ちょっと、そこ！ハーモニックドライブのサプライヤーとして、私はこれらの革新的な機械の周りの話題を直接見たことがあります。今日、私はハーモニックドライブが従来のギアボックスに対してどのように積み重なっているかを分解するつもりです。これは、電力送信ソリューションの市場の誰にとっても非常に重要な比較ですので、すぐに飛び込みましょう。
基本：私たちは何について話しているのですか？
まず最初に、これらのそれぞれが何であるかを明確にしましょう。従来のギアボックスは、おそらく多くの産業セットアップで見たものです。彼らは、一連の歯を使って一連のギアを使用して、1つのシャフトから別のシャフトにパワーを伝達します。これらのギアは、ギア、ヘリカルギア、ベベルギア、名前が付いています。彼らは何年もの間存在してきましたが、エンジニアリングの世界で理解されています。
一方で、高調波ドライブもう少しモダンな驚異です。とも呼ばれますひずみ波ギア、彼らはまったく異なる原則に取り組んでいます。伝統的な意味で歯が整列する代わりに、高調波ドライブは、変形して動きを伝達する柔軟なスプラインを使用します。それはいくつかのユニークな利点を提供する本当に賢いデザインです。
サイズと重量
高調波ドライブと従来のギアボックスの最も明らかな違いの1つは、サイズと重量です。従来のギアボックスはかなりかさばることができます。これらのギアはすべて収まるためにスペースを必要とし、それらを保護するためのハウジングはさらに多くのかさを増します。これは、ロボット工学や航空宇宙のように、スペースがプレミアムにあるアプリケーションでは、本当の問題になる可能性があります。
一方、高調波ドライブは非常にコンパクトです。ユニークなデザインのため、はるかに小さなパッケージでハイギア比を達成できます。これにより、スペースを節約する必要があるアプリケーションに最適です。たとえば、小さなロボットアームでは、高調波ドライブは、あまりにも多くのスペースを費やすことなく、必要なトルクと速度の低下を提供できます。また、軽量であるため、システム全体にストレスが少なくなり、長持ちするコンポーネントにつながる可能性があります。
効率
これら2つのタイプの送電システムを比較する際の効率は、もう1つの重要な要素です。従来のギアボックスは、使用されるギアの種類とそれらがどれだけうまく維持されているかに応じて、さまざまな効率を持つことができます。しかし、一般的に、ギアの歯の間にはメッシュの間に多くの摩擦があり、エネルギー損失につながる可能性があります。これらの損失は、電力を浪費するだけでなく、熱を発生させます。これは、一部のアプリケーションでは問題になる可能性があります。
ただし、高調波ドライブは、高効率で知られています。柔軟なスプラインが変形して動きを伝達する方法により、従来のギアと比較して摩擦が少なくなります。これは、より多くの入力電力が出力に転送されることを意味します。これは、エネルギー - 意識的なアプリケーションに最適です。たとえば、バッテリーの駆動デバイスでは、ハーモニックドライブは、より少ないエネルギーを使用してバッテリーの寿命を延ばすのに役立ちます。
反発
バックラッシュは、ギアボックスのギア間の遊びの量または自由な動きです。従来のギアボックスでは、ある程度の反発は避けられません。これは、ギアの歯の間に詰まりを防ぐために小さなギャップが必要であるためです。このギャップは通常小さいですが、正確な位置決めが必要なアプリケーションで問題を引き起こす可能性があります。
ハーモニックドライブは、バックラッシュに関して大きな利点があります。彼らは近くにゼロバックラッシュを達成することができます。つまり、出力シャフトは入力シャフトに応じてほぼすぐに動きます。これにより、正確なポジショニングが重要なCNCマシンやロボットアームなどのアプリケーションに最適です。
トルクと負荷容量
トルクと荷重容量に関しては、従来のギアボックスは、長い間、重いデューティアプリケーションのために選択していました。彼らは大量のトルクを処理することができ、高負荷に耐えるように設計されています。従来のギアボックス内の複数のギアは、いくつかの歯に負荷を分配するため、損傷を防ぐのに役立ちます。
ハーモニックドライブは、同じ生のトルクを持っていない場合がありますが、いくつかの大規模な従来のギアボックスと同じように取り扱い機能があり、印象的なパフォーマンスを提供します。彼らは小さなパッケージで高いトルクを提供することができ、それらのユニークなデザインにより、彼らはあなたが予想するよりも衝撃負荷をよりよく処理することができます。多くの中程度のデューティアプリケーションでは、ハーモニックドライブは、従来のギアボックスに代わる優れた代替品になります。
料金
コストは、送電ソリューションを選択する際に常に考慮されます。適切に確立されたテクノロジーである従来のギアボックスは、一般的に前払いコストの面でより手頃な価格です。それらはミサであり、生産されており、多くのメーカーがあり、価格を引き下げます。
一方、高調波ドライブはより高価になる傾向があります。それらの背後にある技術はより複雑であり、製造プロセスがより関与しています。ただし、エネルギー効率、メンテナンスの低下、およびコンポーネント寿命の長い点で長期的な節約を考慮すると、コストの差は最初は見た目ほど重要ではないかもしれません。
メンテナンス
メンテナンスは、これら2種類のギアボックスが異なる別の領域です。従来のギアボックスには定期的なメンテナンスが必要です。摩擦と摩耗を減らすためにギアを潤滑する必要があり、オイルを定期的に変更する必要があります。ギアの歯の損傷のリスクもあり、高価な修理が必要になる場合があります。
一方、高調波ドライブは比較的低いメンテナンスです。可動部品が少なく、従来のギア歯がないため、摩耗や裂傷が少ないことを意味します。これにより、特にダウンタイムがコストがかかるアプリケーションでは、長期的には多くの時間とお金を節約できます。
結論
それで、あなたはそれを持っています！高調波ドライブと従来のギアボックスには、それぞれ独自の長所と短所があります。従来のギアボックスは、コストが主要な要因である重い義務アプリケーションのために、試行された - および - 真のオプションです。しかし、コンパクトで効率的で正確な送電ソリューションを探している場合、高調波ドライブは間違いなく検討する価値があります。
あなたが電力トランスミッションソリューションの市場にいて、ハーモニックドライブがあなたのためにどのように機能するかについてもっと知りたいなら、私はチャットしたいです。小規模なロボットプロジェクトであろうと大規模な産業用アプリケーションに取り組んでいるかどうかにかかわらず、お客様のニーズに合った適切な高調波ドライブを見つけることができます。手を差し伸べて、送電システムを改善する方法についての会話を始めましょう。
参照
- Dudley、Darle Wによる「ギアのデザインとアプリケーション」
- 「機械要素と機械の機械的設計：失敗 - 予防の視点」ロバート・C・ジュヴィナルとカート・M・マーシェク。