Сопряжения в редукторе

[vsmetal 7]

Приветствую всех. В рамках изучения TF решил сделать модель волнового редуктора с промежуточными телами качения. Общий смысл его работы: имеется внешний корпус с внутренней стенкой специального профиля со впадинами. В него соосно вставляется эксцентрик-волногенератор. Между внутренним профилем корпуса и эксцентриком также соосно вращается обойма-сепаратор с выходным валом. В сепаратор вставляются ролики (шарики), числом на единицу больше впадин в профиле корпуса. Их количество (роликов) определяет передаточный коэффициент редуктора. При вращении входного вала эксцентрик последовательно загоняет ролики в пазы корпуса, те тянут за собой обойму сепаратора с выходным валом. По итогу тела качения (ролики/шарики) вращаются вокруг общей оси со скоростью выходного вала и при этом совершают радиальные перемещения в соответствии с профилем в корпусе редуктора.

 

Создал сборку с фрагментами "корпус", "эксцентрик" (с подшипником), "сепаратор" и "ролик". Первые три элемента имеют сопряжения "соосность" (для вращения) и "совпадения" (для фиксации в едином пакете). Эксцентрик и сепаратор связаны между собой сопряжением "колеса", с передаточным числом i. На уровне сборки создан 3d-путь по формуле, повторяющий внутренний профиль в корпусе - "путь_1". Со сдвигом внутрь на радиус ролика создал "путь_2" - траекторию движения роликов при вращении. В первичной прорези сепаратора создал короткий отрезок пути, который будет фиксировать радиальное движение ролика (вынес его на уровень сборки). У ролика есть узел на оси вращения и одной из плоских граней - для привязки его к путям перемещения.

 

Архивчик с моделями прилагаю. Первоначально в сборке еще был коннектор, через которые фрагментам передавались значения для параметризации, но в процессе бития головой об стену они потерлись, сейчас собрано все на сопряжениях. Проблема в следующем: не могу привязать узел ролика сопряжением "совпадение" к пути, по которому он должен огибать профиль корпуса ("путь_2"). Сопряжение вроде создается, но ролик к нему не перемещается. При запуске команды "Перемещение" он реагирует только на привязку к пути из фрагмента "сепаратор", определяющему его радиальное движение. Причем один раз у меня получилось привязать его полностью, всё работало, но потом попытался таким образом вставить второй ролик, связь не образовалась, начал экспериментировать, удалил оба, после этого привязать не удавалось ни один. Классическая ситуация - ЧЯДНТ.

 

Попутно вопрос: правильно ли я понимаю, что сопряжения с параметризацией не очень дружат? В смысле, что при изменении количества тел качения придется вручную менять их сопряжения? И с учетом того, как агитируют в TF за использование ЛСК: возможно ли подобные связи реализовать с их помощью? Понятно, что при реально разработке подобного механизма нужды в полной анимации его работы с сохранением при этом параметризации не возникнет скорее всего. Но тут во-первых идет процесс освоения (тяжкий после Солида), а во-вторых хочется посмотреть - реально ли он готов в реале просчитывать такую кучу сопряжений? Неплохо зная солид, примерно представляю себе, что скорее всего на пятом где-то ролике он начнет клинить, а на десятом - окончательно встанет колом на моем компе. Да и построить там подобный параметрический профиль - тот еще секс.

 

Наверное, анимацию можно через модуль "Динамика" организовать, но тут, пофторюсь, больше спортивный интерес и изучение матчасти.

Да, при изучении сопряжений столкнулся с кучей ограничений. К примеру, цилиндрическую поверхность ролика так и не смог касанием прислонить ни к подшипнику эксцентрика, ни у внутреннему профилю корпуса.

Возможно, я вообще фигней занимаюсь, и вопрос решается совсем по другому и гораздо проще?

 

ВПТК1.zip

[vsmetal 7]

40 минут назад, Maik812 сказал:

а на хера мне надо это ВАШ РЕДУКТОР..  ВЫ МНЕ ЧТО ПЛАТИТЕ ДЕНЕГ ? Мне доказвать не нужно.

