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Entraînement harmonique vs engrenage planétaire

Entraînement harmonique vs engrenage planétaire

À la fin des 1950, l’ingénieur américain CW Musser a présenté un aperçu unique qui a surpris les experts axés sur les engrenages. Il introduit un engrenage flexible dans la transmission à engrenages, et l'engrenage flexible se déforme comme une onde pendant le fonctionnement de l'engrenage.

Le réducteur planétaire est un produit industriel. Le réducteur planétaire est un mécanisme de communication dont la structure est étroitement couplée au carter d’engrenage par un anneau interne. Le centre de l'anneau a un pignon solaire entraîné par une puissance externe. Il y a un ensemble d'engrenages planétaires qui sont divisés également en trois plateaux sur la palette. Les engrenages planétaires flottent pendant la période entre l'arbre de sortie, la couronne interne et le support de la dent solaire; lorsque la puissance du côté entrée entraîne les dents du soleil, elle peut entraîner la rotation de l’engrenage planétaire et suivre la trajectoire de la bague intérieure pour tourner autour du centre. La rotation de la planète entraîne la puissance de sortie de l'arbre de sortie de la palette. Le convertisseur de vitesse de l'engrenage sert à décélérer le nombre de tours du moteur (moteur) jusqu'au nombre de tours requis et à obtenir un mécanisme avec un couple élevé. Dans un mécanisme réducteur pour la transmission de la puissance et du mouvement, un réducteur planétaire est un réducteur de précision tel qu'un réducteur planétaire Bapman ou similaire.


Le réducteur d’harmoniques est principalement composé de trois composants de base: un générateur de vagues, un engrenage flexible et un engrenage rigide. Le réducteur d’harmoniques est un générateur d’ondes qui produit une déformation élastique contrôlable de l’engrenage flexible et engrène avec l’engrenage rigide. Transmission à engrenages transmettant le mouvement et la puissance.

Le principe de fonctionnement du réducteur planétaire et du réducteur harmonique est différent, le mode de transmission est également différent et l'industrie des applications est également différente.

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Motoréducteur planétaire: Le réducteur planétaire est également un réducteur à engrenages planétaires. La structure d’engrenage est composée d’un engrenage solaire, d’un engrenage planétaire, d’une couronne externe, d’un porte-satellites et d’un arbre de transmission, et adopte un engrenage rigide; le réducteur de structure d'engrenage planétaire est généralement composé d'un engrenage planétaire à plusieurs étages et du principe de transmission. L'engrenage à petit nombre de dents engrène avec le grand engrenage de l'arbre de sortie pour atteindre l'objectif de décélération. Le réducteur est un dispositif de transmission à faible couple et à couple et rigidité élevés.

Moteur à engrenages harmoniques: la structure de transmission du réducteur d’harmoniques est constituée de trois éléments de base: une roue dentée interne fixe, une roue flexible (c’est-à-dire une coupelle à paroi mince élastique dont la base est raccordée à l’arbre entraîné) est réalisée sur le jeu de barres au début de la roue flexible. La couronne dentée ") et le générateur d’ondes entraînant la déformation radiale de la roue flexible. Le réducteur d’harmoniques se compose d’une roue rigide interne, d’une roue flexible et d’un générateur d’onde pour la déformation radiale de la roue flexible. caractéristiques de précision, de capacité portante, etc., comparées au réducteur ordinaire.

Grâce à l'explication nominale ci-dessus, principalement dans la structure est différente, le réducteur planétaire a la rigidité, la structure de réducteur harmonique adopte une transmission d'engrenage rigide et flexible; Le réducteur d'harmoniques est le réducteur d'origine à ondes de choc qui repose sur l'engrenage excentrique à flex. Le réducteur de vitesse, la relation entre celui-ci et le réducteur planétaire, est qu'ils appartiennent au réducteur, et l'autre ne fait fondamentalement aucune différence.

 Caractéristiques de mouvement: Selon la combinaison ci-dessus, les caractéristiques de mouvement du mécanisme à engrenage planétaire simple peuvent être résumées comme suit:

(1) Lorsque le transporteur est le membre actif, le suiveur est survidé.

