SILIPmga maharmonya na reduceray mga innovative precision reduction device na nag-aaplay ng polyetheretherketone (PEEK) composite na materyales sa harmonic drive structure, na pinagsasama ang mataas na reduction ratio na katangian ng tradisyonal na harmonic reducer na may magaan na bentahe ng PEEK materials. Ang sumusunod ay isang detalyadong panimula mula sa apat na dimensyon: mga tampok na istruktura, pagbabago ng materyal, mga parameter ng pagganap, at mga larangan ng aplikasyon:
I. Mga Katangiang Pang-istruktura
SILIPAng mga harmonic reducer ay gumagamit ng klasikong harmonic drive structure ng wave generator - flexible gear - rigid gear. Ang harmonic reducers core innovation ay nakasalalay sa paggamit ng 50% long glass fiber reinforced PEEK para sa one-piece injection molding ng flexible gear, at ang panloob na gear ring ng matibay na gear ay isang PEEK-metal insert structure (base ng bakal + PEEK na ibabaw ng ngipin). Ang panlabas na singsing ng wave generator bearing ay isinama sa isang PEEK self-lubricating cage, na inaalis ang pag-asa sa grasa sa mga tradisyunal na harmonic reducer. Ang pangkalahatang istraktura ay idinisenyo sa pamamagitan ng topology optimization, na may wall thickness tolerance ng flexible gear na kinokontrol sa loob ng ±0.01mm upang matiyak ang pare-parehong elastic deformation sa panahon ng meshing.
II. Materyal na Innovation
Lightweight breakthrough: Ang density ng PEEK flexible gear ay 1.5g/cm³ lang, na nagpapababa ng timbang ng 60% kumpara sa isang steel flexible gear at nagpapababa ng moment of inertia ng 45%, na makabuluhang nagpapahusay sa dynamic na bilis ng pagtugon ng mga robot joints.
Fatigue resistance: Sa pamamagitan ng fiber orientation optimization, ang bending fatigue life ng PEEK flexible gear ay umabot sa 10⁸ cycle (sa ilalim ng rated load), na umaabot sa 85% ng steel level.
Pag-optimize ng friction: Ang friction coefficient ng PEEK tooth surface ay kasing baba ng 0.05 (dry friction condition), at kapag pinagsama sa PTFE coating sa rigid gear na ibabaw ng ngipin, pinapagana nito ang tahimik na operasyon nang walang langis (ingay≤55dB).
III. Mga Pangunahing Parameter ng Pagganap
Reduction ratio range: 50:1 hanggang 320:1 (single-stage transmission), na sumusuporta sa multi-stage series na koneksyon para makamit ang ultra-high reduction ratio na 10,000:1
Na-rate na torque: 3 hanggang 50 N・m (mga kaukulang modelong HX-14 hanggang HX-50), ang peak torque ay maaaring umabot ng dalawang beses sa na-rate na halaga
Mga tagapagpahiwatig ng katumpakan: Backlash≤1 minuto, error sa paghahatid≤30 arc segundo, torsional stiffness≥20 N・m/rad
Kakayahang umangkop sa kapaligiran: Operating temperature -40℃hanggang 180℃, tugma sa mga vacuum na kapaligiran (maaaring gumana nang matatag sa 10⁻⁶ayun)
IV. Karaniwang Mga Patlang ng Application
Mga collaborative na robot: Mga dugtong ng pulso ng mga end effector, gaya ng ikaanim na axis ng UR5e robot, na nakakakuha ng magaan at high-precision na paghawak
Kagamitang medikal: Maliliit na motion joints ng surgical robot arms (gaya ng Da Vinci Xi), na nangangailangan ng pagsunod sa mga aseptic na kapaligiran at mababang electromagnetic interference
Aerospace: Satellite attitude control mechanism, drone mechanical arms, na ginagamit ang vacuum adaptability nito at magaan na katangian para mabawasan ang mga gastos sa paglulunsad.
PEEK harmonic reducer: Ang paggamit ng carbon fiber reinforced PEEK (CF/PEEK) sa paggawa ng mga harmonic reducer ay maaaring mabawasan ang deformation stress sa 1/7 lang ng steel, mapahusay ang mga katangian ng damping, at mabawasan ang panganib ng resonance. Ang bilang ng mga contact teeth sa pagitan ng flexible gear at rigid gear teeth ay maaaring tumaas ng 47%, na makabuluhang nagpapahaba ng fatigue life, kasama ang cycle count na tumataas mula 29,000 beses para sa metal flexible gears hanggang 564,000 times.
PEEK harmonic reducer: Nag-aalok ang CF/PEEK ng mahusay na pagganap
Bilang karagdagan sa mga pakinabang tulad ng tiyak na lakas at paglaban sa pagsusuot, kumpara sa short-cylinder na nakabatay sa metalPEEK harmonic reducer, ang PEEK harmonic reducer na ginawa mula sa CF/PEEK ay may mga sumusunod na tampok:①mas mababang deformation stress,②mas mahusay na mga katangian ng pamamasa, epektibong binabawasan ang posibilidad ng resonance,③nadagdagan ang bilang ng contact teeth at meshing area sa pagitan ng flexible gear at rigid gear teeth, na nagpapahusay sa load-bearing at impact resistance ng PEEK harmonic reducer,④higit na nakakapagod na buhay, atbp.
(1) Kung ikukumpara sa metal-based short-cylinder harmonic reducer, sa ilalim ng parehong load, ang deformation stress ng PEEK-based composite materials ay 1/7 lamang ng steel. Samakatuwid, sa isang mas maliit na dimensyon ng ehe, isang mas malaking module ng gear at radial deformation coefficient ay maaaring mapili para sa istraktura ng disenyo, na nagbibigay ng higit na kalayaan sa disenyo.
(2) Ang mga natural na frequency ng buong PEEK-based composite material harmonic reducer ay 40-45% na mas mataas kaysa sa mga metal-based, na nagpapahiwatig na ang PEEK-based na composite material PEEK harmonic reducer ay may mas mahusay na mga katangian ng damping at maaaring epektibong mabawasan ang posibilidad ng resonance.
(3) Sa ilalim ng na-rate na mga kondisyon sa pagpapatakbo ng load na 20 N·m at bilis na 2000 rad/min, ang bilang ng mga meshing na ngipin sa PEEK composite material harmonic reducer ay tumataas, na umaabot sa 52 pares, isang 47% na pagtaas sa metal. Ang pagtaas sa bilang ng contact teeth at meshing area sa pagitan ng flexible gear at rigid gear teeth ay nagpapalaki sa meshing area ng gear pair, at ang contact pressure ay ipinamamahagi sa mas maraming gear na ibabaw ng ngipin, na nagpapahusay sa load-bearing at impact resistance ng PEEK harmonic reducer.
(4) Sa ilalim ng parehong istraktura, ang mga short-cylinder harmonic reducer ng CF/PEEK ay may mas magandang buhay ng pagkapagod. Ang mga tradisyunal na metal harmonic reducer ay may labis na deformation stress, at ang mga flexible gear na ngipin ay dumaranas ng static failure kapag ang bilang ng cycle ay umabot sa 29,000 beses. Ang flexible gear na gawa sa PEEK composite material ay inaasahang magkakaroon ng cycle count na 564,000 beses at fatigue life na 939.5 na oras.
