Przekładnie cykloidalne – budowa, zasada działania i zastosowania

Przekładnie cykloidalne – budowa, zasada działa i zastosowania

Przekładnie i motoreduktory cykloidalne wyróżniają się unikatową konstrukcją i idącymi za nią zaletami, pozostawiając konkurencję – standardowe przekładnie mechaniczne – daleko w tyle. Komponenty przekładni cykloidalnych opierają zasadę działania o siłę ściskającą, a nie ścinającą. W przeciwieństwie do zębów przekładni z ograniczonymi punktami styku reduktory cykloidalne posiadają 30% swoich elementów redukcyjnych w stałym kontakcie.

Rys. 1 – Budowa przekładni cykloidalnej

Przekładnia cykloidalna składa się z 4 głównych komponentów:

1. Wał wysokoobrotowy z łożyskiem mimośrodowym
2. Tarcze cykloidalne
3. Obudowa pierścieniowa ze sworzniami stałymi i rolkowymi
4. Wał wolnoobrotowy lub kołnierz ze sworzniami

Rys. 2 – Budowa przekładni cykloidalnej

Zasada działania przekładni cykloidalnej

Rys. 3 – Zasada działania przekładni cykloidalnej

Wał mimośrodkowy (wysokoobrotowy/wejściowy) napędza najpierw tarczę cykloidalną. Gdy łożysko mimośrodkowe obraca się, toczy tarcze cykloidalne po wewnętrznym obwodzie sworzni rolkowych. Gdy łożysko porusza się zgodnie z ruchem wskazówek zegara wokół pierścienia (obudowy pierścieniowej), sama tarcza cykloidalna obraca się powoli wokół własnej osi w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara.

W systemie cyclo zewnętrzna krawędź tarczy cykloidalnej stopniowo łączy się ze sworzniami rolkowymi, aby wytworzyć obroty wsteczne o zredukowanej prędkości. Ten zredukowany ruch obrotowy jest przekazywany na wał wolnoobrotowy, który jest współosiowy z wałem wejściowym.

Rys. 4 – Zasada działania przekładni cykloidalnej

Dla każdego pełnego obrotu wału wysokoobrotowego tarcza cykloidalna obraca się o jeden ząb cykloidalny tarczy w przeciwnym kierunku. Ogólnie rzecz biorąc, wokół tarczy znajduje się o jeden sworzeń stały mniej, niż jest zębów w tarczy, co powoduje, że współczynniki redukcji są numerycznie równe liczbie zębów na tarczy.

Zwykle stosowany jest system dwutarczowy z podwójną krzywką mimośrodową. Zapewnia to wzajemną kompensację sił niewyważenia, co skutkuje płynniejszą pracą przy dużych prędkościach. Podwójna konstrukcja tarcz cykloidalnych pozwala również na przenoszenie bardzo wysokich momentów obrotowych.

Przełożenie

Współczynnik przełożenia napędu cykloidalnego jest określany przez liczbę stałych sworzni N i liczbę zębów tarczy cykloidalnej n. W większości przypadków tarcza cykloidalna ma o jeden ząb mniej niż liczba sworzni.

Korzystając z przykładu z N=10 sworzniami i n=9 zębami, obliczenie przełożenia zostanie wyprowadzone poniżej. Po jednym obrocie wału mimośrodowego tarcza cykloidalna zazębiła się w sumie z N=10 sworzniami. Ponieważ tarcza ma tylko n=9 zębów, musiała przesunąć się o jeden ząb podczas jednego obrotu wału napędowego. Odpowiada to jednej dziewiątej pełnego obrotu.

Zatem wał wejściowy (wał mimośrodowy) musi obrócić się 9 razy, aby tarcza cykloidalna, a wraz z nią wał wyjściowy (wał niskoobrotowy) wykonały pełny obrót. Przełożenie w tym przypadku wynosiłoby zatem 1:9.

Zastosowania przekładni cykloidalnych

Przekładnie cykloidalne są zwykle używane w aplikacjach wymagających precyzyjnego pozycjonowania lub sterowania ruchem. Ich zastosowanie obejmuje takie obszary, jak:

• Robotyka – ze względu na wysoką dokładność, płynną pracę i kompaktowe rozmiary.
• Lotnictwo i kosmonautyka – w systemach sterowania samolotów, takich jak powierzchnie sterowania lotem, ze względu na wysoką dokładność i płynne działanie.
• Sprzęt medyczny – w tomografach komputerowych i rezonansach magnetycznych, ze względu na precyzyjne pozycjonowanie i niski poziom hałasu.
• Obrabiarki – w tokarkach i frezarkach, ze względu na wysoką dokładność i płynne działanie.
• Prasy drukarskie – w maszynach drukarskich w celu zapewnienia precyzyjnego i dokładnego ruchu płyt drukarskich.
• Windy – w systemach wind w celu zapewnienia precyzyjnego i płynnego ruchu kabiny windy.
• Przetwórstwo żywności – w urządzeniach do przetwarzania żywności, takich jak miksery i młynki, ze względu na ich wysoką wydajność i płynną pracę.
• Maszyny włókiennicze – w maszynach tekstylnych, takich jak przędzarki i maszyny tkackie, ze względu na ich wysoką wydajność i płynną pracę.

Podsumowując, przekładnie cykloidalne doskonale nadają się do zastosowań wymagających precyzyjnego pozycjonowania lub kontroli ruchu oraz do aplikacji o ograniczonej przestrzeni roboczej.

Nasza oferta

W swojej ofercie posiadamy zarówno przekładnie cykloidalne, jak i inne rozwiązania napędowe. Zapraszamy do kontaktu – z przyjemnością pomożemy w doborze odpowiedniego rozwiązania dla Państwa aplikacji!

Autor: Paulina Pozorska