Roue cycloïdale
Pièces & Ensembles RV

Les pièces de roue cycloïdale sont les composants de précision qui forment le cœur d’un réducteur de vitesse cycloïdal — un type de boîte de vitesses planétaire où le planet (disque cycloïdal) possède un profil hypocycloïde et roule à l’intérieur d’un anneau de broches plutôt que d’engrenages. Les composants principaux sont : disque(s) cycloïdal(aux) — le planet excentrique, un ou deux par étape ; logement de broche (anneau extérieur) — logement cylindrique avec des trous de précision pour maintenir les broches extérieures ; Bride de sortie de la broche — prélève le mouvement de sortie à partir des trous du disque cycloïdal ; roulement excentrique — crée l’orbite excentrique du disque.

Les réducteurs cycloïdaux présentent plusieurs avantages : Taux de réduction élevé en une seule étape (10:1 à 200:1) comparé à 3:1–10:1 pour une étape planétaire unique. Densité de couple élevée — tous les lobes sont en contact simultanément (50–70% de lobes engagés), contre 2–3 dents pour une planète. Jeu nul atteignable — le profil cycloïdal est un ajustement conjugué avec les broches, donc il n’y a pas de jeu d’engrenage au sens traditionnel. Haute tolérance aux charges d’impact — utilisé dans les articulations de robots qui subissent des charges d’impact. Ces avantages font des transmissions cycloïdales la norme dans les poignées de robots collaboratifs, les réducteurs RV pour robots industriels, et les transmissions pour véhicules autonomes.

La précision du profil du disque cycloïdal est la tolérance de fabrication la plus critique : ±0,005 mm pour les réducteurs cycloïdaux industriels standard. ±0,003 mm pour les réducteurs RV d’articulation de robot et les servomoteurs de précision. ±0,002 mm ou mieux pour les transmissions harmoniques de la plus haute précision concurrente en termes de profil. La précision du profil est mesurée point par point avec une CMM à des incréments angulaires de 1° et rapportée sous forme d’une carte de déviation radiale. HXC fournit ce rapport avec chaque commande de disque cycloïdal.

GCr15 (acier à roulement 52100): la norme pour les disques cycloïdaux haute performance — trempés en profondeur à HRC 58–62, excellente stabilité dimensionnelle, Ra 0,2 µm atteignable après superfinition. 20CrMnTi carburé à HRC 58–62 : utilisé dans les réducteurs RV où un noyau résistant est nécessaire sous charges d’impact. Acier à roulement SUJ2: Acier à roulement conforme à la norme japonaise équivalent à GCr15, utilisé dans les réducteurs RV de robot. 42CrMo4: pour les engrenages cycloïdaux industriels lourds plus grands où GCr15 est impraticable dans de grandes sections. Ne jamais utiliser d'acier non trempé pour les disques cycloïdaux de production — les flancs des lobes s'useront rapidement sous les fortes contraintes de contact.

L'excentricité est la décalage entre le centre du disque cycloïdal et son axe de rotation — qui est égal à l'excentricité du roulement excentrique. L'excentricité (e) est un paramètre de conception fondamental : trop grande → stress de contact plus élevé sur chaque broche ; trop petite → difficulté à fabriquer le profil cycloïdal. L'excentricité typique pour les réducteurs d'articulation de robot RV : 1–3 mm. L'excentricité, le nombre de lobes, le nombre de broches (= nombre de lobes + 1), et le rayon du cercle de broche définissent ensemble la géométrie complète du réducteur cycloïdal. Les ingénieurs HXC peuvent calculer l'excentricité à partir de votre rapport de réduction et des exigences de taille de l'enveloppe.

Oui — HXC fournit disques cycloïdaux assortis + logement de broche + ensembles de bride de broche de sortie mesurés ensemble pour confirmer le bon jeu entre la broche et le lobe ainsi que le jeu entre la broche de sortie et le trou du disque. Tous les trois composants sont produits dans la même usine lors de séries de production coordonnées, garantissant que les jeux d'assemblage sont conformes aux spécifications de conception. Les ensembles sont emballés ensemble avec un seul rapport d'inspection. Cela est particulièrement important pour les applications d'articulation de robot où un jeu incorrect peut causer du jeu ou un blocage.

Les profils cycloïdaux sont générés par usinage CNC 5 axes à partir des équations de profil mathématiques (hypocycloïde modifiée par la courbe de rayon de broche équidistante), suivies de meulage de profil pour éliminer la déformation due au traitement thermique et atteindre la tolérance finale. Le programme CNC est généré directement à partir des équations de géométrie cycloïdale — le profil n'est pas tracé manuellement mais calculé. Après la trempe, le profil est usiné sur un rectifieuse de profil CNC utilisant une petite roue de meulage (typiquement Ø5–10 mm) capable de suivre les courbes convexes / concaves serrées du profil de lobes cycloïdaux.

Étages cycloïdaux à disque simple: un disque cycloïdal par étage, plus simple et plus léger, mais produit une force d'entrée et une ondulation de couple intrinsèques déséquilibrées. Utilisé dans les réducteurs à faible coût. Étages à double disque (décalage de 180°): deux disques cycloïdaux déphasés de 180° sur le même arbre excentrique, annulant la force déséquilibrée d'entrée et réduisant de moitié l'ondulation de couple. Standard pour les réducteurs RV pour articulations de robot et les entraînements servo de précision. Les machines HXC peuvent avoir des configurations à disque simple ou double — pour les applications d'articulations de robot, spécifiez toujours le double disque.

La clearance entre le lobes du disque cycloïdal et les broches du logement détermine le jeu du réducteur. Pour les conceptions sans jeu : le disque cycloïdal est conçu avec un pas légèrement plus petit que celui du cercle de broche (ajustement à jeu négatif) — le disque est préchargé contre les broches. Cela nécessite un ajustement très précis entre le profil du disque et le logement des broches, c'est pourquoi les ensembles assortis sont importants. Réducteurs industriels standard : 5–15 µm de clearance de broche. Réducteurs RV pour articulations de robot : 0–5 µm (presque zéro ou préchargé). Les machines HXC mesurent la clearance de broche dans chaque ensemble assorti et la reportent sur le certificat d'inspection.

Prototype de disque cycloïdal simple (usiné en 5 axes, non trempé) : 7–10 jours. Disque trempé, usiné en profil : 12–18 jours. Ensemble assorti (disque + logement + bride) : 14–20 jours. Ensemble d'étage à double disque : 16–22 jours. Production urgente disponible pour les disques simples — contactez-nous avec votre calendrier.