Циклоидальный привод - Cycloidal drive

Для морской двигательной установки см. Voith-Schneider.
Профиль зуба шестерни см. циклоидная передача.
Анимация циклоидального драйва

А циклоидный драйв или же циклоидальный Редуктор скорости - это механизм для снижения скорости Входной вал определенным соотношение. Циклоидальные редукторы скорости могут иметь относительно высокие передаточные числа при компактных размерах с очень низким люфт.[1]

Входной вал приводит в движение эксцентричный подшипник, который, в свою очередь, приводит в движение циклоидальный диск эксцентрическим циклоидальным движением. Периметр этого диска соединен с неподвижной коронной шестерней и имеет ряд штифтов или роликов выходного вала, размещенных через поверхность диска. Эти пальцы выходного вала непосредственно приводят в движение выходной вал при вращении циклоидального диска. Радиальное движение диска не передается на выходной вал.

Теория Операции

Детали механизма циклоидального редуктора скорости 10: 1

Входной вал установлен эксцентрично на Подшипник качения (обычно цилиндрический роликовый подшипник), заставляющий циклоидальный диск двигаться по кругу. Циклоидальный диск будет независимо вращаться вокруг подшипника, когда он прижимается к зубчатому венцу. Это похоже на планетарные передачи, а направление вращения противоположно направлению вращения входного вала.

Количество штифтов на коронной шестерне больше, чем количество штифтов на циклоидальном диске. Это заставляет циклоидальный диск вращаться вокруг подшипника быстрее, чем его вращает входной вал, обеспечивая общее вращение в направлении, противоположном вращению входного вала.

Циклоидальный диск имеет отверстия, которые немного больше, чем пальцы выходного ролика, которые входят в них. Выходные штифты будут перемещаться в отверстиях для достижения устойчивого вращения выходного вала из-за колебательного движения циклоидального диска.

В скорость снижения циклоидального привода получается по следующей формуле, где п означает количество пальцев зубчатого венца и L - количество лепестков на циклоидальном диске.

Одноступенчатый КПД приближается к 93%, а двухступенчатый приближается к 86%.[2] Одноступенчатые редукторы доступны коммерчески до 119: 1 и двухступенчатые до 7 569: 1. [3]

Циклоидный диск обычно конструируется с укороченная циклоида чтобы минимизировать эксцентриситет диска и связанные с ним силы дисбаланса на высоких скоростях.[4] По этой причине два циклоидных диска часто устанавливаются со смещением 180 °.

Многие современные прецизионные приводы обеспечивают эксцентрическое движение через несколько валов, которые также передают выходное усилие, обычно от 2 до 5 валов расположены по той же круговой схеме, что и выходные ролики самой базовой конструкции, валы приводятся в движение через планетарные шестерни с помощью центральный входной вал. Поскольку эти валы всегда выровнены входными шестернями, это позволяет передавать выходной сигнал через роликовые подшипники, а не через прерывистый поверхностный контакт. Благодаря планетарному входу это, по сути, двухступенчатый привод, который может быть спроектирован для прямого привода от высокоскоростного бесщеточного двигателя, этот тип часто используется в приводы роботов.

Недостатки

Из-за эксцентричной природы привода, если циклоидальный диск не уравновешен вторым диском или противовесом, он будет генерировать вибрацию, которая будет распространяться через ведомые валы и корпус. Это вызовет повышенный износ внешних зубьев циклоидального диска, а также компонентов подшипников. С двумя дисками статический дисбаланс исправляется, но небольшой динамический дисбаланс остается, это обычно считается приемлемым для большинства приложений, но для уменьшения вибрации высокоскоростные приводы используют три (или более) диска, чтобы можно было исправить дисбаланс, внешние диски перемещаются внутрь унисон и в противовес среднему, который вдвое массивнее.

Преимущества

Циклоидные приводы могут запускаться с нулевым люфтом и высоким крутящим моментом, будучи компактными по размеру, в отличие от редукторов Involute. Они полезны в ситуациях, когда требуется низкая скорость с высоким крутящим моментом. Циклоидные приводы могут быть сконструированы со значительно большей площадью контакта для их размера, чем любая зубчатая передача, такая как планетарные шестерни, прикладывая силу через множество «зубцов» одновременно, обеспечивая очень высокий выходной крутящий момент для такого размера привода за счет использования скользящего контакта.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ [1] В архиве 19 декабря 2008 г. Wayback Machine
  2. ^ "ЦИКЛОИДНЫЕ РЕДУКТОРЫ ДАРАЛИ". Darali.com. Получено 2013-12-04.
  3. ^ «Цикло® 6000». www.sumitomodrive.com. Получено 2013-08-31.
  4. ^ tec-science (14.01.2019). "Как работает циклоидальный привод?". наука. Получено 2019-11-05.

внешняя ссылка