स्ट्रेन वेव गियरिंग: Difference between revisions

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{{Short description|Mechanical transmission system with flexing}}
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[[File:Harmonic Drive AG strain wave gear set.jpg|thumb|हार्मोनिक ड्राइव एसई स्ट्रेन वेव गियर सेट जिसमें वेव जेनरेटर बेयरिंग (टॉप लेफ्ट), फ्लेक्सस्पलाइन कप (टॉप राइट) और सर्कुलर स्पलाइन रिंग (बॉटम) शामिल हैं।]]स्ट्रेन वेव [[गियर]]िंग (हार्मोनिक गियरिंग के रूप में भी जाना जाता है) एक प्रकार का यांत्रिक गियर सिस्टम है जो बाहरी दांतों के साथ एक लचीली पट्टी का उपयोग करता है, जो एक बाहरी पट्टी के गियर # बाहरी बनाम आंतरिक गियर दांतों के साथ संलग्न करने के लिए घूर्णन एलीपसे प्लग द्वारा विकृत होता है।
[[File:Harmonic Drive AG strain wave gear set.jpg|thumb|सुसंगत प्रणोद SE तनाव तरंग गियर सम्मुच्चय जिसमें तरंग जनित्र बेयरिंग (शीर्ष बाएं), लचीलीपट्टी कप (शीर्ष दाएँ) और वृत्तीय पट्टी रिंग (बॉटम) सम्मिलित हैं।]]तनाव तरंग गियरिंग (सुसंगत गियरिंग के रूप में भी जाना जाता है) एक प्रकार की यांत्रिक गियर प्रणाली है जो बाहरी दांतों के साथ एक लचीली पट्टी का उपयोग करता है, जो एक बाहरी पट्टी के गियर दांतों के साथ संलग्न करने के लिए घूर्णन दीर्घवृत्ताकार अवरोधक द्वारा विकृत होता है।


जर्मन कंपनी हार्मोनिक ड्राइव एसई ने उत्पाद नाम या पंजीकृत ट्रेडमार्क हार्मोनिक ड्राइव के तहत पहली श्रृंखला-निर्मित गियर का निर्माण किया।
जर्मन कंपनी हार्मोनिक प्रणोद SE ने उत्पाद नाम या पंजीकृत ट्रेडमार्क सुसंगत अंतर्नोद के तहत पहली श्रृंखला-निर्मित गियर का निर्माण किया।


स्ट्रेन वेव गियरिंग के पारंपरिक गियरिंग सिस्टम जैसे [[पेचदार गियर]] या ग्रहीय गियर पर कुछ फायदे हैं, जिनमें शामिल हैं:
तनाव तरंग गियरिंग के पारंपरिक गियरिंग प्रणाली जैसे [[पेचदार गियर|कुंडलित गियर]] या अस्थिर गियर पर कुछ लाभ हैं, जिनमें निम्न सम्मिलित हैं:


* नो बैकलैश (इंजीनियरिंग),
* कोई पिच्छद नहीं (अभियान्त्रिकी),
* कॉम्पैक्टनेस और हल्के वजन,
* सघनता और हल्का वजन,
* उच्च गियर अनुपात,
* उच्च गियर अनुपात,
* एक मानक आवास के भीतर पुन: संयोजन योग्य अनुपात,
* एक मानक आवास के भीतर पुन: संयोजन योग्य अनुपात,
* अच्छा संकल्प और उत्कृष्ट दोहराव (रैखिक प्रतिनिधित्व) जब जड़त्वीय भार को पुनर्स्थापित करते हैं,<ref name="Sourcebook">{{cite book|last1=Chironis|first1=Nicholas|title=Mechanisms and Mechanical Devices Sourcebook|last2=Sclater|first2=Neil|year=2007|isbn=978-0-07-146761-2}}</ref>
* जब जड़त्वीय भार को पुनर्स्थापित करते हैं तब अच्छा विश्लेषण और उत्कृष्ट दोहराव (रैखिक प्रतिनिधित्व),<ref name="Sourcebook">{{cite book|last1=Chironis|first1=Nicholas|title=Mechanisms and Mechanical Devices Sourcebook|last2=Sclater|first2=Neil|year=2007|isbn=978-0-07-146761-2}}</ref>
* उच्च टोक़ क्षमता,
* उच्च आघूर्ण बल क्षमता,
* समाक्षीय इनपुट और आउटपुट शाफ्ट।<ref name="lauletta">{{cite magazine|last=Lauletta|first=Anthony|date=April 2006|title=The Basics of Harmonic Drive Gearing|url=http://www.gearproductnews.com/issues/0406/gpn.pdf|archive-url=https://web.archive.org/web/20160303211059/http://www.gearproductnews.com/issues/0406/gpn.pdf|url-status=dead|archive-date=2016-03-03|pages=32–36|magazine=Gear Product News}}
* समाक्षीय निविष्ट और निष्पाद अरालदंड।<ref name="lauletta">{{cite magazine|last=Lauletta|first=Anthony|date=April 2006|title=The Basics of Harmonic Drive Gearing|url=http://www.gearproductnews.com/issues/0406/gpn.pdf|archive-url=https://web.archive.org/web/20160303211059/http://www.gearproductnews.com/issues/0406/gpn.pdf|url-status=dead|archive-date=2016-03-03|pages=32–36|magazine=Gear Product News}}
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एक छोटी मात्रा में उच्च गियर कटौती अनुपात संभव है (30: 1 से 320: 1 का अनुपात उसी स्थान पर संभव है जिसमें [[एपिकाइक्लिक गियरिंग]] आमतौर पर केवल 10: 1 अनुपात का उत्पादन करती है)।
एक छोटी मात्रा में उच्च गियर कटौती अनुपात संभव है (30: 1 से 320: 1 का अनुपात उसी स्थान पर संभव है जिसमें [[एपिकाइक्लिक गियरिंग|अधिचक्रिक गियर]] सामान्यतः केवल 10: 1 अनुपात का उत्पादन करती है)।


नुकसान में कम टॉर्क वाले क्षेत्र में 'विंड-अप' (एक मरोड़ वाली स्प्रिंग रेट) की प्रवृत्ति शामिल है।
नुकसान में कम आघूर्ण बल वाले क्षेत्र में 'समाप्त करने' (एक मरोड़ वाली लचक दर) की प्रवृत्ति सम्मिलित है।


[[रोबोटिक]]्स में आमतौर पर स्ट्रेन वेव गियरिंग का उपयोग किया जाता है<ref>{{cite journal|journal=Robotica|volume=27|issue=2|pages=291–302|year=2009|first1=Z|last1=Li|first2=WW|last2=Melek|first3=C|last3=Clark|url=http://digitalcommons.calpoly.edu/csse_fac/59/ |doi=10.1017/S0263574708004712|title=Decentralized robust control of robot manipulators with harmonic drive transmission and application to modular and reconfigurable serial arms}}</ref> और [[एयरोस्पेस]]।<ref>{{cite journal|first1=K |last1=Ueura|first2= Y |last2=Kiyosawa|first3= J |last3=Kurogi|first4= S |last4=Kanai|first5= H |last5=Miyaba|first6= K |last6=Maniwa|first7= M |last7=Suzuki|first8= S |last8=Obara|journal=Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part J: Journal of Engineering Tribology|issn=1350-6501 |volume=222|issue=8|year=2008|pages=1051–1061|doi=10.1243/13506501JET415 |title=Tribological aspects of a strain wave gearing system with specific reference to its space application|s2cid=108896120}}</ref> यह गियर में कमी प्रदान कर सकता है लेकिन इसका उपयोग घूर्णी गति को बढ़ाने के लिए भी किया जा सकता है{{citation needed|date=September 2022}}, या [[अंतर (यांत्रिक उपकरण)]] के लिए।
यंत्रमानवशास्त्र और अंतरिक्ष प्रौद्योगिकी में सामान्यतयः तनाव तरंग गियरिंग का उपयोग किया जाता है।<ref>{{cite journal|journal=Robotica|volume=27|issue=2|pages=291–302|year=2009|first1=Z|last1=Li|first2=WW|last2=Melek|first3=C|last3=Clark|url=http://digitalcommons.calpoly.edu/csse_fac/59/ |doi=10.1017/S0263574708004712|title=Decentralized robust control of robot manipulators with harmonic drive transmission and application to modular and reconfigurable serial arms}}</ref><ref>{{cite journal|first1=K |last1=Ueura|first2= Y |last2=Kiyosawa|first3= J |last3=Kurogi|first4= S |last4=Kanai|first5= H |last5=Miyaba|first6= K |last6=Maniwa|first7= M |last7=Suzuki|first8= S |last8=Obara|journal=Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part J: Journal of Engineering Tribology|issn=1350-6501 |volume=222|issue=8|year=2008|pages=1051–1061|doi=10.1243/13506501JET415 |title=Tribological aspects of a strain wave gearing system with specific reference to its space application|s2cid=108896120}}</ref> यह गियर में कमी प्रदान कर सकता है लेकिन इसका उपयोग घूर्णी गति को बढ़ाने या [[अंतर (यांत्रिक उपकरण)|अंतरात्मक गियरिंग (यांत्रिक उपकरण)]] के लिए भी किया जा सकता है{{citation needed|date=September 2022}},


