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Harmonic Drive Sistems
Engranajes Planetario
Andres Camilo
Cristhian FabbiaCarlos Alberto
Jorge van Salam
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Que es!
• Harmonic Drive es un engranaje de onda ce"a #ue"uede mejorar ciertas caracter$sticas en com"araci%n
con los tradicionales sistemas de engranaje&Harmonic Drive es una marca registrada "or laem"resa Harmonic Drive&
• El tren de ondas ce"a 'ue inventado en ()*+ "or C&,& -usser& .as ventajas incluyen/ sin holgura0com"acidad y ligereza0 altas relaciones deengranajes0 relaciones recon1gurables dentro de unacarcasa est2ndar0 buena resoluci%n y una e3celentere"etibilidad 4re"resentaci%n lineal5 cuando elre"osicionamiento de cargas de inercia0 una altaca"acidad de "ar motor0 y ejes de entrada y de salidacoa3ial& 6elaciones de reducci%n de engranajes dealta son "osibles en un volumen "e#ue7o 4una"ro"orci%n de 89/ ( hasta 8:9/ ( es "osible en elmismo es"acio en el #ue los engranajes "lanetariosnormalmente s%lo "roducen una "ro"orci%n de (9/ (5&
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-ec2nica
• .a teor$a de onda engranaje ce"a se basa en ladin2mica el2sticas y utiliza la ;e3ibilidad demetal& El mecanismo tiene tres com"onentesb2sicos/ un generador de onda 4C50 una tira;e3ible 4<50 y una tira circular 4A5& .as versionesm2s com"lejos tienen un cuarto com"onenteusado normalmente "ara acortar la longitud
total o "ara aumentar la reducci%n deengranajes dentro de un di2metro m2s "e#ue7o0"ero todav$a siguen los mismos "rinci"iosb2sicos&
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Calculo de la relaci%n de redu
• Para un mecanismo de engranaje de la onda derelaci%n de reducci%n de engranajes "uede calculdel n=mero de dientes de cada engranaje/
•
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Por ejem"lo si hay :9: dientes en la tira circular y :99 dietira ;e3ible la relaci%n de reducci%n seria /
As$ la tira ;e3ible gira a (?(99 de la velocidad del generaden la direcci%n o"uesta 0 esto "ermite di'erentes relacionreducci%n #ue se establezcan sin cambiar la 'orma del me
Nota :La gama de posibles relaciones de transmisión está
los límites de tamaño de los dientes para una confguraci
•
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@6AS-SBES @PB HA6-B
D6E• Son am"liamente usadas en a"licaciones industriales0 tales como/
industria aeroes"acial0 e#ui"os mdicos o grandes im"rentas0 deb"recisi%n en su "osicionamiento0 ca"acidad de transmisi%n de "arvolumen0 holguras des"reciables0 versatilidad y alta e1ciencia&
• El mecanismo Harmonic Drive 4HD50 es un sistema de transmisi%n
ca"az de desarrollar elevadas relaciones de transmisi%n0 a"ortanduna elevada e3actitud en su "osicionamiento0 con una relaci%n "ebaja& El HD esta com"uesto "or tres elementos distintos y con 'unde1nidas0 como lo son el ,ave enerator 4,50 el Fle3S"line 4FS5 S"line 4CS5&
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CB-PBE@ES DE. HA6-BC
.a con1guraci%n b2sicconsiste en la 1jaci%nCircular S"line0 #ue "rotaci%n de alta veloc,ave enerator0 y un
velocidad en el Fle3 Sgeneral0 usando di'ercombinaciones de rotlos tres com"onente0 lograr numerosas relatransmisi%n y tor#ue&
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E66B6 CE-A@CB DE. HA6-D6E
• En a"licaciones #ue re#uieren de alta "recisi%n en l
"osici%n0 el error cinem2tico del HD e3"ones los "udbiles de transmisi%n ideal& Este error de "osici%n calcula restando la rotaci%n de salida del HD de la rentrada dividida "or la relaci%n de transmisi%n ideagenera resonancias en el sistema0 y de"ende b2sicala 'ricci%n0 la ;e3ibilidad y los desajustes de montaj
distintos elementos del HD
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PA6A-E@6BS DE. HD
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E6AAJES P.AE@A6BS
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E6AAJES P.AE@A6BEs un sistema de engranajes #ue consistente en um2s engranajes e3ternos #ue rotan sobre un engr
central& .os engranajes sobre un brazo o "ortasatelites #ue a su vez se aco"lan a un encentral& .os sistemas de engranajes "lanetarios incortambin el uso de un engranaje e3terno o coronaengrana con los satelites&
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PA6@ES
.os tres com"onentes b2sicos de un engranaje e"icicl
• Planeta/ El engranaje central&
• Portasatelites/ Sujeta uno o m2s engranajes satelitetama7o0 engranados con el sol&
• Corona/ n anillo e3terno con dientes en su cara intengrana con el o los "lanetas&
