Quel est le rapport de dédrapage d’un réducteur cycloïdal?

Le rapport de transmission d’un réducteur cycloïdal est déterminé par le nombre de broches (P) dans l’anneau fixe et le nombre de lobes (L) sur le disque cycloïdal, calculé comme (P−L)/L. Avec la différence commune d’un seul lobe, Un anneau à 10 broches et un disque à 9 lobes donnent un 9:1 Réduction. Les unités à un seul étage vont généralement d’environ 5:1 à 119:1, et les conceptions à double étage vont bien plus haut.

Qu’est-ce qu’un réducteur cycloïdal?

Un réducteur cycloïdal est un type de boîte de vitesses qui transmet la puissance via une came excentrique qui entraîne un ou deux disques lobés contre des broches annulaires fixes. Contrairement aux engrenages conventionnels qui s’entremêlent dents contre dents, Le disque cycloïdal roule à l’intérieur autour des broches, produisant des taux de réduction élevés dans un boîtier compact avec un jeu très faible.

Selon Nabtesco, Un réducteur cycloïdal comporte quatre composants principaux: Le disque cycloïdal, Les broches à anneaux, L’arbre excentrique (ou cam), et le mécanisme de sortie. Le disque est entraîné de façon excentrique de sorte qu’il orbite à l’intérieur de l’anneau de broches, et ce mouvement orbital est converti en mouvement lent, rotation concentrée à l’arbre de sortie.

L’un des principaux avantages de cette conception est la répartition de la charge. Selon FIRGELLI, à tout moment, 60 à 70 % des lobes partagent la charge simultanément, C’est pourquoi les réducteurs cycloïdaux supportent bien les charges de choc. De nombreux modèles montent également deux disques cycloïdaux espacés de 180° pour équilibrer les vibrations, Comme expliqué par Tec-Science.

Quel est exactement le rapport de démultiplication d’un réducteur cycloïdal ??

Le rapport d’engrenage d’un réducteur cycloïdal est la relation entre le nombre de broches à anneau fixe (P) et le nombre de lobes (L) sur le disque cycloïdal, calculé à l’aide de la formule (P−L)/L.

Dans la plupart des conceptions, Le disque lobulé a exactement un lobe de moins que l’anneau a des goupilles. Cette différence d’un seul lobe signifie que le disque avance d’une position de broche par révolution d’entrée, et le rapport est égal au nombre de lobes sur le disque.

Différents fabricants et sources techniques écrivent la formule avec différents noms de variables, Ce qui peut être déroutant lors de la comparaison de documents. Le tableau ci-dessous réconcilie les trois notations les plus courantes:

Les trois formules sont mathématiquement identiques. Le résultat représente le nombre de révolutions d’entrée nécessaires pour produire une révolution de sortie. Un ratio de 9:1 signifie que l’arbre d’entrée tourne neuf fois pour chaque rotation de l’arbre de sortie.

Les réducteurs cycloïdaux commerciaux proposent généralement des ratios à partir de 30:1 à plus de 300:1, selon Nabtesco, avec des standards de catalogue à 1:50, 1:80, 1:100, et 1:120 comme indiqué dans les listes des fabricants DirectIndustry.

Comment calculer le ratio?

Pour calculer le rapport de démultiplication, Compter les goupilles de l’anneau et les lobes du disque, Puis appliquer la formule (P−L)/L.

Exemple résolu: Avec 10 quilles (P=10) et 9 lobes (L=9), Le calcul est (10−9)/9 = 1/9. Cela signifie que le disque tourne une fois pour 9 tours d’entrée — soit 9:1 Réduction, Comme démontré par Tec-Science.

Comment calculer le ratio en 3 étapes

1. Compter le nombre de broches à anneau fixes (P). Ce sont les goupilles cylindriques montées dans le boîtier extérieur.
2. Compter le nombre de lobes (L) sur le disque cycloïdal. Les lobes sont les projections arrondies autour de la circonférence du disque.
3. Appliquez la formule (P−L)/L. Le résultat est le rapport de réduction. Dans certaines notations, le résultat est négatif, ce qui signifie simplement que la sortie inverse la direction par rapport à l’entrée.

