Беззубчатые шестерни развивают гораздо больший крутящий момент, чем обычные, вот почему. Циклоида...

Bambu Lab США: https://tidd.ly/46hpDEj Bambu Lab ЕС: https://tidd.ly/460tBRZ Это циклоидальный привод, один из самых мощных редукторов в мире. Тот, что вы видите на видео, — это упрощенный, очень скромный и небольшой циклоидальный привод, полностью напечатанный на 3D-принтере, но даже в таком виде этот чрезвычайно компактный блок имеет передаточное отношение 8:1. Оранжевый эксцентриковый вал — это наш вход, а синяя нагрузочная пластина — наш выход. Как вы видите, 8 оборотов входного вала дают нам 1 оборот выходного. Передаточное отношение 8:1. Даже планетарная зубчатая передача с трудом достигает такого передаточного отношения в таком малом пространстве. 8:1 на самом деле довольно консервативно по стандартам циклоидальных приводов, поскольку передаточные отношения от 30:1 до 100:1 или даже выше в некоторых случаях являются распространенными в циклоидальных приводах. Но прежде чем я покажу вам, на что способен циклоидальный привод и почему он является предпочтительным редуктором для самых мощных роботов, я хотел бы рассказать о своих успехах в мире 3D-печати. ​​Я начал заниматься 3D-печатью 6 месяцев назад со своего Bambulab H2D, на котором также были напечатаны все детали для сегодняшнего видео. Но циклоидальные приводы — это не только максимальное увеличение крутящего момента в минимальных размерах. Чтобы что-то стало «богом крутящего момента», оно должно быть способно не только увеличивать крутящий момент, но и выдерживать огромные входные крутящие моменты, и это еще одна область, где циклоидальные приводы заставляют обычные шестерни выглядеть смешно. Если вы понаблюдаете за зацеплением шестерен, вы заметите, что весь крутящий момент обычно передается всего через один или два зуба. Именно поэтому шестерни должны быть широкими, чтобы выдерживать значительный крутящий момент. Более широкие шестерни, конечно же, приводят к большему и более тяжелому редуктору. Но когда шестерни толстые, обычные зубчатые колеса легко разрушаются от ударных нагрузок или внезапного приложения большого крутящего момента. Хороший пример — форсированные двигатели с агрессивными кривыми крутящего момента: у двух двигателей может быть одинаковый пиковый крутящий момент и мощность, но тот, у которого кривая крутящего момента более агрессивно возрастает, выведет из строя трансмиссию, а другой — нет. Электродвигатели — это пример ударных нагрузок, поскольку они могут выдавать свой пиковый крутящий момент практически мгновенно. Двигатели обычного электромобиля легко разрушат трансмиссию столь же мощного автомобиля с двигателем внутреннего сгорания. Но они точно ничего не смогут сделать против циклоидальной передачи. На самом деле, многие циклоидальные передачи приводятся в действие очень мощными электродвигателями, и тем не менее они отработали тысячи часов без сбоев. И это потому, что там нет зубьев, которые могли бы сломаться, нет шестерен, которые могли бы выйти из строя. Но дело не только в отсутствии зубьев, а в том, что все лопасти всех циклоид находятся в постоянном вращательном контакте со всеми лопастями или роликами корпуса. Если у нас 2 циклоиды, это 16 точек качения. Штифты и циклоидальные шестерни снова просто контактируют качением, ломать нечего. Но циклоидальные приводы не только компактнее и прочнее обычных редукторов, они также точнее. Традиционным шестерням требуется относительно большой люфт, чтобы предотвратить заедание и обеспечить надлежащую смазку; именно этот люфт создает вращательный зазор на выходном и входном валах. И обычно он увеличивается с увеличением количества шестерен в трансмиссии. Но в циклоидальном приводе у нас постоянный контакт качения в очень большом количестве точек контакта, в результате чего циклоидальные приводы обычно имеют практически нулевой люфт, а это значит, что роботы, оснащенные ими, способны стабильно достигать невероятной точности. Даже небольшой 3D-печатный узел, как этот, без подшипников, имеет удивительно малый люфт. Итак, это лучший редуктор? Лучший редуктор? Конечно, нет, потому что ничего подобного не существует, впечатляющие достижения в одной области всегда оплачиваются компромиссом в другой. Да, циклоидальные приводы — боги крутящего момента… но они, безусловно, не боги скорости. Единственное, в чём они плохи, — это работа на высоких оборотах. Почему? Из-за балансировки. Если вы помните моё старое видео о рядных двухцилиндровых двигателях, вы, возможно, помните, что ни один из этих двигателей на самом деле не идеально сбалансирован. Если мы посмотрим на шестерни сбоку, мы увидим, что между шестернями есть смещение, а значит, и смещение между силами. Это создаёт качающуюся пару, которая пытается вращать шестерни вокруг центра. На низких оборотах силы этой качающейся пары абсолютно незначительны и несущественны, но с увеличением скорости они становятся всё более заметными, что приводит к вибрациям и экспоненциальному увеличению шума трансмиссии и износа. И вот, пожалуйста, огромное увеличение крутящего момента в минимальных размерах, вместе с устойчивостью к ...