Differenze tra azionamento armonico e ingranaggio planetario
Alla fine degli anni '50, L'ingegnere americano C.W. Musser ha presentato un'idea rivoluzionaria che ha stupito gli esperti nel campo delle macchine a ingranaggi. Ha introdotto un ingranaggio flessibile nella trasmissione ad ingranaggi, che si deforma in modo ondulatorio durante il movimento.
Il riduttore epicicloidale è un prodotto industriale utilizzato per la trasmissione di potenza. La sua struttura è strettamente integrata con la scatola ingranaggi tramite un anello interno. Il centro dell'anello contiene un ingranaggio solare azionato da una fonte di alimentazione esterna. Un insieme di ingranaggio planetario imposta, che sono equamente divisi in tre vassoi sul pallet, sono portati dall'albero di uscita, la corona interna, e il supporto del dente solare.
Quando la potenza in ingresso aziona l'ingranaggio solare, guida il ingranaggio planetario ruotare e seguire la traiettoria dell'anello interno per ruotare intorno al centro. La rotazione del pianeta guida la potenza in uscita dall'albero di uscita del pallet. Il convertitore di velocità dell'ingranaggio viene utilizzato per ridurre i giri del motore al numero richiesto e per creare un meccanismo con una coppia elevata. Riduttori planetari, come il riduttore planetario Bapman, sono precisi riduttori utilizzati per la trasmissione di potenza e moto.
Il riduttore armonico è costituito da tre componenti fondamentali: un generatore di onde, un ingranaggio flessibile, e un ingranaggio rigido. Il riduttore armonico è un generatore di onde che produce una deformazione elastica controllata dell'ingranaggio flessibile, che ingrana con l'ingranaggio rigido. Questa trasmissione ad ingranaggi viene utilizzata per trasmettere movimento e potenza.
I principi di funzionamento e le modalità di trasmissione dei riduttori planetari e armonici differiscono, così come le rispettive industrie di applicazione.
Motoriduttore planetario:
Un motoriduttore planetario, noto anche come riduttore planetario, è costituito da un ingranaggio solare, ingranaggi planetari, una corona esterna, un portatore di pianeti, e un albero di trasmissione. Utilizza ingranaggi rigidi per la trasmissione. Il riduttore epicicloidale ha tipicamente più stadi, con un ingranaggio con un piccolo numero di denti che ingrana con un ingranaggio grande sull'albero di uscita per ottenere la decelerazione. Questo tipo di riduttore ha le caratteristiche di bassa coppia ed elevata rigidità.
Motoriduttore armonico:
Un motoriduttore armonico utilizza una ruota dentata interna fissa, una ruota flessibile, e un generatore di onde per ottenere la trasmissione. La ruota flessibile è una coppa elastica a parete sottile la cui base è collegata all'albero condotto. La ruota flessibile ha una corona dentata sulla sua sbarra collettrice ed è deformata radialmente dal generatore di onde. Rispetto a un riduttore convenzionale, il riduttore armonico ha una maggiore precisione e capacità portante.
Caratteristiche del movimento:
Il motoriduttore epicicloidale ha diverse caratteristiche di movimento in base alla configurazione dei suoi componenti.
- Se il vettore è il membro attivo, il follower sarà superato.
- Quando il vettore è un seguace, deve essere più lento della velocità del membro attivo.
- Quando il corriere è fisso, l'elemento attivo e l'elemento condotto ruotano in direzioni opposte.
- Se l'ingranaggio solare è la parte attiva, la velocità del follower deve diminuire. Se il vettore del pianeta agisce come un membro passivo, la sua direzione di rotazione è nella stessa direzione dell'elemento attivo.
- Se il vettore del pianeta funge da membro attivo, il senso di rotazione dell'elemento passivo è lo stesso di esso.
- Nel semplice meccanismo ad ingranaggi planetari, l'ingranaggio solare ha il minor numero di denti, la corona ha un numero medio di denti, e il vettore planetario ha i denti più equivalenti.
- Se due componenti nel meccanismo dell'ingranaggio planetario ruotano nella stessa direzione alla stessa velocità, la velocità e la direzione di rotazione del terzo componente devono essere le stesse dei primi due, e il meccanismo è bloccato e diventa l'ingranaggio diretto.
- Se c'è un solo membro attivo e gli altri due componenti non sono fissi, è in folle.
L'attuatore armonico è un tipo di riduttore utilizzato nell'ingegneria meccanica, trasmissione, e trasmissione ad ingranaggi. È composto da quattro componenti di base: il generatore di onde, ingranaggio flessibile, cuscinetto flessibile, e ingranaggio rigido. Il riduttore di azionamento armonico è un insieme del generatore di onde e del cuscinetto flessibile, che consente una deformazione elastica controllabile dell'ingranaggio flessibile. L'ingranaggio flessibile quindi si ingrana con l'ingranaggio rigido per trasmettere movimento e potenza. Questo tipo di riduttore è un nuovo sviluppo basato sul principio della trasmissione ad ingranaggi planetari, ed è comunemente indicato come riduttore armonico.
