DePEEK cykloidreducerareär en cykloidal pinnhjulsreduceringsanordning med ett PEEK-kompositmaterial som kärnkomponent i transmissionen. Den kombinerar den höga bärförmågan hos cykloidal transmission med de lätta egenskaperna hos PEEK-materialet. Följande detaljer ges vad gäller strukturprincip, materialfördelar, prestandaparametrar och tillämpningsscenarier:
1. Strukturprincip
PEEK cykloidreducer använder en enstegs cykloidformad pinnhjulstransmissionsstruktur: bestående av en excentrisk ingångsaxel, två PEEK cykloidhjul med en fasskillnad på 180°, ett stålbultshus och en utgående mekanism. När ingångsaxeln roterar driver den excentriska hylsan cykloidhjulet för att utföra planetrörelse. Cykloidhjulets tandprofil griper in i bultens tänder på bultshuset och överför rörelse och kraft genom utgående axel. Kärninnovationen ligger i användningen av 40 % kolfiberförstärkt PEEK-formsprutning för cykloidhjulet och PEEK-metallkompositstrukturen för bultsbultens tapp, vilket uppnår lättvikt och självsmörjning av transmissionskomponenterna.
2. Materiella fördelar
Lättviktsdesign: Densiteten hos PEEK cykloidreducerare är endast 1,45 g/cm³, vilket minskar vikten med 50 %–60 % jämfört med cykloidhjul i stål och minskar den totala vikten med mer än 35 %, särskilt lämplig för robotfogar med känsliga belastningskrav.
Seghet: Ythårdheten hos PEEK-materialet når Rockwell-hårdheten R120, i kombination med kolfiberförstärkning är tandytans slitagehastighet endast 1/5 av stålets. Det kan fortfarande upprätthålla långvarig drift utan smörjning under höga temperaturer;
Temperaturanpassningsförmåga: PEEK cykloidreducerare kan arbeta stabilt inom ett brett temperaturområde på -50℃till 200℃, med en värmedeformationstemperatur på upp till 343℃, som uppfyller kraven i industriella miljöer med hög temperatur.
3. Kärnprestandaparametrar
Reduktionsförhållande: 8:1 till 100:1 (enstegs), stöder tvåstegs seriekoppling för att uppnå högre reduktionsförhållanden
Nominellt vridmoment: 10 till 200 N・m (motsvarande modeller BX-25 till BX-100)
Transmissionsnoggrannhet: Returavstånd≤3 bågminuter, överföringseffektivitet > 95 % (under nominella förhållanden)
Livslängdsindex: Utmattningstid under nominell belastning > 8000 timmar, slagbärande kapacitet är 3 gånger det nominella vridmomentet
4. Typiska tillämpningsscenarier
Humanoida robotleder: Kan anpassas till motorer på 50 W till 5 kW. Med den interna och externa axelkompositstrukturen kan den minska vikten med 33 %, vridmomentdensiteten ökar med 50 %, lämplig för komplexa rörelsescenarier som fingrar och knäleder som kräver både styrka och flexibilitet.
Hjälpkomponenter för industrirobotar: För lättbelastade handleder i industrirobotar eller ytterligare exekveringsmoduler som behöver frekvent start och stopp och flexibel vridning, kan användning av PEEK-cykloida reducerare minska vikten på icke-kärniga transmissionsdelar och minska underhållsstopp på grund av dess utmattningsbeständighet.
V. Tillämpning av material för nyckelkomponenter
Spiralformad konisk kugghjul: Den spiralformade koniska kugghjulet är den centrala transmissionskomponenten i PEEK:s spiralformade koniska kugghjul. Genom att använda PEEK eller kolfiberförstärkt PEEK för att tillverka den spiralformade koniska kugghjulet kan vikten minskas avsevärt samtidigt som transmissionens noggrannhet bibehålls. Enligt offentlig information har den lätta spiralformade koniska kugghjulet PEEK, som introducerats av Komei Innovation, en spiralformad konisk kugghjul som, genom materialinnovation, ökar slaghållfastheten hos reduceraren med 200 % vid en vikt på 1,62 kg, vilket uppfyller kraven på hög belastning hos humanoida robotar. Samtidigt bidrar PEEK:s utmattningsbeständighet till att förlänga den spiralformade koniska kugghjulets livslängd under högfrekventa och alternerande belastningsförhållanden.