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En cual#uier sistema de engranaje "lanetario0 uno decom"onentes b2sicos "ermanece estacionario0 uno restantes es la entrada0 "ro"orcionando "otencia al
el =ltimo com"onente es la salida0 recibiendo la "osistema& .a relaci%n de la rotaci%n de entrada con lade"ende del n=mero de dientes de cada rueda com"onente "ermanezca estacionario&
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Ventajas de un tren EpicicloI Son com"actos
I .os "lanetarios siem"re van engranados con
com"letamente0 eliminando la "osibilidad de #ue se da7os en los dientes debido a cho#ues en las manengrane&
I Son 'uertes y robustos0 "udiendo so"ortar cargamayores en com"araci%n con otras combinacengranajes de transmisiones manuales&
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Tipos engranajes Epicicloid
Pr2cticamente las mayor$as de las cajas autom2ticas dos sistemas de engranajes e"icicloidales& Estos son/
• Sistema Sim"son
• Sistema 6avigneau3&
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Sistema Simpson
Consisten en dos trenes de "lanetarios #ue com"arte"lanetarios y un 2rbol de salida& Esta integraci%n de lo"lanetarios comunes o'rece una clasi1caci%n adicionaconjunto denomin2ndolo tambin "lanetario com"ues
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Sistema RavigneauxSu caracter$stica es "oseer tres conjuntos de satlitescada conjunto de satlites esta com"uesto "or un "i7otro largo y dos engranajes "lanetarios inde"endienteengranan con los satlites doble del "ortasatlites&
relación de transmisión
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relación de transmisiónengranajes planetario
Por conveniencia0 vamos a llamar 60S y Pdientes de los engranajes&
R: =mero de dientes en la corona&S: =mero de dientes en el "laneta 4eng
P: =mero de dientes en los engranajes
.a "rimera condici%n "ara #ue un engran'uncione es #ue todos los dientes tenganm%dulo0 o el mismo "aso circular& Esto asdientes encajan&
.a segunda condici%n es/
R = 2 × P + S
Es decir0 el n=mero de dientes de la coron=mero de dientes en el engranaje centrel n=mero de dientes en los engranajes s
En los engranajes #ue vemos a la iz#uier
K : L ) M (:
• Btro uso es el di'erencial de los autom%viles& Cuand
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Btro uso es el di'erencial de los autom%viles& Cuand"or una carretera recta0 las dos ruedas del eje se "ero al tomar una curva0 la rueda #ue #ueda mcentro debe recorrer mayor distancia #ue la otra& Pambas giren a la misma velocidad se utiliza un di'e
un tren e"icicloidal con la corona y el "orta satlit"ermite #ue las ruedas giren a distinta velocidad&audi#u
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AP.CACBES
na de las a"licaciones de estemecanismo es actuar como reductoren los modernos cambios demarcha& El motor transmite su'uerza al engranaje central0 y lacorona m%vil gira con un sistema de
bomba de aceite gobernadaelectr%nicamente0 consiguindoseas$ un cambio de marchas continuo0conseguir detener com"letamente elveh$culo o hacer #ue vaya marchaatr2s0 basta con controlar la
velocidad de la corona&
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ideo
• htt"s/??NNN&youtube&com?Natch!vK-,QNHr,cj:O
• htt"s/??NNN&youtube&com?Natch!vKP+,eiv3+9
•htt"s/??NNN&youtube&com?Natch!vKR"HQnF@s
6EFE6ECAS
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6EFE6ECAS• -user0 C&,&0 Strain ,ave earing& nited States Patent0 o :0)9T0(
• @uttle0 @&D&0 Xnderstanding and modeling the behavior o' a Harmo @ransmissionY0 -@ @echnical 6e"ort (8*0 -@ Arti1cial intellingence
• Harmonic Drive @echnologies& ebtesco nc&0 Peabody0 -A0 EA
•htt"/??NNN&harmonicdrive&com?"roducts?inde3&htm VUW Harmonic Drmotion control& HD systems nc& Hau""age0 & htt"/??NNN&hdsi&net
• horbel0 F&0 andhi0 P&0 Al"eter0 F&0 XBn the Oinematic error in harm @ransactions o' AS-E0 Journal o' -echanical Design0 (:80 )9)+ 4:9
• htt"/??NNN&seas&es?blog?disenomecanico?elengranajee"icicloidal
• -user0 C&,&0 Strain ,ave earing& nited States Patent0 o :0)9T0(
• @uttle0 @&D&0 Xnderstanding and modeling the behavior o' a Harmo
@ransmissionY0 -@ @echnical 6e"ort (8*0 -@ Arti1cial intellingence
• Harmonic Drive @echnologies& ebtesco nc&0 Peabody0 -A0 EA
• htt"/??NNN&harmonicdrive&com?"roducts?inde3&htm VUW Harmonic Drmotion control& HD systems nc& Hau""age0 & htt"/??NNN&hdsi&net
• horbel0 F&0 andhi0 P&0 Al"eter0 F&0 XBn the Oinematic error in harm @ransactions o' AS-E0 Journal o' -echanical Design0 (:80 )9)+ 4:9