Il generatore di onde è un elemento a forma di asta con cuscinetti volventi su entrambe le estremità, che viene premuto contro la parete interna dell'ingranaggio flessibile. L'ingranaggio flessibile è un ingranaggio a parete sottile in grado di generare una grande deformazione elastica, con un diametro interno leggermente inferiore alla lunghezza totale del generatore di onde. Il generatore di onde fa sì che l'ingranaggio flessibile produca una deformazione elastica controllata, costringendo la sezione dell'ingranaggio flessibile a cambiare dalla sua forma circolare originale a una forma ellittica.
I denti in prossimità delle due estremità dell'asse lungo sono completamente ingranati con i denti dell'ingranaggio rigido, mentre i denti in prossimità delle estremità dell'asse corto sono completamente disimpegnati dalla ruota. I denti di altri segmenti sulla circonferenza sono in uno stato transitorio di innesto e disinnesto. Poiché il generatore di onde ruota continuamente in una direzione specifica, la deformazione dei cambi di marcia flessibili, e lo stato di ingranamento dell'ingranaggio flessibile e dell'ingranaggio rigido cambia costantemente, risultando in una lenta rotazione dell'ingranaggio flessibile rispetto all'ingranaggio rigido nella direzione opposta del generatore di onde.
Durante l'operazione, la marcia fissa è stazionaria, e il generatore del motore fa ruotare il generatore di onde, con l'ingranaggio flessibile che funge da ruota motrice per ruotare e guidare il carico. Il numero di cicli di deformazione in un determinato punto sull'ingranaggio flessibile durante un giro del generatore di onde è indicato come numero d'onda, che è comunemente due o tre onde. La trasmissione a doppia onda è la più utilizzata, in quanto ha una struttura relativamente semplice, bassa sollecitazione sull'ingranaggio flessibile, e consente un ampio rapporto di trasmissione.
La tecnologia Harmonic Drive offre numerosi vantaggi per l'elevata capacità di carico, rapporto di trasmissione, taglia piccola, leggero, alta efficienza di trasmissione, lunga vita, trasmissione regolare, e alta precisione di movimento. Il contatto superficiale del dente e l'ingranamento dei denti nelle trasmissioni armoniche con un coefficiente di sovrapposizione relativamente elevato consente carichi minori per unità di superficie, con conseguente maggiore capacità portante rispetto ad altre forme di trasmissione. La trasmissione ad ingranaggi armonici a stadio singolo ha un rapporto di trasmissione i=70~500. Tuttavia, a causa del grande carico alternato sulla ruota flessibile, il materiale richiede un'elevata resistenza alla fatica, in lavorazione, e trattamento termico, complicando il processo.
I riduttori armonici sono stati sviluppati per la prima volta in Cina negli anni '60 e '70 e da allora sono stati ampiamente utilizzati in vari settori come l'elettronica, aerospaziale, robotica, e persino l'industria chimica. Sono particolarmente utili nei servosistemi ad alte prestazioni dinamiche, dove superano le altre forme di trasmissione. La trasmissione ad ingranaggi armonici può trasmettere potenza da decine di watt a decine di kilowatt, sebbene gli ingranaggi armonici ad alta potenza siano spesso utilizzati per lavori a breve termine.
I sistemi di trasmissione idrostatica del riduttore possono convertire l'energia meccanica in energia di pressione liquida, maggiore comodità di governo del vento. Il riduttore e il sistema di tubazioni non possono essere separati dal sistema di umidificazione dell'olio sottile di trasmissione del forno, la ruota di mantenimento della pressione, la rettificatrice verticale, il mulino a palle, e il riduttore di superficie del dente duro di supporto.
Per ispezionare il riduttore, analizzare la normalità del sistema di trasmissione della pressione osmotica utilizzando la temperatura dell'albero e il diagramma di risonanza del riduttore combinato con i parametri del sistema di lubrificazione a olio sottile. Il sistema del corpo di lubrificazione del riduttore comprende un sistema di corpo di lubrificazione e una pressione laterale, sistema di controllo della temperatura. Il sistema principale di lubrificazione è costituito da un serbatoio del carburante e un serbatoio del carburante, che a loro volta sono la pompa principale, l'accoppiamento, e il motore a frequenza variabile. Il riduttore ha un sistema di nodulazione completo che soddisfa zero requisiti ambientali, che dovrebbe essere rigorosamente applicato.
I riduttori armonici sono stati ampiamente utilizzati nell'aviazione, aerospaziale, energia, marino, costruzione navale, macchinario bionico, ordinanza comune, macchine utensili, strumenti, equipaggiamento elettronico, minerario e metallurgico, trasporto, macchine di sollevamento, macchinari petrolchimici, macchine tessili, macchinari agricoli, e strumenti medici.
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