(2) Lorsque le transporteur est un suiveur, il doit être plus lent que la vitesse du membre actif.

(3) Lorsque le support est fixe, l’élément actif et l’élément entraîné tournent dans des directions opposées.

(4) Lorsque le planétaire est la partie active, la vitesse du suiveur doit diminuer.

(5) Si le porte-satellites agit en tant qu'élément passif, son sens de rotation est identique à celui de l'élément actif.

(6) Si le porte-satellites joue le rôle de membre actif, le sens de rotation du membre passif est le même que celui-ci.

(7) Dans le mécanisme à engrenage planétaire simple, le nombre de dents de la roue solaire est le moins élevé et le nombre d'engrenages équivalents du porte-satellites est le plus grand. Le nombre de dents de la couronne est au milieu. (Remarque: le nombre de dents équivalentes du porte-satellites = le nombre de dents des dents du pignon solaire.)

(8) Si deux composants du mécanisme réducteur planétaire tournent dans le même sens et à la même vitesse, la vitesse et le sens de rotation du troisième composant doivent être identiques à ceux des deux précédents, c'est-à-dire que le mécanisme est verrouillé et devient le même. direct gear. (Ceci est une caractéristique très importante.)

(9) Lorsqu'il n'y a qu'un seul membre actif et que deux autres composants ne sont pas fixes, il est au neutre pour le moment.

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L'actionneur harmonique est principalement composé de quatre composants de base: un générateur de vagues, un engrenage flexible, un roulement flexible et un engrenage rigide. Le réducteur à entraînement harmonique est une sorte de roulement flexible assemblé par le générateur de vagues afin que l’engrenage flexible produise une déformation élastique contrôlable. Et engrène avec l'engrenage rigide pour transmettre le mouvement et la puissance. Disciplines appliquées: génie mécanique (une matière); transmission (deux sujets); transmission à engrenages (discipline à trois niveaux) Le réducteur à engrenages harmoniques est un nouveau type de réducteur développé selon le principe de la transmission à engrenages planétaires. Transmission à engrenages harmoniques (appelée entraînement harmonique).

En tant que réducteur, il est généralement utilisé sous la forme d'un générateur de vagues actif, d'une roue fixe fixe et d'une sortie de roue flexible.

Le générateur de vagues H est un élément en forme de tige qui est muni de roulements aux deux extrémités pour constituer un rouleau et qui est appuyé contre la paroi interne de la roue flexible 1. La roue flexible est un engrenage à paroi mince pouvant générer une déformation élastique importante. Le diamètre intérieur du trou est légèrement inférieur à la longueur totale du générateur de vagues. Le générateur de vagues est un élément qui amène la roue flexible à produire une déformation élastique contrôlée. Lorsque le générateur de vagues est inséré dans la roue flexible, la section de la roue flexible est forcée de passer de la forme circulaire d'origine à une forme elliptique, et les dents proches des deux extrémités du grand axe sont complètement engrenées avec les dents du roue rigide, et les dents près des extrémités du petit axe sont complètement dégagées de la roue. Les dents des autres segments de la circonférence sont dans un état transitoire d'engagement et de désengagement. Lorsque le générateur d'ondes tourne de manière continue dans le sens indiqué, la déformation de la roue flexible change constamment, de sorte que l'état d'engrènement de la roue flexible et de la roue rigide est également constamment changé, en étant engagé, engagé, engagé, désengagé, et alors engagé. De manière répétée, la rotation lente de la roue flexible par rapport à la roue rigide dans le sens opposé du générateur de vagues H est obtenue. Lors du travail, la roue fixe est fixe, le générateur de moteur entraîne la rotation du générateur d'ondes, la roue flexible joue le rôle de roue entraînée et la sortie tourne pour entraîner la charge. Au cours du processus de transmission, le générateur d'ondes effectue un tour et le nombre de cycles de déformation à un certain point de la roue flexible est appelé le nombre d'ondes, qui est représenté par n. On utilise couramment deux vagues et trois vagues. La transmission à double onde a une faible contrainte de roue de flexion et une structure relativement simple, ce qui permet d’obtenir facilement un rapport de transmission élevé. Par conséquent, il est le plus largement utilisé.

