Cercetări privind roţile dinţate cu transmitere variabilă a mişcării

Abstract

Angrenajele cu transmitere variabilă a mişcării, o categorie specială a transmisiilor cu roţi dinţate, de formă necirculară, continuă să reprezinte o provocare pentru oamenii de ştiinţă, datorită capacităţii acestora de a produce mişcări complexe, cu viteză variabilă, într-un mod simplu, compact şi sigur [22]. În trecut, roţile dinţate cu transmitere variabilă a mişcării reprezentau o curiozitate în industria angrenajelor, cu aplicabilitate limitată, în principal datorită geometriei complexe şi a dificultăţilor de manufacturare [69], [58]. În prezent, datorită facilităţilor oferite de softurile de modelare şi simulare virtuală, cât şi a performanţelor maşinilor cu control numeric, proiectarea şi prelucrarea roţilor dinţate necirculare au devenit mai fezabile [37], [120], [127]; domeniul de aplicare a acestora este în continuă expansiune [119], vizând posibile substituiri ale camelor, mecanismelor cu articulaţii, mecansimelor cruce de malta [44], curelelor dinţate cu transmitere variabilă a mişcării şi chiar ale servomotoarelor electrice [121]. Cel mai des întâlnite aplicaţii ale roţilor dinţate necirculare sunt cele care necesită fie transformarea unei viteze de intrare constantă într-o viteză de ieşire variabilă, fie asigurarea unor segmente de viteză constantă pe parcursul unei rotaţii. De asemenea, sunt întâlnite situaţii în care este necesară alternarea mişcărilor de rotaţie şi translaţie sau alternarea mişcării cu repaosul. În mod uzual, generarea legilor de mișcare variabilă se bazează pe mecanisme cu came, lanțuri și pinioane sau pe mecanisme cu articulații, ignorându-se beneficiile introduse de utilizarea roţilor dinţate necirculare, cum ar fi: -lipsa separărilor grosolane sau a decuplărilor între elemente; - în comparație cu camele, sistemele cu roți dințate necesită mai puține piese în faza de proiectare și pot produce rapoare forță-greutate mai mari; - eliminarea limitelor mecanismelor cu articulații, care pot produce doar mișcări plane sau sferice și sunt ineficiente din punct de vedere al spațiului de care au nevoie.