, чтобы подшипник находился в том же осевом положении, что и зубья гибкой пластины. Стенка flexspline у края чаши соответствует той же эллиптической форме подшипника. Это придает зубьям на внешней поверхности гибкой пластины эллиптическую форму. Таким образом, flexspline фактически имеет эллиптический диаметр шага зубчатого колеса на своей внешней поверхности.

Кольцевой шлиц представляет собой жесткое стальное кольцо круглой формы с зубцами по внутреннему диаметру. Обычно он крепится к корпусу и не вращается. Его зубья соприкасаются с зубьями гибкой шины. Зубья гибкого шлица входят в зацепление с зубьями кругового шлица вдоль главной (длинной) оси эллипса. Таким образом, существуют две области зацепления, образованные эллипсом, концентрически вписанным в кольцо. Примерно 30% зубьев постоянно находятся в зацеплении — в отличие от шести или около того зубьев, включенных в любой момент времени для эквивалентной планетарной передачи, и одного или двух зубьев для эквивалентной цилиндрической передачи.

Напомним, что зазор — это разница между пространством для размещения зубьев и шириной зубьев … и эта разница равна нулю в зубчато-волновом зацеплении. Упругая радиальная деформация гибкого шлица с волнообразной деформацией (предварительно нагруженного производителем относительно круглого шлица на главной оси) действует как очень жесткая пружина, компенсируя пространство между зубьями, которое в противном случае вызвало бы люфт. Предварительная нагрузка устанавливается таким образом, чтобы поддерживать напряжения значительно ниже предела прочности материала.

Угол прижатия зубьев шестерни преобразует тангенциальную силу выходного крутящего момента в радиальную силу, действующую на подшипник генератора волн. Зубья flexspline и circular spline входят в зацепление вблизи большой оси эллипса и разъединяются на малой оси. У гибкой шлицы на два зубца меньше, чем у кругового шлица, поэтому каждый раз, когда генератор волн поворачивается на один оборот, гибкая шлица и круговой шлиц смещаются на два зубца. Передаточное число – это количество зубьев гибкой шлицы ÷ (количество зубьев гибкой шлицы — количество круглых шлицевых зубьев).

Легкая конструкция и одноступенчатые передаточные числа (до 160:1) тензоволновой передачи позволяют инженерам использовать зубчатые колеса в конструкциях, требующих минимального веса и объема. Даже небольшие двигатели могут использовать свои большие механические преимущества. Определенные профили зубьев (выпуклых и вогнутых дуг) для зубчатых передач с волновой деформацией обеспечивают зацепление большего количества зубьев — для увеличения жесткости на кручение и крутящего момента … а также более длительного срока службы.

Потому что мы уже рассматривали планетарии в предыдущих motioncontroltips.com кроме того, здесь мы рассмотрим другие варианты, которые становятся все более распространенными в высококлассных станкостроительных, аэрокосмических, погрузочно-разгрузочных и роботизированных приложениях, требующих точного движения сервопривода.

Рассмотрим последний вариант — в роботизированном шарнире, использующем двигатель (работающий со скоростью несколько тысяч оборотов в минуту), оснащенный зубчатой передачей для снижения выходной скорости в 100 раз. Зубчатая передача в таких конструкциях также служит для увеличения крутящего момента при разгоне для достижения максимальной удельной мощности — приоритетной цели проектирования SCARAs и коллаборативной робототехники, для которых вся сборка, по сути, представляет собой консольную массу. Напомним, что обычные зубчатые передачи, используемые в таких конструкциях (включая некоторые планетарные редукторы), обычно имеют очень небольшой люфт. Это часто ограничивается всего несколькими угловыми минутами (сотыми долями градуса) и служит для обеспечения смазки и теплового расширения. Однако в некоторых случаях этот люфт может привести к снижению точности системы на недопустимые величины. Итак, давайте взглянем на другие варианты снаряжения, которые позволяют избежать этой проблемы.

Конструкция с упорным зубом, известная под торговой маркой Galaxie, представляет собой более новую и запатентованную коробку передач с высоким крутящим моментом, предлагаемую компанией WITTENSTEIN. Он обеспечивает исключительную жесткость на кручение и работу с нулевым люфтом для применений, где требуется превосходная точность перемещения на выходе. В отличие от других зубчатых колес, которые передают мощность по линиям контакта зубьев, зацепляющие шестерни в Galaxie обеспечивают контакт практически по всей поверхности. Это обеспечивает контакт зубьев в 6,5 раз больший, чем у некоторых типов обычных эвольвентных зубьев.

Как это работает? Короче говоря, коробка передач направляет большое количество отдельных зубьев по внутренней кольцевой шестерне. Геометрия зубьев повторяет логарифмическую спираль, что позволяет нескольким зубьям передавать мощность одновременно через гидродинамический контакт, охватывающий гораздо большие площади поверхности, чем традиционный линейный контакт. В результате получается коробка передач с нулевым люфтом даже при пересечении нулевой отметки. Логарифмическая спиральная траектория зубьев обеспечивает точность синхронизации, превосходящую традиционные приводы с полым валом при сопоставимых наружных диаметрах.

