Cambio cicloidale

Il cambio cicloidale è una specie di ingranaggio meccanico. Viene utilizzato per trasmettere potenza da un dispositivo meccanico a un altro. Gli ingranaggi sono generalmente di forma cilindrica e hanno un gran numero di denti. La forma cicloidale si ottiene generando un ingranaggio che ha relazioni geometriche. L'ingranaggio viene realizzato lavorandolo utilizzando un modello matematico che include parametri cinematici, calcolo del momento in uscita, eliminazione del sottosquadro del lobo e altro ancora. Parte del lavoro di ricerca è dedicato ai suoi calcoli di efficienza e perdita di potenza.

Processo iterativo

Questo articolo descrive il processo iterativo nella progettazione del cambio cicloidale. In questo metodo, i parametri meccanici per un disco cicloide e un rullo dentato ad anello sono ottimizzati per lo stesso punto di contatto. La simulazione dinamica FEA è stata condotta per studiare il profilo del disco cicloide in vari momenti durante un ciclo operativo. Questo studio ha anche presentato un metodo di ottimizzazione in grado di prevedere il movimento di impatto del disco cicloide con i rulli esterni.

Il processo iterativo negli ingranaggi cicloidali è stato inizialmente implementato calcolando il gioco e le fluttuazioni di coppia di un cambio cicloidale. Quindi, è stato progettato e fabbricato presso la Radom University. I ricercatori hanno modificato il gioco inserendo due coppie di dischi cicloidali, uno con un profilo sfalsato rispetto a quello nominale e l'altro con un profilo che era al centro della tolleranza. Quindi, hanno modificato il diametro dei fori dei perni di uscita per adattarsi alla tolleranza negativa.

Densità della maglia

I cambi cicloidali sono molto versatili e sono spesso l'opzione di trasmissione preferita. Il loro ampio rapporto di trasmissione, l'elevata efficienza e le dimensioni compatte li hanno resi popolari in molti ambienti industriali. Questi riduttori sono diventati sempre più popolari per la trasmissione di precisione, perché la geometria degli ingranaggi cicloidali consente loro di ingranare metà dei denti contemporaneamente. Questo effetto di media si traduce in un'elevata precisione e rigidità.

Lo sviluppo di una trasmissione a ruota dentata cicloidale richiede la discretizzazione dei denti dell'ingranaggio e l'analisi cinematica e di contatto. L'analisi del contatto angolare viene utilizzata per risolvere la sollecitazione di contatto e viene impiegato un metodo di densificazione progressiva della mesh per determinare l'area di meshing. Usando la teoria del contatto di Hertz, la pressione di contatto massima e lo spessore medio del film sono stati ottenuti in vari punti e dopo la deformazione del contatto.

Vibrazioni

In questo articolo, gli autori analizzano il problema delle vibrazioni del cambio cicloidale. Il cambio cicloidale ha perni interni ed esterni. I pin esterni influenzano maggiormente l'ampiezza e la fluttuazione della coppia. Il gioco è un altro fattore che influenza le vibrazioni del cambio cicloidale. Le variazioni del diametro del foro del perno di uscita e dei dischi cicloidali sono alcuni dei metodi che introducono il gioco. I risultati degli esperimenti sono stati presentati nel dominio della frequenza e del tempo.

L'ingranaggio cicloidale ha uno speciale principio di progettazione che elimina la necessità di denti dell'ingranaggio nello stadio di uscita. Questo riduttore offre una maggiore resistenza agli urti rispetto ai riduttori tradizionali. Alcune varianti sono in grado di sopportare esposizioni transitorie per quadruplicare la coppia. Inoltre, la densità di coppia consente rapporti fino a 185:1 in un ingombro ragionevole del cambio. Inoltre, gli ingranaggi cicloidali sono altamente efficienti.

Forza

I riduttori cicloidali sono una soluzione di ingranaggi versatile. Riducono la velocità di ingresso di 87:1 o superiore in una fase. Il cambio cicloidale Cyclo® CNH609-15 ha un rapporto di 15:1 ed è montato su piedi. Tuttavia, il suo basso rapporto di riduzione si traduce in maggiori sollecitazioni indotte sul disco cicloidale. Questo perché il contenuto del materiale del disco è ridotto.

Il profilo del dente degli ingranaggi cicloidali si basa sull'evolvente di un cerchio. Un'evolvente è un punto che rotola sulla circonferenza di un cerchio, come l'estremità di una corda scartata da un cilindro. Gli ingranaggi cicloidali presentano lo stesso cerchio di rotolamento esterno per tutti i denti degli ingranaggi. Un dente di ingranaggio cicloidale è quindi più forte della sua controparte. Gli ingranaggi cicloidali hanno una maggiore resistenza nelle applicazioni a velocità medio-basse perché ci sono meno denti, come negli orologi. Inoltre, gli ingranaggi cicloidali hanno un'eccellente capacità di carico d'urto e rigidità torsionale.

Coppia in uscita

La coppia di uscita di un riduttore cicloidale può variare in modo significativo a causa delle caratteristiche di risonanza dei suoi componenti. Questo articolo analizza l'effetto dell'ondulazione di coppia sull'albero di uscita di un riduttore cicloidale. Le simulazioni numeriche sono state condotte con l'ausilio di software dinamici multibody e un mix di elementi rigidi e flessibili. I risultati sono stati confrontati con i risultati sperimentali per identificare l'influenza dei diversi parametri di progettazione sull'ondulazione di coppia. È stato inoltre introdotto un modello dinamico per determinare la variazione periodica della rigidità degli ingranaggi e l'ondulazione di coppia associata.

Ci sono vari modelli per riduttori cicloidali. Un tipo di cambio cicloidale è chiamato corona dentata. L'albero di entrata ruota con un movimento eccentrico con la corona dentata. Il disco cicloidale ha lobi simili ai denti di una corona dentata fissa. Il disco di uscita ha perni a rulli che sporgono attraverso il disco. Il disco di uscita trasferisce quindi il movimento all'albero di uscita.

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