La différence d’un seul lobe est standard dans la plupart des réducteurs industriels, mais il existe des configurations à lobes multiples. Par exemple, Tec-Science montre qu’un anneau à 10 broches avec un disque à 7 lobes produit un 7:Ratio 3, ce qui ne fait que 2,33:1. Le tableau ci-dessous présente plusieurs configurations:

Pourquoi la rotation de sortie est-elle inversée?

La sortie d’un réducteur cycloïdal tourne dans la direction opposée à l’entrée car le disque tourne à l’intérieur autour des broches fixes au lieu de s’embourber à l’extérieur comme les engrenages conventionnels.

Selon Wikipédia, La direction de sortie est opposée à l’entrée — une propriété appelée rotation rétrograde. Cela se produit parce que le centre du disque cycloïdal se déplace de façon excentrique tandis que le disque lui-même orbite à l’intérieur de l’anneau de broches. Le disque ne tourne pas sur son propre axe; à la place, son mouvement orbital est converti en rotation lente à la sortie via les broches ou rouleaux de sortie.

C’est pourquoi certaines notations de formules montrent un rapport négatif. ZHY Gear présente un exemplaire travaillé avec 12 goupilles et 11 lobes, donnant un rapport de i = −12. Le signe négatif indique simplement la direction inverse — il n’affecte pas l’ampleur de la réduction.

Lors de la planification de votre candidature, Compte de cette inversion de direction. Si votre machine exige que la sortie tourne dans la même direction que l’entrée, Il vous faudra un étage d’engrenage supplémentaire ou un autre type de réducteur (comme une boîte de vitesses planétaire, qui ne fait pas l’inverse de direction).

Quels rapports sont réalisables dans un seul étage?

Les réducteurs cycloïdaux à un seul étage délivrent généralement environ 5:1 à 119:1, la plupart des unités commerciales du catalogue se situant dans les 30:1 à 120:1 Portée.

Selon Wikipédia (citant la série Cyclo 6000 de Sumitomo), Les réductions à un seul étage sont disponibles commercialement jusqu’à 119:1. Nabtesco confirme que des taux de réduction élevés sont à partir de 30:1 à plus de 300:1 sont réalisables en une seule étape. Les annonces des fabricants DirectIndustry montrent un ratio allant de 41:1 à 164:1, avec des ratios de catalogue communs à 1:50, 1:80, 1:100, et 1:120.

La limite supérieure pratique pour un seul étage est fixée par le nombre maximal pratique de broches et de lobes pouvant être usinés dans l’anneau et le disque. Au-delà d’environ 119:1, Les composants deviennent de taille impraticable ou difficiles à fabriquer avec la précision requise.

À l’extrémité inférieure, Rapports inférieurs à 10:1 sont possibles mais rares dans les applications industrielles, Parce que d’autres types de réducteurs (comme les boîtes de vitesses planétaires) sont plus efficaces et rentables à ces ratios. L’exemple multilobes ci-dessus (7:Ratio 3) montre comment réduire la différence de lobes en dessous d’un produit des rapports beaucoup plus faibles.

Jusqu’où peuvent aller les réducteurs cycloïdaux à double étage?

Les réducteurs cycloïdaux à double étage multiplient deux rapports à un étage ensemble, Atteindre jusqu’à 7,569:1 tout en maintenant une empreinte compacte — au prix d’une efficacité moindre.

Selon Wikipédia, Les réducteurs cycloïdaux à double étage sont disponibles dans le commerce jusqu’à 7,569:1 (par exemple, A 119:1 première étape combinée à un 63:1 deuxième étape). Ratios totaux jusqu’à 13,600:1 ont été documentés dans les listes des fabricants DirectIndustry.

Le compromis est l’efficacité. Wikipédia, citant le Professeur. J. Analyse de Darali, Des rapports indiquent que les réducteurs cycloïdaux à un étage atteignent un rendement de 93 %, tandis que les unités à double étage tombent à environ 86 %. Chaque étage supplémentaire ajoute friction et perte de puissance.

