Jede Maschine, die eine Bewegung erzeugt, braucht einen Mechanismus, um diese Bewegung zu nutzen, das Zykloidgetriebe.
Ein Automotor zum Beispiel schafft eine sehr hohe Anzahl von Umdrehungen, etwa 6.000 oder 7.000 Umdrehungen pro Minute. Das wäre für die Räder nicht zu bewältigen, die sich niemals mit einer solchen Geschwindigkeit drehen könnten.
Deshalb gibt es Getriebe, die die Rotationsgeschwindigkeit reduzieren und sie für die Räder nutzbar machen, damit sie nicht zerfallen (denn das würde passieren, wenn wir sie direkt an den Motor anschließen würden, der sie 7.000-mal pro Minute dreht).
Planetengetriebe sind besondere Komponenten für die Übertragung von Bewegung und Leistung, die aus einer Reihe von Zahnrädern bestehen. Ihr Zweck ist es, das Drehmoment in elektromechanischen Systemen zu erhöhen und dabei die Drehgeschwindigkeit zu verringern.
Im Durchschnitt fragen sich die Menschen nicht, wie die Geschwindigkeit einer Bewegung in ein Drehmoment umgewandelt wird, das die Arbeit verrichten kann, die Maschinen für uns erledigen.
Getriebe tragen zu unserem Wohlstand bei, und wenn wir sie nicht hätten, würden wir mechanisch Hunderte von Jahren in die Zeit der ersten industriellen Revolutionen zurückfallen, als die Menschen nicht wussten, wie man Geschwindigkeit in Drehmoment umwandelt und deshalb reiten oder laufen mussten.
Wenn die Geschwindigkeit reduziert wird, vervielfacht das Untersetzungsgetriebe das Drehmoment, d.h. die Leistung, nach dem gleichen Prinzip, bei dem der erste Gang im Vergleich zum fünften Gang eine geringere Geschwindigkeit, aber ein höheres Drehmoment aufweist.
Um die Funktionsweise des Getriebes zu verstehen, müssen Sie tiefer einsteigen und verstehen, was es ist und wie es die Produktion eines Unternehmens steigern kann.
Was ist ein Zykloidalgetriebe?
Der Begriff Zykloide sowie seine adjektivische Form „Zykloide“ leiten sich von dem Wort Hypozykloide ab, das eine Kurve (rot in der Abbildung unten) beschreibt, die von einem festen Punkt „X“ auf einem Umfang mit kleinerem Durchmesser „d“ gezeichnet wird und ohne Kriechen auf einem Umfang mit größerem Durchmesser „D“ oder auf einer geraden Linie im Konzept des ins Unendliche gebrachten Durchmessers abrollt. Genau wie die Begriffe Stirnrad-, Zylinder- und Kegelradgetriebe beschreibt die Zykloide einfach den Funktionsmechanismus der internen Elemente des Untersetzungsgetriebes
Wie ein Zykloidalgetriebe funktioniert
Um zu verstehen, wie diese Getriebe funktionieren, ist es wichtig zu wissen, wie man das Untersetzungsverhältnis eines Zykloidgetriebes berechnet. Beginnen wir mit dem Konzept eines Planetenuntersetzungsgetriebes mit einem Planetenrad (P), das mit Hilfe eines Exzenterelements auf ein innenverzahntes festes Rad (S) einwirkt. Das feste Zahnrad hat ein oder zwei „Zähne“ mehr als die Zykloidenscheibe
In der folgenden Gleichung bezeichnet P die Anzahl der Zähne des Planetenrads, S die des festen Rades, ω2 die Winkelgeschwindigkeit des Planetenrads um seine Achse. Die Beziehung zwischen den Geschwindigkeiten ω2 und ω1 wird wie folgt dargestellt:
Wenn SP = 1 ist, beträgt das Verhältnis zwischen den Geschwindigkeiten:
Wenn SP = 2 ist, wird das Verhältnis zwischen den Geschwindigkeiten:
Wenn sich also die Motorwelle mit der Winkelgeschwindigkeit ω1 dreht, dreht sich das Planetengetriebe mit der Winkelgeschwindigkeit:
Dabei gibt P die Anzahl der Zähne des Planetengetriebes an und das Symbol bedeutet, dass sich das Getriebe entgegengesetzt zur Kurbelwelle dreht (exzentrisch).
Die Drehung eines Planetengetriebes um seine eigene Achse wird bei Zykloidgetrieben durch eine konstante Beschleunigung verursacht, die von den Abtriebszapfen (und den dazugehörigen Rollen) erzeugt wird, wie in der Abbildung oben dargestellt. Bei diesem Mechanismus sind die Stifte der Abtriebswelle gleichmäßig verteilt und auf einem Kreis angeordnet, der konzentrisch zur Achse des festen Getriebes ist. Die Stifte übertragen die Drehung des Planetengetriebes, indem sie intern um den Umfang der Löcher jedes Zykloidenrads rollen. Der Durchmesser der Löcher abzüglich des Durchmessers der Zapfen der Abtriebswelle ist gleich dem doppelten Wert der Exzentrizität der Kurbelwelle.
Der nächste Schritt
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