== इतिहास ==
== इतिहास ==
स्ट्रेन वेव गियरिंग (एसडब्ल्यूजी) की मूल अवधारणा वाल्टन मूसर | सी.डब्ल्यू द्वारा पेश की गई थी। 1957 के पेटेंट में मूसर<ref>{{US patent|2906143}}</ref> जबकि वह [[यूनाइटेड शू मशीनरी कॉर्पोरेशन]] (USM) में सलाहकार थे। इसे पहली बार 1960 में USM Co. द्वारा और बाद में USM के लाइसेंस के तहत हसेगावा गियर वर्क्स द्वारा सफलतापूर्वक उपयोग किया गया था।{{citation needed|date=November 2020}} बाद में, हसेगावा गियर वर्क जापान में स्थित हार्मोनिक ड्राइव सिस्टम बन गया और यूएसएम कंपनी हार्मोनिक ड्राइव डिवीजन हार्मोनिक ड्राइव टेक्नोलॉजीज बन गया।<ref>{{citation|chapter-url=http://motionsystemdesign.com/mag/harmonic_drive_companies/index.html|chapter=Harmonic drive companies merge|year=2006|title=Motion System Design| postscript=.}}{{Dead link|date=April 2021}}</ref><ref>[http://www.hds.co.jp/HDS_hp_english/english/company/history/index.html Harmonic Drive Systems Company Information]</ref>
जब सी.डब्ल्यू मूसर [[यूनाइटेड शू मशीनरी कॉर्पोरेशन]] (USM) में सलाहकार थे तब तनाव तरंग गियरिंग (SWG) की मूल अवधारणा 1957 के एकस्व अधिकार में उनके द्वारा प्रस्तुत की गई थी।<ref>{{US patent|2906143}}</ref> इसे पहली बार 1960 में USM Co. द्वारा और बाद में USM की अनुज्ञप्ति के अनुसार हसेगावा गियर वर्क्स द्वारा सफलतापूर्वक उपयोग किया गया था।{{citation needed|date=November 2020}} बाद में, हसेगावा गियर वर्क जापान में स्थित हार्मोनिक प्रणोद प्रणाली बन गया और USM कंपनी हार्मोनिक प्रणोद डिवीजन हार्मोनिक प्रणोद टेक्नोलॉजीज बन गया।<ref>{{citation|chapter-url=http://motionsystemdesign.com/mag/harmonic_drive_companies/index.html|chapter=Harmonic drive companies merge|year=2006|title=Motion System Design| postscript=.}}{{Dead link|date=April 2021}}</ref><ref>[http://www.hds.co.jp/HDS_hp_english/english/company/history/index.html Harmonic Drive Systems Company Information]</ref>




