Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Экцентрикалық редуктор
Eccentric gear reduction mechanism
Циклоидалық жетек немесе циклоидалық жылдамдық төмендеткіші – кіріс білігінің жылдамдығын белгілі бір қатынаста төмендететін механизм. Циклоидалық жылдамдық төмендеткіштері өте төмен кері байланыспен шағын өлшемдерде салыстырмалы түрде жоғары қатынастарды қамтамасыз ете алады. Кіріс білігі эксцентрикалық подшипник арқылы қозғалады, ол өз кезегінде циклоидалық дискіні эксцентрикалық, циклоидалық қозғалысқа келтіреді. Диск периметрі тұрақты шеңбер тісті дөңгелекке тіркеседі және дискі беті арқылы өтетін шығыс білік тіректері немесе ролигі бар. Бұл шығыс білік тіректері циклоидалық диск айналғанда шығыс білігін тікелей қозғалтады. Дискінің радиалды қозғалысы шығыс білігіне берілмейді.
A cycloidal drive or cycloidal speed reducer is a mechanism for reducing the speed of an input shaft by a certain ratio. Cycloidal speed reducers are capable of relatively high ratios in compact sizes with very low backlash. The input shaft drives an eccentric bearing that in turn drives the cycloidal disc in an eccentric, cycloidal motion. The perimeter of this disc is geared to a stationary ring gear and has a series of output shaft pins or rollers placed through the face of the disc. These output shaft pins directly drive the output shaft as the cycloidal disc rotates. The radial motion of the disc is not translated to the output shaft.
Жұмыс істеу теориясы
Кірістік білік дөңгелек элементімен (әдетте цилиндрлік роликпен) эксцентрикалық түрде орнатылады, бұл циклоидты дискіге шеңбер бойымен тербелу қозғалысын тудырады. Циклоидты диск, сақиналы дөңгелекке итерілгенде, төсегінің айналасында тәуелсіз айналады. Бұл планетарлық беріліске ұқсас. Диск пен шығыстың айналу бағыты кірістік біліктің айналу бағытына қарама-қарсы болады. Сақиналы дөңгелектің тістің саны циклоидты дискідегі тістердің санынан артық. Бұл циклоидты дискідің кірістік білік оны айналдырғаннан гөрі жылдам айналуына себеп болады, нәтижесінде кірістік біліктің айналуына қарсы бағытта жалпы айналу пайда болады. Циклоидты дискіде, оларға орналасқан шығыс ролик тістерінен үлкен (кірістік біліктің эксцентрикалық қашықтығына тең) тесіктер бар. Шығыс тістері циклоидты дискінің тербеліс қозғалысынан шығыс білігінің тұрақты айналуын қамтамасыз ету үшін тесіктерде жылжиды. Циклоидты берілістің қабылдау коэффициенті келесі формуламен есептеледі, мұнда P – сақиналы дөңгелектің тістерінің саны, ал L – циклоидты дискідегі бөлімдердің саны. Бір сатылы тиімділік шамамен 93%-қа, ал екі сатылы тиімділік шамамен 86%-ға жетеді. Бір сатылы қабылдау коэффициенттері 119:1 дейін, ал екі сатылы 7,569:1 дейін коммерциялық түрде қол жетімді. Циклоидты диск әдетте дискінің эксцентрикалық қашықтығын және жоғары жылдамдықтардағы тепе-теңсіздік күштерін азайту үшін қысқартылған циклоидпен жасалады. Осы себепті екі циклоидты диск көбінесе 180° бұрылыспен орнатылады. Көптеген қазіргі заманғы жоғары дәлдікті берілістер эксцентрикалық қозғалысты бірнеше біліктер арқылы қамтамасыз етеді, сонымен қатар шығыс күшін де жеткізеді, әдетте 2-ден 5-ке дейін біліктер ең қарапайым конструкцияның шығыс ролигі сияқты дөңгелек схемада орналастырылады. Біліктер планетарлық берілістер арқылы орталық кірістік білікпен қозғалады. Бұл біліктер кірістік берілістермен әрқашан тегістелгендіктен, шығыс үзіліссіз беттік контактінің орнына роликтік подшипниктер арқылы берілуіне мүмкіндік береді. Планетарлық кірістік беріліс болғандықтан, бұл тиімді екі сатылы беріліс болып табылады және жоғары жылдамдықты сыртқы қозғалтқышпен тікелей жетегіне арналған болуы мүмкін. Бұл тип роботтық жетегіштерде жиі қолданылады.