Коробка передач Galaxie может сочетаться с двигателем с подключением IIoT. Он может похвастаться КПД до 91% — на 18-29% выше, чем традиционные тензоволновые и циклоидальные редукторы.

Являясь частью приводной системы, гидродинамический зубчатый контакт Galaxie также обеспечивает высокую перегрузочную способность. Крутящий момент при аварийной остановке на 150-300% выше, чем у устаревших систем, а жесткость на кручение на 580% выше … поэтому коробкам передач других конструкций, возможно, потребуется в три раза больше, чтобы обеспечить тот же крутящий момент, что и у данной модели Galaxie. Конструкция Galaxie также допускает очень большой диаметр полого вала по отношению к наружному диаметру — в некоторых случаях до 70% больше.

Зубчатая передача S-образной формы использует упругость металла (прогиб) шестерни для снижения скорости. Основными преимуществами тензоволновой передачи являются нулевой люфт, высокая удельная мощность и точность позиционирования.

Зубчатая передача с деформационной волной состоит из трех компонентов: генератора волн, гибкой шлицы и кругового шлица. Генератор волн представляет собой узел из подшипника и стального диска эллиптической формы, обработанного в точном соответствии со спецификациями. Специальный шарикоподшипник устанавливается вокруг этого диска и соответствует эллиптической форме. В большинстве конструкций генератор волн подключается к серводвигателю, который служит в качестве входного сигнала движения.

Flexspline представляет собой тонкостенный стальной стакан. Стенки этих чашек податливы в радиальном направлении, но остаются жесткими при кручении — поскольку чаша имеет большой диаметр. Производители вдавливают зубья шестерни во внешнюю поверхность рядом с открытым концом чашки… рядом с тем, что можно было бы назвать краем. В качестве выходных данных обычно используется гибкая линия.

Чашка имеет жесткий выступ на одном конце, обеспечивающий прочную монтажную поверхность. Генератор волн вставляется внутрь гибкой пластины таким образом, чтобы подшипник находился в том же осевом положении, что и зубья гибкой пластины. Стенка flexspline у края чаши соответствует той же эллиптической форме подшипника. Это придает зубьям на внешней поверхности гибкой пластины эллиптическую форму. Таким образом, flexspline фактически имеет эллиптический диаметр шага зубчатого колеса на своей внешней поверхности.

Кольцевой шлиц представляет собой жесткое стальное кольцо круглой формы с зубцами по внутреннему диаметру. Обычно он крепится к корпусу и не вращается. Его зубья соприкасаются с зубьями гибкой шины. Зубья гибкого шлица входят в зацепление с зубьями кругового шлица вдоль главной (длинной) оси эллипса. Таким образом, существуют две области зацепления, образованные эллипсом, концентрически вписанным в кольцо. Примерно 30% зубьев постоянно находятся в зацеплении — в отличие от шести или около того зубьев, включенных в любой момент времени для эквивалентной планетарной передачи, и одного или двух зубьев для эквивалентной цилиндрической передачи.

Напомним, что зазор — это разница между пространством для размещения зубьев и шириной зубьев … и эта разница равна нулю в зубчато-волновом зацеплении. Упругая радиальная деформация гибкого шлица с волнообразной деформацией (предварительно нагруженного производителем относительно круглого шлица на главной оси) действует как очень жесткая пружина, компенсируя пространство между зубьями, которое в противном случае вызвало бы люфт. Предварительная нагрузка устанавливается таким образом, чтобы поддерживать напряжения значительно ниже предела прочности материала.

Угол прижатия зубьев шестерни преобразует тангенциальную силу выходного крутящего момента в радиальную силу, действующую на подшипник генератора волн. Зубья flexspline и circular spline входят в зацепление вблизи большой оси эллипса и разъединяются на малой оси. У гибкой шлицы на два зубца меньше, чем у кругового шлица, поэтому каждый раз, когда генератор волн поворачивается на один оборот, гибкая шлица и круговой шлиц смещаются на два зубца. Передаточное число – это количество зубьев гибкой шлицы ÷ (количество зубьев гибкой шлицы — количество круглых шлицевых зубьев).

Легкая конструкция и одноступенчатые передаточные числа (до 160:1) тензоволновой передачи позволяют инженерам использовать зубчатые колеса в конструкциях, требующих минимального веса и объема. Даже небольшие двигатели могут использовать свои большие механические преимущества. Определенные профили зубьев (выпуклых и вогнутых дуг) для зубчатых передач с волновой деформацией обеспечивают зацепление большего количества зубьев — для увеличения жесткости на кручение и крутящего момента … а также более длительного срока службы.

Вам также может понравиться