Redutores de Velocidade

Transcrição

1 PMR560 Robótica Redutores de Velocidade Eduardo L. L. Cabral

2 Objetivos Redutores de velocidade. Características. Problemas pricipais: Tamaho; Rigidez; Folga. Tipos de redutores utilizados a robótica: Plaetário; Harmôico; Cicloidal.

3 Características desejadas Alta rigidez; Alto torque; Alta relação de redução; Compacto (pequeo volume); Baixo peso e baixa iércia; Precisão (sem folga, baixo erro a relação de trasmissão); Qualidade de movimeto (baixa flutuação de velocidade); Baixo custo; Alta eficiêcia (redimeto).

4 Pricipais problemas Tamaho: Redutores comus com alta relação de redução grades, pesados e alta iércia; Cofigurações especiais redutores plaetário e harmôico são bem compactos. Folga: Causadas por erro a distâcia etre cetros e desgaste dos detes; Podem ser elimiadas com: Correção de detes dimiuir distâcia etre cetros (ão é uma solução defiitiva); Egreages bipartidas e com molas rigidez depede da mola. Dete com rasgo dimiui rigidez. Redutor de egreagem comum ão utilizado a robótica devido à preseça de folga e serem poucos compactos.

5 5 Elimiação de folga Egreagem bipartida com molas

6 6 Redutor plaetário Reduções de até : em um úico estágio. Três graus de liberdade: Três eixos dispoíveis; Várias possibilidades para eixos de etrada e saída. Pode fucioar como diferecial.

7 7 Redutor plaetário Compoetes: Egreagem sol; Egreagem plaeta; Egreagem itera (ael extero); Braço. Vista frotal

8 8 Redutor plaetário Relação de trasmissão: sol; plaeta; egreagem itera (ael extero); braço. Rotação do elemeto em relação ao braço,,, 0 Rotação do braço Rotação do elemeto

9 9 Redutor plaetário Rotações absolutas dos elemetos: + + +,,, Relações de egreameto:,,,,,,,,,

10 0 Redutor plaetário Equações do redutor plaetário: +,..,, Têm-se: equações; 5 rotações; úmero de detes. Dadas duas rotações obtém-se as outras três. Dadas três rotações calculam-se as egreages.

11 Redutor plaetário Forma mais usual de plaetário: Egreagem itera fixa: 0; Ael extero Plaeta Egreagem sol eixo de etrada; Braço eixo de saída; Relação de redução? Sol Eixo de etrada Braço Eixo de saída Rotação do plaeta? Número de detes das egreages?

12 Relação de redução: Número de detes: como,. 0, > i + i i D D D + + Redutor plaet Redutor plaetário rio

13 Redutor plaetário Exemplo: Rotação do sol (etrada): 600rpm; Rotação do braço (saída): 00 rpm; i Adotado 0: ( i ) 0( )

14 Redutor plaetário Redutor plaetário de duplo estágio composto: Altíssima relação de redução; Duas cofigurações possíveis; Teoricamete pode-se obter relação de redução ifiita se os dois estágios tiverem as mesmas dimesões; () () () () Etrada () () Saída

15 5 Redutor harmôico Altíssimas reduções acima de 0:. Redutor mais compacto que existe. Pode ser visto como sedo um plaetário sem o sol o plaeta cresceu tato que fez o sol desaparecer. Três graus de liberdade: Três eixos dispoíveis; Várias possibilidades para eixos de etrada e saída. Pode fucioar como diferecial.

16 6 Redutor harmôico Partes pricipais: Gerador de oda: came a forma elíptica; Splie flexível: egreagem fia com detes exteros motada sobre o gerador de oda (aço mola); Splie circular: compoete sólido com detes iteros.

17 7 Redutor harmôico Pricípio de fucioameto: Egreameto ocorre ao logo do eixo maior da elipse; Cada volta do gerador de oda move a splie flexível algus detes difereça de detes etre a splie flexivel e a fixa.

18 8 Redutor harmôico Simulação:

19 9 Redutor harmôico Vatages: Exatidão e repetibilidade boas: Exatidão ordem de miutos de arco; Repetibilidade ordem de segudos de arco. Alta capacidade de torque e boa rigidez torcioal semelhate a redutores com o dobro do tamaho. Baixíssima iércia. Folga-zero em razão da pré-carga o egreameto. Altas reduções de 0: até 0: em um úico estágio. Altas eficiêcias em toro de 85%. Desgaste míimo em razão das velocidades de escorregameto do egreameto serem próximas de zero.

20 0 Redutor harmôico Relação de trasmissão i R i R + i R + R i relação de trasmissão rotação de etrada/rotação de saída R r r f r úmero de detes da splie circular f úmero de detes da splie flexível

21 Redutor harmôico Esquema de motagem Eixo de etrada e saída com apoio duplo précarregado a saída; Lubrificaçao e vedação presetes.

22 Redutor cicloidal Altíssimas reduções acima de 0:. Redutor compacto. Caro devido ao processo de fabricação das egreages. Pricípio de fucioameto do plaetário. Três graus de liberdade: Três eixos dispoíveis; Várias possibilidades para eixos de etrada e saída. Pode fucioar como diferecial.

23 Redutor cicloidal Utiliza egreages com perfis cicloidais: Egreagem comum dete com perfil de evolvete; Egreagem cicloidal dete com perfil epitrocoidal (hipocicloide e epicicloide).

24 Redutor cicloidal Vatages: Alta exatidão e repetibilidade: Exatidão ordem de miutos de arco. Alta capacidade de torque e boa rigidez torcioal: Vários detes em cotato simultaeamete. Folga-zero. Baixa iércia para acioameto. Altas reduções: 0: até 70: em dois estágios. Desgaste míimo: Cotatos de rolameto. Compacto.

25 5 Redutor cicloidal Exemplo de um redutor cicloidal com cofiguração de um plaetário de dois estágios compostos.

26 6 Redutor cicloidal Partes pricipais: Eixo de alta velocidade com excêtrico; Egreages cicloidais (); Roletes; Eixo de baixa velocidade; Carcaça. () () Rolametos Rotor excêtrico Egreagem Epitrocoidal () () () Etrada () Saída

27 7 Exemplos ) Cálculo de um redutor plaetário. ) Cálculo de um redutor harmôico.