The input shaft is mounted eccentrically to a rolling element bearing (typically a cylindrical roller bearing), causing the cycloidal disc to wobble in a circle. The cycloidal disc will independently rotate around the bearing as it is pushed against the ring gear. This is similar to planetary gearing. The direction of rotation of the disc and output is opposite to that of the input shaft. The number of pins on the ring gear is larger than the number of pins on the cycloidal disc. This causes the cycloidal disc to rotate around the bearing faster than the input shaft is moving it around, giving an overall rotation in the direction opposing the rotation of the input shaft. The cycloidal disc has holes that are larger (by an amount equal to the eccentricity of the input shaft) than the output roller pins that go inside them. The output pins will move around in the holes to achieve steady rotation of the output shaft from the wobbling movement of the cycloidal disc. The reduction rate of the cycloidal drive is obtained from the following formula, where P means the number of the ring gear pins and L is the number of lobes on the cycloidal disc. Single stage efficiency approaches 93% and double stage approaches 86%. Single stage reductions are available commercially up to 119:1 and double stage up to 7,569:1. The cycloid disc is usually designed with a shortened cycloid in order to minimize the eccentricity of the disc and the associated unbalance forces at high speeds. For this reason, two cycloid discs are often mounted offset by 180°. Many modern precision drives provide the eccentric motion through multiple shafts that also transmit the output force, typically 2 to 5 shafts arranged in the same circular pattern as the output rollers of the most basic design. The shafts are driven through planetary like gears by a central input shaft. Since these shafts are always aligned by the input gears this allows the output to be transmitted through roller bearings rather than intermittent surface contact. Due to the planetary input this is effectively a two stage drive and may be designed to be directly driven by a high speed brushless motor. This type is often used in robot actuators.
Кемшіліктер
Қозғалтқыштың эксцентрикалық табиғатына байланысты, егер циклоидты диск екінші дискпен немесе қарсы салмақпен теңгерілмесе, қозғалтқыш валдары мен корпусы арқылы таралатын дірілдер пайда болады. Бұл циклоидты дискідің сыртқы тістерінің және құрамдас подшипниктердің тозуын күшейтеді. Екі диск қолданылғанда статикалық тепе-теңдік түзетілсе де, шағын динамикалық тепе-теңдік қалады. Бұл көптеген қолданулар үшін қанағаттанарлық деп есептеледі. Дірілді азайту үшін жоғары жылдамдықты қозғалтқыштар тепе-теңдіксіздікті жою үшін үш немесе одан көп дисктерді пайдаланады; сыртқы дисктер ортаңғы дискке қарама-қарсы бірдей үлкен жылдамдықпен қозғалады, ал ортаңғы диск екі есе салмақты болады.
Due to the eccentric nature of the drive, if the cycloidal disk is not balanced by a second disk or a counterweight, it will generate vibrations which propagate through the driven shafts and the body. This increases wear on the exterior teeth of the cycloidal disk and the component bearings. With two discs the static imbalance is corrected but a small dynamic imbalance remains. This is generally considered acceptable for most applications. To reduce vibration, high speed drives use three or more discs to correct the imbalance; the outer discs move in unison, in opposition to the middle one, which is twice as massive.
Артықшылықтар
Циклоидты жетектер Involute беріліс қораптарынан өзгеше, ықшам өлшемде бола тұра, нөлдік кері соққыға және жоғары моментке ие болуы мүмкін. Олар жоғары моментпен төмен жылдамдық қажет болатын жағдайларда тиімді. Циклоидты жетектер, кез келген тісті берілістерге, мысалы, планетарлық берілістерге қарағанда, олардың өлшемдеріне шаққанда әлдеқайда үлкен жанасу аумақтарымен жасалуы мүмкін. Олар күшті бірден бірнеше тістер арқылы жүзеге асырады, бұл сырғалмалы жанасу қажеттілігімен өлшемге қатысты өте жоғары момент беруге мүмкіндік береді.
Cycloidal drives can feature zero backlash and high torque capacity while being compact in size, unlike Involute gearboxes. They are useful in situations where low speed with high torque is required. Cycloidal drives may be designed with significantly higher contact areas for their size than any gear based transmission such as epicyclic gearing. They apply force through many of the teeth at once, allowing very high torque output relative to size at the cost of requiring sliding contact.