KIJKJEharmonische reductorenZijn innovatieve precisiereductieapparaten die polyetheretherketon (PEEK) composietmaterialen toepassen op de harmonische aandrijvingsstructuur, waardoor de hoge reductieverhouding van traditionele harmonische reductoren wordt gecombineerd met de lichtgewichtvoordelen van PEEK-materialen. Hieronder volgt een gedetailleerde introductie vanuit vier dimensies: structurele kenmerken, materiaalinnovatie, prestatieparameters en toepassingsgebieden:
I. Structurele kenmerken
KIJKJEHarmonische reductoren maken gebruik van de klassieke harmonische aandrijfstructuur van golfgenerator - flexibel tandwiel - star tandwiel. De kerninnovatie van harmonische reductoren ligt in het gebruik van 50% lange glasvezelversterkte PEEK voor het spuitgieten van het flexibele tandwiel uit één stuk, en de binnenring van het starre tandwiel is een PEEK-metalen inzetstukstructuur (stalen basis + PEEK-tandoppervlak). De buitenring van het lager van de golfgenerator is geïntegreerd met een zelf-smerende PEEK-kooi, waardoor de afhankelijkheid van vet in traditionele harmonische reductoren wordt geëlimineerd. De algehele structuur is ontworpen door middel van topologie-optimalisatie, waarbij de wanddiktetolerantie van het flexibele tandwiel binnen ±0,01 mm wordt gehouden om een consistente elastische vervorming tijdens het ingrijpen te garanderen.
II. Materiaalinnovatie
Doorbraak op het gebied van lichtgewicht: de dichtheid van het flexibele PEEK-tandwiel bedraagt slechts 1,5 g/cm³, waardoor het gewicht met 60% wordt verminderd ten opzichte van een flexibel tandwiel van staal en het traagheidsmoment met 45% wordt verlaagd. Hierdoor wordt de dynamische reactiesnelheid van robotgewrichten aanzienlijk verbeterd.
Vermoeidheidsbestendigheid: Door optimalisatie van de vezeloriëntatie bereikt de buigvermoeidheidslevensduur van het flexibele PEEK-tandwiel 10⁸ cycli (onder nominale belasting), wat neerkomt op 85% van het staalniveau.
Wrijvingsoptimalisatie: De wrijvingscoëfficiënt van het PEEK-tandoppervlak is zo laag als 0,05 (droge wrijvingsconditie) en in combinatie met de PTFE-coating op het stijve tandwieloppervlak zorgt dit voor een stille werking zonder olie (geluidsoverlast).≤55dB).
III. Kernprestatieparameters
Reductieverhoudingsbereik: 50:1 tot 320:1 (enkeltraps transmissie), ondersteunt serieschakeling in meerdere fasen om een ultrahoge reductieverhouding van 10.000:1 te bereiken
Nominaal koppel: 3 tot 50 N・m (overeenkomstige modellen HX-14 tot HX-50), het piekkoppel kan twee keer de nominale waarde bereiken
Nauwkeurigheidsindicatoren: Terugslag≤1 minuut, transmissiefout≤30 boogseconden, torsiestijfheid≥20 N・m/rad
Milieuvriendelijkheid: Bedrijfstemperatuur -40℃tot 180℃, compatibel met vacuümomgevingen (kan stabiel werken bij 10⁻⁶Goed)
IV. Typische toepassingsgebieden
Samenwerkende robots: polsgewrichten van eindeffectoren, zoals de zesde as van de UR5e-robot, die lichtgewicht en zeer nauwkeurig grijpen bereiken
Medische apparatuur: kleine bewegende gewrichten van chirurgische robotarmen (zoals de Da Vinci Xi), die aan aseptische omgevingen en lage elektromagnetische interferentie moeten voldoen
Lucht- en ruimtevaart: Mechanismen voor het regelen van de stand van satellieten, mechanische armen voor drones, gebruikmakend van de aanpasbaarheid in vacuüm en het lichte gewicht om de lanceerkosten te verlagen.
PEEK-harmonische reductoren: Het gebruik van koolstofvezelversterkte PEEK (CF/PEEK) voor de productie van harmonische reductoren kan de vervormingsspanning verminderen tot slechts 1/7 van die van staal, de dempingseigenschappen verbeteren en het risico op resonantie verminderen. Het aantal contacttanden tussen het flexibele tandwiel en de starre tandwieltanden kan met 47% worden verhoogd, waardoor de vermoeiingslevensduur aanzienlijk wordt verlengd. Het aantal cycli neemt toe van 29.000 voor metalen flexibele tandwielen tot 564.000.
PEEK harmonische reductoren: CF/PEEK biedt superieure prestaties
Naast voordelen zoals specifieke sterkte en slijtvastheid, vergeleken met op metaal gebaseerde korte cilindersPEEK harmonische reductorenPEEK harmonische reductoren gemaakt van CF/PEEK hebben de volgende eigenschappen:①lagere vervormingsspanning,②betere dempingseigenschappen, waardoor de kans op resonantie effectief wordt verminderd,③verhoogd aantal contact tanden en ingrijpingsgebied tussen het flexibele tandwiel en de starre tandwiel tanden, waardoor de draagkracht en slagvastheid van de PEEK harmonische reductor worden verbeterd,④superieure vermoeiingslevensduur, enz.
(1) Vergeleken met metalen harmonische reductoren met korte cilinders is de vervormingsspanning van PEEK-composietmaterialen onder dezelfde belasting slechts 1/7 van die van staal. Daarom kan bij een kleinere axiale afmeting een grotere tandwielmodule en radiale vervormingscoëfficiënt worden gekozen voor de ontwerpstructuur, wat meer ontwerpvrijheid biedt.
(2) De natuurlijke frequenties van de gehele PEEK-gebaseerde composietmateriaal harmonische reductiekast zijn 40-45% hoger dan die van metalen, wat aangeeft dat PEEK-gebaseerde composietmateriaal harmonische reductiekasten betere dempingseigenschappen hebben en de kans op resonantie effectief kunnen verminderen.
(3) Onder de nominale bedrijfsomstandigheden van een belasting van 20 N·m en een snelheid van 2000 rad/min neemt het aantal in elkaar grijpende tanden in de PEEK-composietmateriaal harmonische reductiekast toe tot 52 paren, een toename van 47% ten opzichte van metaal. De toename van het aantal contacttanden en het ingrijpingsoppervlak tussen het flexibele tandwiel en de starre tandwieltanden vergroot het ingrijpingsoppervlak van het tandwielpaar en verdeelt de contactdruk over meer tandoppervlakken, waardoor de draagkracht en slagvastheid van de PEEK-harmonische reductiekast worden verbeterd.
(4) Onder dezelfde structuur hebben CF/PEEK-harmonische reductoren met korte cilinders een betere vermoeiingslevensduur. Traditionele metalen harmonische reductoren hebben te maken met overmatige vervormingsspanning en de flexibele tandwielen lijden aan statische breuk bij een cyclus van 29.000. Het flexibele tandwiel, gemaakt van PEEK-composietmaterialen, zal naar verwachting een cyclus van 564.000 cyclussen en een vermoeiingslevensduur van 939,5 uur hebben.
