Un accionamiento cicloidal o reductor de velocidad cicloidal es un mecanismo para reducir la velocidad de un eje de entrada en una determinada proporción . Los reductores de velocidad cicloidales son capaces de relaciones relativamente altas en tamaños compactos con un juego muy bajo . [1]
El eje de entrada impulsa un cojinete excéntrico que a su vez impulsa el disco cicloidal en un movimiento cicloidal excéntrico. El perímetro de este disco está acoplado a una corona dentada fija y tiene una serie de pasadores o rodillos del eje de salida colocados a través de la cara del disco. Estos pasadores del eje de salida impulsan directamente el eje de salida a medida que gira el disco cicloidal. El movimiento radial del disco no se traslada al eje de salida.
Teoría de operación
El eje de entrada está montado excéntricamente a un rodamiento de elemento rodante (típicamente un rodamiento de rodillos cilíndricos), lo que hace que el disco cicloidal se mueva en un círculo. El disco cicloidal girará de forma independiente alrededor del rodamiento a medida que se empuja contra la corona dentada. Esto es similar al engranaje planetario . La dirección de rotación del disco y la salida es opuesta a la del eje de entrada.
El número de pasadores de la corona es mayor que el número de pasadores del disco cicloidal. Esto hace que el disco cicloidal gire alrededor del rodamiento más rápido de lo que el eje de entrada lo mueve, dando una rotación general en la dirección opuesta a la rotación del eje de entrada.
El disco cicloidal tiene orificios que son un poco más grandes que los pasadores del rodillo de salida que van dentro de ellos. Los pines de salida se moverán en los orificios para lograr una rotación constante del eje de salida debido al movimiento de oscilación del disco cicloidal.
La tasa de reducción de la transmisión cicloidal se obtiene de la siguiente fórmula, donde P significa el número de pasadores de la corona y L es el número de lóbulos en el disco cicloidal.
La eficiencia de una etapa se acerca al 93% y la de dos etapas se acerca al 86%. [2] Las reducciones de una etapa están disponibles comercialmente hasta 119: 1 y las de doble etapa hasta 7.569: 1. [3]
El disco cicloide generalmente se diseña con un cicloide acortado para minimizar la excentricidad del disco y las fuerzas de desequilibrio asociadas a altas velocidades. [4] Por esta razón, dos discos cicloides a menudo se montan desplazados 180 °.
Muchos accionamientos de precisión modernos proporcionan el movimiento excéntrico a través de varios ejes que también transmiten la fuerza de salida, normalmente de 2 a 5 ejes dispuestos en el mismo patrón circular que los rodillos de salida del diseño más básico. Los ejes son impulsados a través de engranajes planetarios mediante un eje de entrada central. Dado que estos ejes siempre están alineados por los engranajes de entrada, esto permite que la salida se transmita a través de rodamientos de rodillos en lugar de un contacto superficial intermitente. Debido a la entrada planetaria, este es efectivamente un accionamiento de dos etapas y puede diseñarse para ser accionado directamente por un motor sin escobillas de alta velocidad. Este tipo se utiliza a menudo en actuadores de robot .
Desventajas
Debido a la naturaleza excéntrica del accionamiento, si el disco cicloidal no está equilibrado por un segundo disco o un contrapeso, generará vibraciones que se propagarán a través de los ejes accionados y el cuerpo. Esto aumenta el desgaste de los dientes exteriores del disco cicloidal y los cojinetes de los componentes. Con dos discos se corrige el desequilibrio estático pero queda un pequeño desequilibrio dinámico. Esto generalmente se considera aceptable para la mayoría de las aplicaciones. Para reducir la vibración, las unidades de alta velocidad utilizan tres o más discos para corregir el desequilibrio; los discos externos se mueven al unísono, en oposición al del medio, que es dos veces más masivo.
Ventajas
Los accionamientos cicloidales pueden presentar cero holgura y una alta capacidad de par a la vez que son de tamaño compacto, a diferencia de las cajas de cambios Involute. Son útiles en situaciones en las que se requiere baja velocidad con alto par. Los accionamientos cicloidales pueden diseñarse con áreas de contacto significativamente más altas para su tamaño que cualquier transmisión basada en engranajes, como los engranajes epicíclicos . Aplican fuerza a través de muchos de los dientes a la vez, lo que permite una salida de par muy alta en relación con el tamaño a costa de requerir un contacto deslizante.
Ver también
- Engranaje epicicloidal
- Engranaje cicloide : una forma de diente de engranaje basada en el cicloide
- Accionamiento armónico
Referencias
- ^ [1] Archivado el 19 de diciembre de 2008 en la Wayback Machine.
- ^ "REDUCTORES CICLOIDALES DARALI" . Darali.com . Consultado el 4 de diciembre de 2013 .
- ^ "Cyclo® 6000" . www.sumitomodrive.com . Consultado el 31 de agosto de 2013 .
- ^ tec-science (14 de enero de 2019). "¿Cómo funciona un motor cicloidal?" . tec-ciencia . Consultado el 5 de noviembre de 2019 .