 

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Caractéristiques de base: 1. Capacité de charge élevée En entraînement harmonique, la denture et la denture sont en contact avec la surface, et le nombre de dents de engrènement (coefficient de recouvrement) est relativement grand, de sorte que la charge par unité de surface est faible et que la capacité portante est supérieure à celle des autres formes de transmission. . 2. Rapport de transmission Le rapport de transmission d'une transmission à engrenages harmoniques à un étage peut atteindre i = 70 ~ 500. 3. Petite taille et poids léger. 4. Efficacité de transmission élevée et longue durée de vie. 5. La transmission est lisse, sans impact, sans bruit et avec une grande précision de mouvement. 6. Étant donné que la roue flexible est soumise à une charge alternative importante, les exigences en matière de résistance à la fatigue, de traitement et de traitement thermique du matériau de la roue flexible sont élevées et le processus est compliqué.

Le réducteur d’harmoniques n’a été développé en Chine que dans les 1960 et les 1970. De nombreux fabricants ont une production et une sérialisation spécialisées. Largement utilisé dans les industries de l'électronique, de l'aérospatiale, de la robotique et d'autres industries, de par ses avantages uniques, son application dans l'industrie chimique augmente progressivement.

Réducteurs d'engrenages harmoniques dans les domaines de l'aviation, de l'aérospatiale, de l'énergie, de la marine, de la construction navale, des machines bioniques, des engins ordinaires, des machines-outils, des instruments, du matériel électronique, des mines et de la métallurgie, du transport, des engins de levage, des machines pétrochimiques, des machines textiles, des machines agricoles et des instruments médicaux Certains aspects ont été largement utilisés, en particulier dans les systèmes d’asservissement à hautes performances dynamiques, l’utilisation de la transmission à engrenages harmoniques montre sa supériorité. Il transmet des puissances de dizaines de watts à des dizaines de kilowatts, mais les engrenages harmoniques à haute puissance sont souvent utilisés pour des travaux à court terme.

Le système de transmission hydrostatique à réducteur peut convertir l’énergie mécanique en énergie de pression de liquide, ce qui augmente la commodité de la direction par le vent. Le réducteur de vitesse et le système de tuyauterie du réducteur et du système d'humidification à huile mince de transmission du four, la roue de maintien de la pression, la rectifieuse verticale, le broyeur à boulets et le réducteur de surface de dent dure ne peuvent pas être séparés
Lors du contrôle, en fonction du diagramme de température et de résonance de l'arbre du réducteur, en combinaison avec les paramètres des composants et des instruments du système de lubrification à l'huile mince, analysez si le système de transmission de pression osmotique est normal.

Le système de corps de lubrification de réducteur comprend un système de corps de lubrification et un système de contrôle de température à pression latérale. Le système principal de lubrification comprend un réservoir de carburant et un réservoir de carburant, qui constituent à leur tour la pompe principale, l’accouplement et le moteur à fréquence variable. La pompe principale a dépassé le réducteur de pression de la canalisation pendant plusieurs années consécutives, et le manomètre est successivement disposé sur le pipeline continu de la pompe principale et du réducteur de pression. Les capteurs de pression latéraux, les réchauffeurs de conduits, les refroidisseurs de tubes, les capteurs de température et les filtres, les vannes d'eau de refroidissement d'eau de refroidissement dans la tuyauterie de sortie d'eau de refroidissement du refroidisseur et les vannes de dérivation connectées au réservoir dans une main sont retenus entre les filtres. Tuyau de raccordement et réducteur

Le réducteur a un système de nodulation complet qui ne répond à aucune exigence environnementale. Il devrait être strictement appliqué.

 

 
 

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Les engrenages planétaires font référence à des systèmes d'engrenages qui, en plus de pouvoir tourner autour de leur propre axe de rotation, comme les engrenages à axe fixe, leurs axes de rotation tournent également avec le porte-satellites autour de l'axe des autres engrenages. La rotation autour de son propre axe s'appelle "rotation", et la rotation autour des autres axes d'engrenage s'appelle "révolution", tout comme les planètes du système solaire, d'où son nom.