Вы просто щас типа доказываете что Солит имеет меньше функционала в анимации чем Т-Флекс ? Ну расскажите это на форме Солида.  Как насчет гибких деталей? Как насяет кучи сопряжений и расчета динамических сил в Моушене ?

А я где-то писал, что надо заколотить парадный вход и ходить через черный TF круче SW в плане функционала анимации?

Я имел в виду функционал TF по построению сложных конструкций прежде всего. В том числе с возможностью всё это подвигать. В том числе сделать визуализацию этого движения.

А самое главное - всё это отлично перестраивается изменением двух переменных: диаметре эксцентрика и количества шариков/роликов (ну и их диаметра еще). Причем перестраивается мгновенно и корректно. А вместе с перестроением сборки перестраивается и анимация всего этого добра.

 

Поэтому еще раз предлагаю, чтобы не выглядеть балаболкиным, запилить что-нибудь подобное в Солиде. Готов в соответствующем разделе сформулировать ТЗ под это дело. Давай, подхвати знамя соцсоревнования! :)

[Maik812 324]

02.02.2025 в 14:31, vsmetal сказал:

По итогу чего могу сказать: TF конечно крут. Реально крут. В солиде в принципе можно что-то подобное изобразить, но это будут натурально шаманские пляски с бубном. Чувствую себя примерно так же, как лет 7 назад, когда после ковыряния в арткаме и скетчапе начинал солид осваивать. Разница в возможностях - примерно аналогичная. :)

Писал вот ..

54 минуты назад, vsmetal сказал:

А я где-то писал, что надо заколотить парадный вход и ходить через черный TF круче SW в плане функционала анимации?

 

[vsmetal 7]

45 минут назад, Maik812 сказал:

Писал вот ..

"Изобразить" в данном случае использовано как раз в смысле "смоделировать". Хотя анимации это тоже касается.

 

Ну так что, давай, не будь балаболкиным, покажи нам всю мощь солида!

 

 

 

Нашел тут еще ролик, дядька модель редуктора похожего волнового типа строит в Компасе.

https://rutube.ru/video/a62e16a19ebca11db13db8aeb098c2a0/?t=688&r=plwd

На самом интересном месте сделал метку. Что тут сказать: смотрел и плакал. Какая там параметризация, там при каждом изменении какого-либо параметра приходится генерить новый набор точек отрезка параметрической дуги, грузить этот массив в Компас, обводить точки сплайном, полученную дугу связывать с центром в секторный контур, выдавливать его, потом размножать по кругу и объединять в единое тело.

Раньше, имея в солиде творческий кризис, посматривал в сторону Компаса. Но не представлял, что там такой лютый треш творится.

Edited February 4 by vsmetal

[vasillevich68 709]

03.02.2025 в 21:35, vsmetal сказал:

Пробовал запускать эксцентрик (входной вал) в обратную сторону - идет пересечение тел

Для начала, справедливости ради, надо сказать, что обсуждаемый тут редуктор скорее циклоидный а не волновой, в волновом имеется гибкое колесо.

Что же касаемо обсуждаемого редуктора, собирается на одном сопряжении и крутится в обе стороны

[vsmetal 7]

5 минут назад, vasillevich68 сказал:

Для начала, справедливости ради, надо сказать, что обсуждаемый тут редуктор скорее циклоидный а не волновой, в волновом имеется гибкое колесо.

Что же касаемо обсуждаемого редуктора, собирается на одном сопряжении и крутится в обе стороны

Из того материала, что я прочел по данному вопросу, показанный вами редуктор как раз и называют циклоидным. В модели правда не хватает выходного вала с кулачками, которые катаются по трем отверстиям, конвертируя работу полученного кривошипа во вращательное движение.

И все они: с гибким колесом, с змеевидной пружиной, циклоидный, с промежуточными телами - все относятся к типу волновых. По причине того, что в основе работы их всех лежит эксцентрик, который является генератором волн.

[vasillevich68 709]

5 минут назад, vsmetal сказал:

все относятся к типу волновых.

