Wie wählt man ein Harmonic-Reduktionsgetriebe aus?

Dieser Artikel erläutert, wieHarmonic-Reduktionsgetriebe anhand spezifischer Anlagen ausgewählt werden, und behandelt dabei Aspekte wie durchschnittliches Lastdrehmoment, Eingangsdrehzahl, Spitzenmoment beim Start-Stopp, Vergleich des Stoßdrehmoments, zulässige Anzahl der Stoßdrehmomentzyklen und Lebensdauer. Abschließend werden Honpines Star-Produkte, Harmonic-Reduktionsgetriebe, erwähnt.

Welche Schritte gibt es bei der Auswahl eines Harmonic-Reduktionsgetriebes?

1. Bestätigen Sie die zentralen Betriebsparameter der Anlage.

Das Lastdrehmomentprofil (bezogen auf die Beziehung zwischen Lastdrehmoment und Ausgangsdrehzahl über die Zeit in einem vollständigen Arbeitszyklus) ist die Grundlage für die Auswahlberechnung. Es verdeutlicht die Drehmoment- und Drehzahlanforderungen der Anlage in jeder Phase. Das spezifische Profil ist in der folgenden Abbildung dargestellt.

Basierend auf dem Diagramm wird angenommen, dass die folgenden Betriebsparameter der Anlage verwendet werden: Normaler Betriebsmodus

Beim Anfahren:

T1＝150N·m t1＝0.2sec n1＝10 r/min

Bei konstanter Drehzahl:

T2＝82N·m t2＝3sec n2＝20 r/min

Beim Stopp (Verzögerung):

T3＝130N·m t3＝0.3sec n3＝10 r/min

Beim Abschalten:

T4＝0 N·m t4＝0.2sec n4＝0 r/min

Maximale Drehzahl (begrenzt durch Motor usw.)

Maximale Ausgangsdrehzahl:

no max ＝20r/min

Maximale Eingangsdrehzahl:

ni max ＝2000r/min

Stoßdrehmoment

Wenn Stoßdrehmoment anliegt:

Ts＝200N·m ts＝0.15sec ns＝20 r/min

2. Berechnen Sie das durchschnittliche Lastdrehmoment der Anlage, um die Eignung des Modells vorläufig zu verifizieren.

Das durchschnittliche Lastdrehmoment (Tav) ist die äquivalente kontinuierliche Last, die die Anlage während ihres Arbeitszyklus trägt. Es steht in direktem Zusammenhang mit der langfristigen Erwärmung und der mechanischen Ermüdungslebensdauer des Getriebes, und es muss sichergestellt werden, dass es den zulässigen Wert des Getriebes nicht überschreitet.

Die Berechnungsformel und der Ablauf sind wie folgt:

Die Berechnungsergebnisse zeigen, dass Tav = 89 N·m beträgt, was unter dem maximal zulässigen durchschnittlichen Lastdrehmoment von FSG-25 (140 N·m) liegt. Daher besteht das zunächst ausgewählte Modell diesen Verifizierungsschritt.

3,Berechnen und vergleichen Sie, ob die Eingangsdrehzahl innerhalb des zulässigen Bereichs des Getriebes liegt.

Die Eingangsdrehzahl (einschließlich Durchschnitts- und Spitzenwerte) muss strikt innerhalb des Nennbereichs des Getriebes gehalten werden. Eine Überschreitung der Drehzahlgrenze führt zu abnormalem Temperaturanstieg und beschleunigtem Zahnflankenverschleiß und verkürzt dadurch direkt die Lebensdauer.

Die durchschnittlichen und maximalen Eingangsdrehzahlen lagen innerhalb der Grenzwerte; die Verifizierung wurde bestanden.

4. Vergleichen Sie, ob das Spitzenmoment beim Anfahren und Stoppen innerhalb des zulässigen Bereichs des Getriebes liegt.

Das Spitzenmoment beim Anfahren und Stoppen ist eine periodische Last; es muss überprüft werden, ob die strukturelle Festigkeit des Getriebes dieser standhalten kann, um Schäden durch langfristige Belastung zu vermeiden.