Engrenage planétaire signifie que l'axe de rotation n'est pas fixe et que les engrenages planétaires sont montés sur un support rotatif. En plus de tourner autour de leur propre axe de rotation (BB) comme un engrenage à axe fixe, leurs axes de rotation suivent également le bleu. Le support (appelé le porte-satellites) tourne autour de l’axe (AA) des autres engrenages. La rotation autour de son propre axe s'appelle "rotation", et la rotation autour des autres axes d'engrenage s'appelle "révolution", tout comme les planètes du système solaire, d'où son nom.

Le mécanisme d'engrenage planétaire est divisé en une rangée planétaire simple et une rangée planétaire double en fonction du nombre d'engrenages planétaires installés sur le porte-satellites. Les engrenages planétaires présentent de nombreux avantages uniques par rapport aux engrenages conventionnels. La caractéristique la plus notable est que la séparation de puissance peut être effectuée pendant la transmission de puissance et que les arbres d’entrée et de sortie se trouvent sur la même ligne horizontale. Par conséquent, les transmissions à engrenages planétaires ont été largement utilisées dans divers systèmes de transmission mécaniques, tels que réducteurs, multiplicateurs de vitesse et dispositifs de changement de vitesse. En particulier en raison de ses caractéristiques de "charge élevée, rapport de transmission élevé", il est largement utilisé dans les aéronefs et les véhicules (notamment les véhicules lourds). Les engrenages planétaires jouent également un rôle important dans la transmission du couple moteur. Comme les caractéristiques telles que le couple de rotation du moteur et la demande de roulement sur route sont très différentes, la puissance du moteur est répartie de manière appropriée sur les roues motrices et les caractéristiques ci-dessus des engrenages planétaires peuvent être utilisées pour la conversion. La transmission automatique de l'automobile utilise également ces caractéristiques des engrenages planétaires pour obtenir différents rapports d'engrenage en modifiant la relation de mouvement relatif des éléments respectifs par l'embrayage et le frein.

Le mécanisme d'engrenage planétaire est divisé en une rangée planétaire simple et une rangée planétaire double en fonction du nombre d'engrenages planétaires installés sur le porte-satellites. Les engrenages planétaires présentent de nombreux avantages uniques par rapport aux engrenages conventionnels. La caractéristique la plus notable est que la séparation de puissance peut être effectuée pendant la transmission de puissance et que les arbres d’entrée et de sortie se trouvent sur la même ligne horizontale. Par conséquent, les transmissions à engrenages planétaires ont été largement utilisées dans divers systèmes de transmission mécaniques, tels que réducteurs, multiplicateurs de vitesse et dispositifs de changement de vitesse. En particulier en raison de ses caractéristiques de "charge élevée, rapport de transmission élevé", il est largement utilisé dans les aéronefs et les véhicules (notamment les véhicules lourds). Les engrenages planétaires jouent également un rôle important dans la transmission du couple moteur. Comme les caractéristiques telles que le couple de rotation du moteur et la demande de roulement sur route sont très différentes, la puissance du moteur est répartie de manière appropriée sur les roues motrices et les caractéristiques ci-dessus des engrenages planétaires peuvent être utilisées pour la conversion. La transmission automatique de l'automobile utilise également ces caractéristiques des engrenages planétaires pour obtenir différents rapports d'engrenage en modifiant la relation de mouvement relatif des éléments respectifs par l'embrayage et le frein.

Cependant, en raison de la structure complexe et de l'état de fonctionnement des engrenages planétaires, les problèmes de vibration et de bruit sont également importants. Il est sujet à des phénomènes de défaillance tels que la fatigue par piqûre des engrenages, les crevasses radiculaires et même les dents de l'engrenage ou la casse d'arbre, qui affectent la précision de fonctionnement de l'équipement. Efficacité de transfert et durée de vie.

 

 
 

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Structure et composition: Un mécanisme d'engrenage planétaire simple (à une rangée) constitue la base du mécanisme de changement de vitesse. Habituellement, le mécanisme de changement de vitesse de la transmission automatique est composé de deux rangées ou plus de mécanismes à engrenages planétaires. Le mécanisme d'engrenage planétaire simple comprend un engrenage solaire, une pluralité d'engrenages planétaires et un anneau d'engrenage, les engrenages planétaires étant supportés par un arbre fixe du porte-satellites, permettant aux roues planétaires de tourner sur l'arbre de support. Les engrenages planétaires, les engrenages solaires adjacents et les engrenages à anneau sont toujours en état d'engrènement et des engrenages hélicoïdaux sont généralement utilisés pour améliorer la douceur du travail.