[vsmetal 7]

15 минут назад, vasillevich68 сказал:

 

Вот, если необрезанный текст дать:

-

Цитата

Циклоидные общепромышленные редукторы Nidec Shimpo – альтернатива общепромышленным волновым редукторам

В предыдущих разделах данной статьи речь шла о высокоточных редукторах, где требуются минимальные люфты, область применения которых – станки и автоматы. Однако, на рынке есть потребность и в общепромышленных волновых редукторах, как соосном редукторе, который бы обладал компактностью при высоком передаточном отношении, был не дорог и надежен.

Возвращаясь к теме надежности мы снова просим Вас обратить внимание на циклоидные редукторы, в силу их стойкости к ударным перегрузкам, гораздо более высокой, чем у волновых редукторов. При этом, циклоидные редукторы и мотор-редукторы имеют схожие с волновыми массо-габаритные показатели. Кроме прочего, циклоидные редукторы и мотор-редукторы существуют и в двухступенчатом исполнении, что многократно повышает общее передаточное отношение. 

Циклоидные редукторы имеют значительно более широкие диапазоны по всем показателям, по сравнению с волновыми редукторами.
Внешне циклоидные редукторы весьма схожи с волновыми редукторами, и даже принцип действия отчасти схож с волновым:

со ссылкой на оригинал
https://www.drivemeh.ru/blog/volnovoj-reduktor/?ysclid=m6qvjbnv9c311926621

то там можно, во-первых, на картинке увидеть, что речь действительно идет именно о циклоидном редукторе, где нагрузка снимается при помощи окатывания штифтами дополнительных окон со вставленными туда подшипниками.

А во-вторых, это все-таки рекламный текст, с технической точки зрения довольно сомнительный. Взять хотя бы фразу "Циклоидные редукторы имеют значительно более широкие диапазоны по всем показателям, по сравнению с волновыми редукторами.". ХЗ, сомнительное утверждение. И самоуверенное.

 

 

 

Я в работе ориентировался вот на этот список статей:

https://boosty.to/trashrobotics/posts/f48923ed-1161-4e8e-a77d-0075f3ff8782?share=post_link

за что автору этой подборки (а именно его работы сподвигли меня тоже заняться этой темой) огромное человеческое спасибо.

Там есть статья "Волновые и винтовые механизмы и передачи", в которой как раз все перечисленные мной выше подтипы относятся к волновым.

И уж простите, мнение доцентов с кандидатами Томского универа для меня более авторитетно, чем писанина какого-то манагера по продажам в какой-то конторе. :)

Edited February 4 by vsmetal

[vasillevich68 709]

8 минут назад, vsmetal сказал:

ХЗ, сомнительное утверждение.

В первом преобразование происходит только за счет перекатывания колеса по телам, а во втором идет волнообразное деформирование гибкого колеса

что случается с проволочкой, если её долго сгибать?

[vsmetal 7]

24 минуты назад, vasillevich68 сказал:

что случается с проволочкой, если её долго сгибать?

Ничего, если расчетные деформации не превышены :)

миллионы пружинок сжимаются, сгибаются и скручиваются годами, иногда десятками лет, некоторые непрерывно.

Перекатывание тел вращения (подшипников) - тоже процесс не бесконечный.

[vsmetal 7]

49 минут назад, vasillevich68 сказал:

а во втором идет волнообразное деформирование гибкого колеса

Но волнообразным он назван (как и его сородичи) не поэтому. А по принципу генерации вращающейся волны входным валом с эксцентриком. Эксцентрик - ключевой элемент всего этого семейства. Опять же, соглашаюсь с мнением, высказанным доцентами с кандидатами :)

[BSV1 1,795]

17 часов назад, vsmetal сказал:

... по принципу генерации вращающейся волны входным валом с эксцентриком.

 

   

[ANT0N1DZE 190]

20 часов назад, vasillevich68 сказал:

что случается с проволочкой, если её долго сгибать?

Только есть нюанс. Когда хотят порвать проволочку, то её изгибают с существенными пластическими деформациями, а волновое колесо деформируется упруго. В качестве примера: рессоры, прочие пружины и почти все остальные детали машин работающие в упругой зоне. 

