Wie ist das Übersetzungsverhältnis eines zykloidalen Reduzierers?

Das Übersetzungsverhältnis eines Zykloidreduziers wird durch die Anzahl der Stifte bestimmt (P) im festen Ring und der Anzahl der Lappen (L) auf der zykloidalen Scheibe, berechnet als (P−L)/L. Mit dem üblichen Ein-Lappen-Unterschied, Ein 10-Pin-Ring und eine 9-Lappen-Scheibe ergeben eine 9:1 Reduktion. Einstufige Einheiten liegen typischerweise bei etwa 5:1 bis 119:1, und Doppelstufen-Designs reichen viel weiter hinaus..

Was ist ein zykloidaler Reduzer?

Ein zykloidaler Reduzierer ist eine Art Getriebe, das die Energie über eine Exzentrinocke überträgt, die ein oder zwei gelobte Scheiben gegen feste Ringstifte antreibt. Im Gegensatz zu herkömmlichen Zahnrädern, die Zahn an Zahn eingreifen, Die zykloidale Scheibe rollt intern um die Stifte herum, wodurch hohe Reduktionsverhältnisse in einem kompakten Gehäuse mit sehr geringem Spiel erzeugt werden.

Laut Nabtesco, Ein zykloidaler Reduzierer hat vier Kernkomponenten: Die zykloidale Scheibe, Die Ringstifte, Die Exzenterwelle (oder Cam), und der Ausgangsmechanismus. Die Scheibe wird exzentrisch angetrieben, sodass sie innerhalb des Stiftrings umkreist, und diese Bahnbewegung wird in langsame Bewegung umgewandelt, konzentrierte Rotation an der Ausstoßwelle.

Einer der Hauptvorteile dieses Designs ist die Lastverteilung. Laut FIRGELLI, zu jedem Zeitpunkt teilen sich 60–70 % der Lappen gleichzeitig die Last, Deshalb halten zykloidale Reduziere Stoßlasten gut aus. Viele Designs montieren außerdem zwei zykloidale Scheiben im Abstand von 180°, um die Vibrationen auszugleichen, Wie von tec-science erklärt.

Wie genau ist das Übersetzungsverhältnis eines zykloidalen Reduzierers?

Das Übersetzungsverhältnis eines zykloidalen Reduziers ist die Beziehung zwischen der Anzahl der festen Ringstifte (P) und die Anzahl der Lappen (L) auf der zykloidalen Scheibe, berechnet mit der Formel (P−L)/L.

In den meisten Entwürfen, Die gelappte Scheibe hat genau einen Lappen weniger als der Ring Pins hat. Dieser Ein-Lobe-Unterschied bedeutet, dass die Scheibe pro Eingangsumdrehung um eine Stiftposition vorrückt, und das Verhältnis entspricht der Anzahl der Lappen auf der Scheibe.

Verschiedene Hersteller und technische Quellen schreiben die Formel mit unterschiedlichen Variablennamen, was beim Vergleich von Dokumenten verwirrend sein kann. Die untenstehende Tabelle vereinheitlicht die drei gebräuchlichsten Notationen:

Alle drei Formeln sind mathematisch identisch. Das Ergebnis gibt an, wie viele Eingangsumdrehungen benötigt werden, um eine Ausgangsumdrehung zu erzeugen. Ein Verhältnis von 9:1 bedeutet, dass sich die Eingangswelle für jede einzelne Umdrehung der Ausgangswelle neunmal dreht.

Kommerzielle zykloidale Reduziere bieten üblicherweise Übersetzungsverhältnisse ab 30:1 bis über 300:1, laut Nabtesco, mit Katalogstandards bei 1:50, 1:80, 1:100, und 1:120, wie in den DirectIndustry-Herstellerlisten aufgeführt.

Wie berechnet man das Verhältnis?

Zur Berechnung des Übersetzungsverhältnisses, Zähle die Ringstifte und die Scheibenläppchen, dann wende die Formel an (P−L)/L.

Ausgearbeitetes Beispiel: Mit 10 Stiften (P=10) und 9 Lappen (L=9), Die Berechnung ist (10−9)/9 = 1/9. Das bedeutet, die Scheibe dreht sich einmal für jeweils 9 Eingangsumdrehungen – also 9:1 Reduktion, Wie von tec-Science demonstriert.

Wie man das Verhältnis in 3 Schritten berechnet

1. Zähle die Anzahl der festen Ringstifte (P). Dies sind die zylindrischen Pins, die im äußeren Gehäuse montiert sind.
2. Zähle die Anzahl der Lappen (L) auf der zykloidalen Scheibe. Die Lappen sind die abgerundeten Vorsprünge um den Umfang der Scheibe.
3. Wenden Sie die Formel an (P−L)/L. Das Ergebnis ist das Reduktionsverhältnis. In einigen Notationen ist das Ergebnis negativ, was einfach bedeutet, dass der Ausgang die Richtung relativ zum Eingang umkehrt.