Dans le mécanisme à engrenage planétaire simple, au centre du mécanisme à engrenages planétaires se trouve un planétaire, le planétaire et le planétaire sont souvent engrenés et les deux engrenages extérieurs engrènent dans des sens de rotation opposés. Tout comme le soleil est au centre du système solaire, la roue solaire porte le nom de son emplacement. En plus de pouvoir tourner autour de l'axe de support du porte-satellites, dans certains cas, il tournera autour de l'axe central de la roue solaire sous l'entraînement du porte-satellites. C'est comme la rotation de la terre et la révolution autour du soleil. Lorsque cela se produit, cela s'appelle le mode de transmission du mécanisme d'engrenage planétaire. Dans l'ensemble du mécanisme d'engrenage planétaire, tel que l'existence de la rotation de l'engrenage planétaire, et le porte-satellites est fixe, ce type de transmission est similaire à la transmission du type à arbre parallèle. La couronne est un engrenage interne engrené en permanence avec les engrenages planétaires. Les dents internes et les engrenages externes engrènent les uns dans les autres dans le même sens de rotation. Le nombre d'engrenages planétaires dépend de la charge nominale de la transmission, généralement de trois ou quatre, et plus le nombre est élevé, plus la charge est importante.

Un mécanisme d'engrenage planétaire simple est souvent désigné comme un mécanisme à trois composants, et les trois composants sont désignés respectivement engrenage solaire, porte-satellites et couronne dentée. Si ces trois composants doivent déterminer la relation de mouvement mutuel, d’une manière générale, il faut d’abord fixer l’un des composants, puis déterminer qui est le composant actif et déterminer la vitesse de rotation et le sens de rotation du composant actif, ainsi que le sens de rotation. la vitesse et le sens de rotation du composant passif sont déterminés. Il est.

Principe et caractéristiques: Combinaison de transmission Dans un système à engrenages comprenant des engrenages planétaires, le principe de transmission est différent de celui d'un engrenage à arbre fixe. En raison de l’existence du porte-satellites, trois arbres rotatifs permettent l’entrée / la sortie de puissance, et un embrayage, un frein ou un dispositif similaire peut être utilisé pour limiter la rotation de l’un des arbres en cas de besoin, ne laissant que deux arbres pour la transmission. . Par conséquent, la relation entre les engrenages enchevêtrés peut être combinée de plusieurs manières:
(1) La puissance provient du planétaire, de la couronne extérieure et le porte-satellites est verrouillé par le mécanisme.
(2) La puissance provient du planétaire, du porte-satellites et la couronne extérieure est verrouillée.
(3) L’alimentation est fournie par le porte-satellites, la sortie du planétaire et la couronne extérieure est verrouillée;
(4) L’alimentation est fournie par le support, la sortie de la couronne extérieure et le planétaire est verrouillé;
(5) La puissance provient de la couronne extérieure, du porte-satellites et le planétaire est verrouillé.
(6) Le courant provient de la couronne extérieure, du soleil et du porte-satellites est verrouillé.
(7) Les deux puissances sont entrées respectivement par le planétaire et la couronne extérieure, et sont synthétisées et sorties par le porte-satellites;
(8) Les deux puissances sont entrées respectivement par le porte-satellites et le planétaire et sortent par la couronne extérieure après la synthèse;
(9) Les deux puissances sont entrées respectivement par le porte-satellites et la couronne externe et sortent du planétaire après la synthèse;
(10) La puissance provient du planétaire et de la couronne extérieure et du porte-satellites de deux manières;
(11) Le courant alimente le support et est transmis du planétaire et de la couronne extérieure de deux manières;
(12) Entrée d'alimentation de couronne extérieure, divisée en deux canaux à partir du planétaire et du porte-satellites.

Réducteur hélicoïdal intégré

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Moteur à engrenages décalés

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Entraînement cycloïdal

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