Pour des rapports extrêmement élevés, Un réducteur cycloïdal est souvent un meilleur choix que d’empiler plusieurs étages planétaires, Parce qu’une unité cycloïdale à double étage atteint des rapports nécessitant trois étages planétaires ou plus — avec moins de complexité et moins de composants à maintenir.

Cela étant dit, Si votre candidature exige des ratios inférieurs à 30:1, un étage unique Boîte de vitesses planétaire est généralement plus efficace et plus économique qu’une unité cycloïdale.

Comment le rapport cycloïdal se compare-t-il aux boîtes de vitesses planétaires?

Les réducteurs cycloïdaux obtiennent des rapports mono-étage plus élevés (jusqu’à 119:1) que les boîtes de vitesses planétaires typiques (généralement 3:1 à 100:1 par étape), avec un jeu de jeu plus faible et une meilleure tolérance aux chocs — mais les unités planétaires sont souvent plus efficaces à des rapports plus faibles.

Selon FIRGELLI, Les réducteurs cycloïdaux supportent des charges de choc allant jusqu’à 500 % du couple nominal sans casse de dent — un avantage majeur dans les applications à charge variable ou par impact. La caractéristique de partage de charge (60 à 70 % des lobes sont engagés à tout moment) c’est la raison de cette robustesse.

Boîtes de vitesses planétaires, en revanche,, Elles offrent généralement une efficacité plus élevée à des rapports plus faibles (95–97 % par étape) et ne pas inverser la direction de sortie. Ils sont souvent préférés lorsque l’efficacité est critique et que le ratio requis est inférieur à 50:1.

Les réducteurs cycloïdaux excellent également en compacité à des rapports élevés. Une étude ResearchGate sur la conception de boîte de vitesses cycloïdale a démontré un 20:1 réduction obtenue dans un espace de 60×60×20 mm, avec un couple passant de 0,45 Nm à 8,82 Nm — soit une multiplication de couple de près de 20 fois dans un ensemble très compact.

Concernant le backdrive: Les réducteurs cycloïdaux peuvent être rétroactionnés dans certaines conditions, Mais la forte friction et la géométrie des éléments roulants les rendent nettement plus difficiles à rétrograder que les boîtes planétaires de même rapport.

Quel ratio vous faut-il?

Choisissez le rapport en fonction de la vitesse de sortie et du couple requis: Les applications de robotique et d’indexation nécessitent des ratios élevés (50:1 à 100:1 ) avec faible effet de jeu, tandis que les convoyeurs et les mélangeurs peuvent utiliser des rapports modérés (10:1 à 30:1) où la tolérance à la charge de choc est la plus importante.

Le tableau ci-dessous correspond aux applications industrielles courantes selon les plages de rapports typiques:

Pour une liste plus complète des domaines où ces ratios comptent en pratique, Voir notre guide pour Applications de boîte de vitesses cycloïdales.

Lorsque l’application exige à la fois un rapport élevé et un couple élevé dans un boîtier compact, Cette combinaison est ce qui rend Boîte de vitesses cycloïdale couple élevé Performance attractive comparée aux alternatives planétaires à plusieurs étages.

Si vous hésitez encore entre les types de réducteurs, notre Sélection du rapport de boîte de vitesses Le guide guide la décision étape par étape. Pour une comparaison complète des critères décisionnels, au-delà du seul rapport, voir Comment choisir un réducteur cycloïdal.

Mingye conçoit et fournit des réducteurs à roues à glas cycloïdaux dans le cadre de sa gamme d’équipements de transmission d’énergie industrielle, construite dans sa propre usine équipée de CNC en modulaire, Conceptions standardisées. L’entreprise propose une personnalisation OEM des dimensions de montage et des rapports de transmission, et livre généralement en 7 à 15 jours. Mingye sert les OEM et les ingénieurs d’usine dans les domaines des plastiques et du caoutchouc, Mixage, Transport, Emballage, Exploitation minière, ciment, Puissance, et industries portuaires.