Der Ein-Lobe-Unterschied ist bei den meisten industriellen Reduzierern Standard, Aber es gibt Mehrfach-Konfigurationen. Zum Beispiel, Tec-Science zeigt, dass ein 10-poliger Ring mit einer 7-Lappen-Scheibe eine 7 erzeugt:3-Verhältnis, was nur 2,33 ergibt:1. Die folgende Tabelle zeigt mehrere Konfigurationen:

Warum ist die Ausgangsrotation umgekehrt??

Der Ausgang eines zykloidalen Reduziers rotiert in die entgegengesetzte Richtung zum Eingang, weil die Scheibe sich intern um die festen Stifte rollt, anstatt außen wie herkömmliche Zahnräder zu verschmelzen.

Laut Wikipedia, Die Ausgangsrichtung ist entgegengesetzt zum Eingang – eine Eigenschaft, die als rückläufige Rotation bezeichnet wird. Dies geschieht, weil sich das Zentrum der zykloidalen Scheibe exzentrisch bewegt, während die Scheibe selbst innerhalb des Stiftrings kreist. Die Scheibe dreht sich nicht um ihre eigene Achse; Stattdessen, seine Bahnbewegung wird am Ausgang durch die Ausgangsstifte oder Walzen in eine langsame Rotation umgewandelt.

Deshalb zeigen einige Formelnotationen ein negatives Verhältnis. ZHY Gear präsentiert ein bearbeitetes Beispiel mit 12 Pins und 11 Lappen, was ein Verhältnis von i = −12 ergibt, was ein Verhältnis von i = −12 ergibt. Das negative Vorzeichen zeigt lediglich die Gegenrichtung an – es beeinflusst nicht den Umfang der Reduktion.

Bei der Bewerbungsplanung, Berücksichtigen Sie diese Richtungsumkehr. Wenn deine Maschine verlangt, dass sich der Ausgang in die gleiche Richtung wie der Eingang dreht, Du brauchst eine zusätzliche Zahnradstufe oder einen anderen Reduzierertyp (wie ein planetares Getriebe, was die Richtung nicht umkehrt).

Welche Verhältnisse sind in einer einzelnen Stufe erreichbar?

Einstufige cycloidale Reduziere liefern typischerweise ab etwa 5:1 bis 119:1, wobei die meisten kommerziellen Katalogeinheiten im Bereich 30 liegen:1 bis 120:1 Range.

Laut Wikipedia (unter Berufung auf Sumitomos Cyclo 6000-Serie), Einstufige Reduktionen sind kommerziell bis zu 119 erhältlich:1. Nabtesco bestätigt, dass hohe Reduktionsraten ab 30:1 bis über 300:1 sind in einer einzelnen Stufe erreichbar. DirectIndustry-Herstellerlisten zeigen, dass das Verhältnis von 41 reicht:1 bis 164:1, mit gemeinsamen Katalogverhältnissen bei 1:50, 1:80, 1:100, und 1:120.

Die praktische Obergrenze für eine einzelne Stufe wird durch die maximale praktische Anzahl der Pins und Lappen festgelegt, die in den Ring und die Scheibe gefräst werden können. Jenseits etwa 119:1, Die Bauteile werden unpraktisch groß oder schwer mit der erforderlichen Präzision herzustellen.

Am unteren Ende, Verhältnisse unter 10:1 sind möglich, aber selten in industriellen Anwendungen, Weil andere Reduzierertypen (wie Planetengetriebe) sind bei diesen Verhältnissen effizienter und kostengünstiger. Das obige Multi-Lobe-Beispiel (7:3-Verhältnis) zeigt, wie die Verringerung des Lappenunterschieds unter einem Verhältnis deutlich niedrigere Verhältnisse erzeugt.

Wie weit können zweistufige zykloidale Reduzerer gehen?

Doppelstufige zykloidale Reduziere multiplizieren zwei einstufige Übersetzungsverhältnisse miteinander, bis zu 7,569:1 bei gleichzeitiger Erhaltung eines kompakten Fußabdrucks – auf Kosten geringerer Effizienz.

Laut Wikipedia, Doppelstufige zykloidale Reduziere sind kommerziell bis zu 7 erhältlich,569:1 (Zum Beispiel, a 119:1 erste Stufe kombiniert mit einer 63:1 Zweite Stufe). Gesamtverhältnisse bis zu 13,600:1 wurde in den DirectIndustry-Herstellerlisten dokumentiert.

Der Kompromiss ist die Effizienz. Wikipedia, Zitierung von Prof. J. Daralis Analyse, Berichtet, dass einstufige zykloidale Reduziere eine Effizienz von 93 % erreichen, während Doppelstufige Einheiten auf etwa 86 % sinken.. Jede zusätzliche Stufe erhöht Reibung und Leistungsverlust.