Das Spitzenmoment beim Anfahren und Abschalten überschritt die Grenzwerte nicht, und die Verifizierung war erfolgreich.

5,Prüfen Sie, ob das Stoßdrehmoment innerhalb des zulässigen Bereichs des Getriebes liegt.

Stoßdrehmoment ist eine plötzliche, extreme Überlast, die während des Anlagenbetriebs auftreten kann. Aufgrund von Notstopps oder externen, unvorhersehbaren Einwirkungen kann ein relativ großes Lastdrehmoment auf das Getriebe wirken. Wenn das Getriebe einem Drehmoment ausgesetzt wird, das sein momentanes maximal zulässiges Drehmoment erreicht, verursacht dies irreversible Schäden. Daher muss sichergestellt werden, dass das Stoßdrehmoment die momentane Lastgrenze des Getriebes nicht überschreitet.

6,Das Stoßdrehmoment überschritt den Grenzwert nicht; die Verifizierung wurde bestanden.

Berechnen und bestimmen Sie, ob die zulässige Anzahl der Anwendungen von Stoßdrehmoment die Anforderungen erfüllt.

Die zulässige Anzahl der Anwendungen (Ns) muss auf Grundlage der Ausgangsdrehzahl ns und der Anwendungszeit ts unter Stoßdrehmoment berechnet werden, und es muss bestätigt werden, dass dieser Grenzwert die Einsatzbedingungen erfüllt.

Die zulässige Anzahl muss auf 1000 begrenzt werden, was den Grenzwert von 1.0 × 10⁴ (redirects) nicht überschreitet, die Konstruktions- und Einsatzanforderungen erfüllt und die Verifizierung bestanden hat.

7,Berechnen und vergleichen Sie, ob die Lebensdauer die des Wellengenerators übersteigt.

Die Gesamtlebensdauer (Lh) des Harmonic-Getriebes wird üblicherweise durch die Lebensdauer (Ln) der Wellengeneratorlager bestimmt. Ln wird im Allgemeinen unter Verwendung des allgemeinen Nennlebensdauerstandards L10 für Lager bestimmt (10,000 Stunden in diesem Beispiel). Das heißt:

8. Berechneter Wert = 10638≥10000h (L10-Lebensdauer), Verifizierung bestanden.

Nach den oben genannten sieben Verifizierungsschritten erfüllt das Modell FSG-25-100-I-E unter simulierten Anlagenbetriebsbedingungen die Betriebsbedingungen und Einsatzanforderungen der Anlage in Bezug auf Last, Drehzahl und Lebensdauer, und dieses Modell kann endgültig ausgewählt werden.

Was sind einige der Star-Produkte von HONPINE in der Kategorie Harmonic-Drive-Getriebe?

Harmonic-Drive-Getriebe mit Hohlwelle

Das große zentrale Durchgangslochdesign ermöglicht eine einfache Durchführung von Kabeln, Luftschläuchen, optischen Fasern oder mechanischen Wellen und vereinfacht die Verdrahtung. Geeignet für kollaborative Roboter, medizinische Operationsroboter und Drehtische der industriellen Automatisierung.

Ultradünnes Pancake-Harmonic-Drive-Getriebe

Das ultradünne Design trägt dazu bei, die dynamische Reaktionsgeschwindigkeit des gesamten Geräts zu verbessern. Es wird häufig in Robotergelenken, Gimbalsystemen und medizinischen Exoskeletten eingesetzt.

Becherförmiges Harmonic-Getriebe mit Kreuzschieber

Der Kreuzschiebermechanismus verbessert die Fähigkeit des Mechanismus, Laststöße zu absorbieren, und erhöht die Laufruhe der Übertragung. Er eignet sich für Anlagen mit hohen Stabilitätsanforderungen, wie z. B. präzise CNC-Werkzeugmaschinen.

Miniatur-Harmonic-Getriebe in Becherform

Es kann auf kleinem Raum eine stabile hohe Drehmomentabgabe liefern und eignet sich daher für mechanische Geräte mit begrenztem Platzangebot, wie z. B. Kanalroboter.