 

Хотя это уже написали чуть выше, не заметил. 

Edited February 5 by ANT0N1DZE

[vasillevich68 709]

2 часа назад, ANT0N1DZE сказал:

рессоры, прочие пружины

Человека знакомого с техникой заочно, видно издалека

 

 

и даже зуб шестерни, ломается не обязательно из-за перегруза, может по причине циклической упругой деформации

[1752 1]

10 часов назад, vasillevich68 сказал:

Человека знакомого с техникой заочно, видно издалека

с рессорами и пружинами подвески - точно мимо, прочие пружины часторассчитываются по самому краю.

[ANT0N1DZE 190]

17 часов назад, vasillevich68 сказал:

Человека знакомого с техникой заочно, видно издалека

Да людям всякое может померещиться, ничего страшного, пройдет.  

Ну и что толку от этих картинок? Эти детали возможно не один десяток лет отходили, а может и брак, по картинкам этого не сказать. А так-то вообще любая техника ломается, вечного ничего нет. 

[vsmetal 7]

8 часов назад, ANT0N1DZE сказал:

Ну и что толку от этих картинок? Эти детали возможно не один десяток лет отходили, а может и брак, по картинкам этого не сказать. А так-то вообще любая техника ломается, вечного ничего нет. 

Он просто забыл приложить фотки подшипников, разбитых в хлам. Бывает.

[Shura762 33]

05.02.2025 в 22:06, vasillevich68 сказал:

Человека знакомого с техникой заочно, видно издалека

[vasillevich68 709]

@Shura762  это намек на высокую стойкость пружины? Вот так удивил 

Про материаловеденье что-нибудь слышал? Коррозионная стойкость, малость иная характеристика, не допускаешь?

[vsmetal 7]

Решил более-менее рабочий вариант выложить. Причесал немного параметризацию - добавил переменную rotation: если 1, то выходной вал (эксцентрик) вращается в ту же сторону, что и выходной (сепаратор), если -1, то в обратную. Соответственно меняется и количество волн (на одну меньше или на одну больше от коэффициента передачи/количества шариков).

Переменные phase_in и phase_out в формулах (выложил отдельно в файлик) нужны только для анимации - определяют фазовый сдвиг входного и выходного валов.

Анимация задается по переменной phase_out от 0 до 360 градусов (полный оборот). Соответственно, входной вал крутится в ratio раз быстрее в ту или иную сторону.

 

По поводу разницы в направлении вращения пока уверенности нет, на анимации все красиво, а как оно будет в реальности - покажет только воплощение в металле (или пластике). Если до этого когда-нибудь руки дойдут.

 

В общем, если кому интересно будет - дерзайте, с точки зрения математики модель вполне рабочая. Самое главное - профиль жесткого колеса (корпуса) считается согласно теории, с достаточной точностью, что позволит избежать лишних люфтов и заклиниваний. Ну а дорабатывать сепаратор (он же выходной вал) - придется уже самостоятельно, там будут различия в зависимости от исполнения: на фрезере одним методом, на 3d-принтере другим.

 

PS модельки изначально делалась под ролики, как более стойкий к нагрузкам вариант, Переделать ее под шарики, думаю, особого труда не составит. Хотя смысла особого не вижу.

 

И да, TF 17-й версии, по идее, работать должно даже в учебной/пробной версии. Разве что без анимации, наверное.

 

ВПТК 1.zip

@Maik812 И да, все еще жду разгромного поста с прикрепленной солидовской сборкой, доказывающей неоспоримое преимущество SW над мерзопакостным TF :)

Edited February 12 by vsmetal

[Maik812 324]

5 часов назад, vsmetal сказал:

И да, все еще жду разгромного поста с прикрепленной солидовской сборкой, доказывающей

ждите...если буду делать редуктор покажу пока не нужно. а вы не понимаете что в пакете СВ моушен делается расчеты и кинематика а не в сборке сопряжением. смысл говорить о чем то не вижу.

    https://rutube.ru/video/b7ef84852d6d02f203ae7dbee09fa356/?r=plemwd

Edited February 12 by Maik812