Bei extrem hohen Verhältnissen, Ein zykloidaler Reduzer ist oft die bessere Wahl, als mehrere Planetenstufen zu stapeln, Weil eine zweistufige zykloidale Einheit Verhältnisse erreicht, die drei oder mehr Planetenstufen erfordern würden – mit weniger Komplexität und weniger Komponenten zur Wartung.

Das gesagt, Wenn Ihre Bewerbung Verhältnisse unter 30 verlangt:1, eine Einstufige Planetares Getriebe ist in der Regel effizienter und kostengünstiger als eine zykloidale Einheit.

Wie unterscheidet sich das zykloidale Verhältnis von planetaren Getrieben??

Zykloidreduziere erreichen höhere einstufige Verhältnisse (bis zu 119:1) als typische Planetengetriebe (meist 3:1 bis 100:1 pro Etappe), mit geringerem Spiel und besserer Stoßtoleranz – aber planetare Einheiten sind bei niedrigeren Verhältnissen oft effizienter.

Laut FIRGELLI, Zykloidale Reduziere bewältigen Stoßlasten bis zu 500 % des Nenndrehmoments ohne Zahnbruch – ein großer Vorteil bei Anwendungen mit variabler oder Schlagbelastung. Die Lastverteilungseigenschaft (60–70 % der Lappen sind zu jedem Zeitpunkt aktiviert) ist der Grund für diese Robustheit.

Planetengetriebe, Im Gegensatz dazu, bieten typischerweise eine höhere Effizienz bei niedrigeren Verhältnissen. (95–97 % pro Stufe) und die Ausgangsrichtung nicht umkehren. Sie werden oft bevorzugt, wenn die Effizienz entscheidend ist und das erforderliche Verhältnis unter 50 liegt:1.

Zykloidale Reduziere zeichnen sich auch durch Kompaktheit bei hohen Verhältnissen aus. Eine ResearchGate-Studie zum Design zykloidaler Getriebe zeigte eine 20:1 Reduktion in einem Raum von 60×60×20 mm erreicht, wobei das Drehmoment von 0,45 Nm auf 8,82 Nm steigt – eine fast 20-fache Drehmomentvervielfachung in einem sehr kleinen Paket.

Bezüglich des Rückwärtsfahrens: Zykloidale Reduzierer können unter bestimmten Bedingungen rückwärts angetrieben werden, Aber die hohe Reibung und die Geometrie der rollenden Elemente machen sie deutlich schwerer rückwärts anzusteuern als Planetengetriebe mit gleichem Übersetzungsverhältnis.

Welches Verhältnis brauchst du?

Wählen Sie das Übersetzungsverhältnis basierend auf der erforderlichen Ausgangsdrehzahl und dem Drehmoment: Robotik- und Indexierungsanwendungen benötigen hohe Verhältnisse (50:1 bis 100:1 ) mit geringem Rückschlag, während Förderbänder und Mischer moderate Verhältnisse verwenden können (10:1 bis 30:1) wobei die Stoßlasttoleranz wichtiger ist.

Die untenstehende Tabelle bildet gängige industrielle Anwendungen zu typischen Verhältnisbereichen ab:

Eine vollständigere Liste dessen, wo diese Verhältnisse in der Praxis von Bedeutung sind, Siehe unseren Leitfaden für Anwendungen zykloidaler Getriebe.

Wenn die Anwendung sowohl ein hohes Übersetzungsverhältnis als auch ein hohes Drehmoment in einem kompakten Gehäuse erfordert., Die Kombination ist das, was ergibt Zykloidalgetriebe mit hohem Drehmoment Leistung im Vergleich zu mehrstufigen planetaren Alternativen attraktiv.

Wenn du noch zwischen den Reduktionsarten überwägst,, unsere Getriebeübersetzungsauswahl Der Leitfaden führt Schritt für Schritt durch die Entscheidung. Für einen vollständigen Vergleich der Entscheidungskriterien jenseits des Verhältnisses allein, Siehe Wie man einen zykloidalen Reduzer auswählt.

Mingye entwirft und liefert cycloidale Pinwheel-Reduziere als Teil seiner industriellen Antriebsübertragungsausrüstung, gebaut in einer eigenen CNC-ausgestatteten Fabrik auf Modulbasis., Standardisierte Entwürfe. Das Unternehmen bietet OEM-Anpassungen der Montagemaße und Übersetzungsverhältnisse an, und liefert typischerweise innerhalb von 7–15 Tagen ab. Mingye betreut OEMs und Werksingenieure im Bereich Kunststoffe und Kautschuk, Mischung, Übermittlung, Verpackung, Bergbau, Zement, Macht, und Hafenindustrien.