Qu'est-ce qu'un entraînement harmonique à double couronne dentée ?

Les entraînements harmoniques classiques comportent deux types de flexsplines : le type coupe et le type chapeau. En plus de la partie dentée droite, la bride intérieure du type coupe et la bride extérieure du type chapeau sont utilisées pour entraîner la rotation de sortie. Le terme "double couronne dentée" fait référence à la présence de deux couronnes dentées. La première couronne dentée, le flexspline et le générateur d'ondes fonctionnent de manière similaire à un entraînement harmonique standard : la couronne dentée a deux dents de plus que le flexspline, ce qui entraîne une rotation inverse du flexspline de deux dents par révolution du générateur d'ondes. La différence clé réside dans le flexspline de l'entraînement harmonique à double couronne dentée, qui est une structure cylindrique droite sans bride pour entraîner la sortie. Ainsi, une deuxième couronne dentée est introduite. Cette deuxième couronne dentée a le même nombre de dents que le flexspline, ce qui signifie qu'elle tourne exactement du même angle que le flexspline.

Contexte de développement de l'entraînement harmonique à double couronne dentée

Pour répondre aux limitations de la plage de rapport de transmission et aux coûts élevés associés aux entraînements harmoniques traditionnels, et pour répondre aux exigences techniques des articulations robotiques pour une "miniaturisation, une conception légère, une réponse rapide et une haute précision," des percées technologiques ont été nécessaires grâce à une refonte du schéma de transmission et à une amélioration des performances des composants clés. Dans l'entraînement harmonique à double couronne dentée, le flexspline de type anneau offre une excellente capacité de charge et une structure simple. Sous l'action du générateur d'ondes, il ne subit aucune déformation axiale, et la conception du profil de dent ne doit pas prendre en compte les problèmes d'interférence causés par le gauchissement axial.

Caractéristiques de l'entraînement harmonique à double couronne dentée

Léger, compact, couple élevé, meilleur rapport poids/couple

L'entraînement harmonique à double couronne dentée a une structure plus compacte, permettant une taille plus réduite par rapport aux entraînements harmoniques traditionnels. Le diamètre extérieur maximal peut être réduit de 17 %, le poids jusqu'à 24 % et l'inertie du réducteur jusqu'à 42 %. Cela réduit le couple nécessaire pour l'accélération et la décélération, diminuant la consommation énergétique globale du robot jusqu'à 29 %. L'entraînement harmonique à double couronne dentée est plus adapté que les versions à simple couronne dentée pour les applications à charge de couple élevé, comme les équipements d'automatisation industrielle.

Réponse en couple plus rapide que les entraînements harmoniques traditionnels

Dans d'autres entraînements harmoniques, le couple est transmis à travers les dents du flexspline vers la bride de connexion (type coupe ou chapeau), avec une section cylindrique entre les engrenages et la bride. Cela provoque une légère torsion dans le flexspline. La conception cylindrique droite améliore considérablement ce point, éliminant la transmission flexible intermédiaire pour une réponse plus rapide et une rigidité accrue.

Rigidité et durée de vie supérieures aux autres entraînements harmoniques

L'entraînement harmonique à double couronne dentée offre une meilleure rigidité que les entraînements harmoniques traditionnels, principalement grâce au remplacement des billes dans le générateur d'ondes par des rouleaux et à la ligne de contact plus longue permise par le flexspline cylindrique droit. Dans les entraînements harmoniques à simple couronne dentée, le flexspline de type coupe ou chapeau a une courbure à 90° entre la surface de la couronne dentée et la bride, qui est le point le plus faible. Cette zone a une faible résistance aux chocs et est sujette à une déformation par torsion sous un couple élevé soudain. La conception à double couronne dentée remplace la bride du flexspline par une couronne dentée dynamique, transformant le flexspline en une structure cylindrique droite. Cela élimine la courbure à 90°, améliorant considérablement la résistance aux chocs et prolongeant la durée de vie.

Installation plus facile

Le flexspline de l'entraînement harmonique à double couronne dentée a un jeu ajustable avec les deux couronnes dentées, facilitant l'assemblage.

Comment HONPINE surmonte les défis de production des entraînements harmoniques à double couronne dentée

L'entraînement harmonique à double couronne dentéea deux couronnes dentées et deux ensembles de dents en prise, chacun nécessitant des considérations de précision et d'efficacité, rendant l'usinage plus difficile. En raison du flexspline cylindrique droit, une attention particulière doit être portée aux tolérances dimensionnelles de l'ellipse. HONPINE adopte une conception intégrée de la bague intérieure du roulement et de la couronne dentée, réduisant le nombre de pièces, minimisant la taille et l'inertie, raccourcissant le temps d'assemblage et améliorant la coaxialité. Le système de chaîne d'approvisionnement bien établi de HONPINE joue également un rôle crucial dans ce processus.

Les erreurs d'usinage et les écarts d'assemblage dans les composants de l'entraînement harmonique à double couronne dentée sont les principaux facteurs introduisant des variations périodiques de rigidité. Si le flexspline ou la couronne dentée présente une excentricité d'installation pendant l'usinage, les engrenages présenteront une erreur de pas cumulative. Lorsque de tels engrenages s'engrènent intérieurement, la rigidité torsionnelle de l'entraînement harmonique à double couronne dentée fluctuera périodiquement, bien qu'à une fréquence relativement basse. Basée sur la théorie de conception des profils de dent, HONPINE a innové en développant le profil de dent "P". La dent de type P a une faible hauteur de dent, une largeur de dent importante et une grande courbure de racine, avec une déformation radiale minimale. Cela réduit la contrainte alternée pendant la déformation du flexspline, diminuant le risque de fracture de racine et améliorant ainsi la durée de vie en fatigue du flexspline. Cependant, la dent de type P a une profondeur d'engrènement plus petite, ce qui entraîne moins de dents en prise pendant la transmission par rapport aux dents de type S, réduisant légèrement la rigidité et la capacité de charge.

Pourquoi choisir les entraînements harmoniques à double couronne dentée HONPINE ?

HONPINE est une entreprise axée sur la croissance, les retours clients et l'investissement en R&D. Depuis 2018, HONPINE investit dans le développement des entraînements harmoniques à double couronne dentée, brisant le monopole de Harmonic Drive Systems du Japon dans ce domaine et devenant l'une des premières entreprises en Chine à consacrer des efforts à cette technologie.

Tout en mettant l'accent sur la R&D, nous accordons une importance égale à la garantie de la qualité des produits. Chaque entraînement harmonique subit des tests rigoureux avant de quitter l'usine, y compris des tests de vibration torsionnelle et des tests de flambage torsionnel. Grâce à des tests fonctionnels multidimensionnels, nous assurons la qualité des produits tout en approfondissant notre compréhension des forces et des faiblesses de nos entraînements harmoniques à double couronne dentée, affinant continuellement notre orientation en R&D.

Actuellement, les entraînements harmoniques à double couronne dentée HONPINE ont été validés sur le marché, principalement pour les équipements d'automatisation industrielle. Ils ont été testés et utilisés par plusieurs clients, recevant des retours très positifs.