Stifttänder: Stifttänderna har direkt kontakt med kuggytan på spiralhjulet och kräver god slitstyrka. Genom att använda PEEK-baserade stifttänder av kompositmaterial eller PEEK-belagda metalltänder kan man dra nytta av PEEK:s låga friktionskoefficient för att minska friktion och slitage på kuggytan, vilket möjligen minskar beroendet av smörjning eller möjliggör enklare smörjscheman. Dessutom kan dess elastiska egenskaper buffra ingreppets inverkan och minska driftsbuller.
Stöd- och tätningskomponenter: Gavelkåpan, stödringen och andra strukturella komponenter i reduceraren är tillverkade av PEEK-material, vilket kan minska vikten på icke-transmissionskärndelar och uppnå total lättvikt. PEEK-tillverkade tätningar kan, med sina fördelar med hög temperaturbeständighet och kemisk korrosionsbeständighet, förhindra läckage av smörjolja inuti reduceraren och motstå erosion i hårda yttre miljöer, lämpliga för undervattens-, högtemperatur- och andra speciella scenarier för robotapplikationer.
Fördelar jämfört med traditionella PEEK spiralformade koniska kugghjulsreducerare
Enastående lättviktsprestanda: PEEK-densiteten är cirka 1,32 g/cm³, vilket är mycket lägre än vanligt förekommande metallmaterial. Genom att använda PEEK för att tillverka vissa delar kan man avsevärt minska reducerns vikt, sänka belastningen på robotens leder, förbättra rörelseflexibiliteten och energianvändningen, vilket är av stor betydelse för humanoida robotar som strävar efter höga frihetsgrader och lång batteritid.
Optimerad bullerkontroll: På grund av PEEKs elasticitet och självsmörjande egenskaper kan PEEKs cykloidreducer effektivt buffra vibrationerna som genereras av ingreppet mellan spiralformade koniska kugghjul och pinnhjul, vilket minskar buller och underlättar användningen av robotar i scenarier som laboratorier och medicinska miljöer som är känsliga för buller.
Förbättrad miljöanpassningsförmåga: PEEK har utmärkt kemisk resistens och prestanda inom ett brett temperaturområde. I komplexa scenarier där traditionella metallreducerare är benägna att misslyckas på grund av höga temperaturer och kemisk korrosionsrisk, kan reducerare baserade på PEEK-komponenter fungera stabilt under en längre tid.
Huvudsakliga applikationsscenarier
Humanoida robotleder: Enstegsreduktionsförhållandet för PEEK spiralformade koniska kugghjulsreducerare kan nå 87, och tvåstegsreducerare kan till och med överstiga 3000. PEEK cykloidal reducerare har egenskaper för hög belastning och hög precision. Den lätta PEEK-versionen är lämplig för leder som midja och höfter, samt nedre extremiteter hos humanoida robotar som kräver både styrka och viktkänslighet. Enligt forskning från Guoxin Securities kan användning av motsvarande reducerare för nedre extremiteternas leder minska vikten med 18 % och förbättra kontrollnoggrannheten med cirka 3 gånger.
Specialrobotar: Vid användning i specialrobotar för exempelvis flyg- och rymdforskning och djuphavsforskning kan den lätta vikten minska transport- och energikostnader, och den utmärkta miljötoleransen kan säkerställa tillförlitlig drift av reduceraren under komplexa temperatur- och fuktighetsförhållanden och närvaron av kemiskt frätande ämnen.