== यांत्रिकी ==
== यांत्रिकी ==
[[File:Harmonic drive cross Legend.svg|thumb|एक हार्मोनिक गियर का क्रॉस सेक्शन। {{ordered list
[[File:Harmonic drive cross Legend.svg|thumb|एक सुसंगत गियर का विशेष अंश। {{ordered list
     |1=input shaft
     |1=निविष्टि अरालदंड
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     |6=गृहनिर्माण
}}]]स्ट्रेन वेव गियरिंग धातु की लोच का उपयोग करता है। तंत्र में तीन मूल घटक होते हैं: एक तरंग जनरेटर (2 / हरा), एक फ्लेक्स स्पलाइन (3 / लाल), और एक गोलाकार स्पलाइन (4 / नीला)। अधिक जटिल संस्करणों में एक चौथा घटक होता है जो आमतौर पर समग्र लंबाई को छोटा करने या छोटे व्यास के भीतर गियर की कमी को बढ़ाने के लिए उपयोग किया जाता है, लेकिन फिर भी समान मूल सिद्धांतों का पालन करता है।
}}]]तनाव तरंग गियरिंग धातु की लोच का उपयोग करता है। तंत्र में तीन मूल घटक होते हैं: एक तरंग जनित्र (2 / हरा), एक लचीली पट्टी (3 / लाल), और एक गोलाकार पट्टी (4 / नीला)। अधिक जटिल संस्करणों में एक चौथा घटक होता है जो सामान्यतयः समग्र लंबाई को छोटा करने या छोटे व्यास के भीतर यंत्रावली की कमी को बढ़ाने के लिए उपयोग किया जाता है, लेकिन फिर भी समान मूल सिद्धांतों का पालन करता है।


तरंग जनरेटर दो अलग-अलग हिस्सों से बना होता है: एक अण्डाकार डिस्क जिसे तरंग जनरेटर प्लग कहा जाता है और एक बाहरी बॉल बेयरिंग। अण्डाकार प्लग को असर में डाला जाता है, असर को अण्डाकार आकार के अनुरूप बनाने के लिए मजबूर किया जाता है लेकिन फिर भी बाहरी असर के भीतर प्लग को घुमाने की अनुमति देता है।
तरंग जनित्र दो अलग-अलग हिस्सों से बना होता है: एक अण्डाकार चक्रिका जिसे तरंग जनित्र अवरोधक और एक बाहरी गुलिका बेयरिंग कहा जाता है। अण्डाकार अवरोधक को बेयरिंग में डाला जाता है, बेयरिंग को अण्डाकार के संरूपण बनाने के लिए और फिर भी बाहरी बियरिंग के भीतर अवरोधक को घूमने की अनुमति देने के लिए विवश किया जाता है।


फ्लेक्स स्पलाइन उथले कप के आकार की होती है। तख़्ता के किनारे बहुत पतले होते हैं, लेकिन नीचे अपेक्षाकृत कठोर होता है। इसका परिणाम पतली दीवार के कारण खुले सिरे पर दीवारों के महत्वपूर्ण लचीलेपन में होता है, और बंद पक्ष में कठोर रूप से सुरक्षित होने के लिए पर्याप्त कठोर होता है (उदाहरण के लिए शाफ्ट के लिए)। दांत रेडियल रूप से फ्लेक्स स्पलाइन के बाहर स्थित होते हैं। फ्लेक्स स्प्लाइन वेव जेनरेटर पर कसकर फिट बैठता है, ताकि जब वेव जेनरेटर प्लग को घुमाया जाए, तो फ्लेक्स स्प्लाइन एक घूमने वाले दीर्घवृत्त के आकार में विकृत हो जाए और बॉल बेयरिंग के बाहरी अण्डाकार रिंग पर न फिसले। बॉल बेयरिंग फ्लेक्स स्पलाइन को स्वतंत्र रूप से वेव जनरेटर के शाफ्ट में घूमने देता है।
लचीली पट्टी उथले कप के आकार की होती है। पट्टी के किनारे बहुत पतले होते हैं, लेकिन नीचे अपेक्षाकृत कठोर होता है। इसका परिणाम पतली दीवार के कारण खुले सिरे पर दीवारों के महत्वपूर्ण लचीलेपन में होता है, और बंद पक्ष में कठोर रूप से सुरक्षित होने के लिए पर्याप्त कठोर होता है (उदाहरण के लिए अरालदंड के लिए)। दांत त्रिज्यीय रूप से लचीली पट्टी के बाहर स्थित होते हैं। लचीली पट्टी तरंग जनित्र पर पूर्णतः सही बैठता है, ताकि जब तरंग जनित्र अवरोधक को घुमाया जाए, तो लचीली पट्टी एक घूमने वाले दीर्घवृत्त के आकार में विकृत हो जाए और गुलिका बेयरिंग के बाहरी अण्डाकार चक्र पर न फिसले। गुलिका बेयरिंग लचीली पट्टी को स्वतंत्र रूप से तरंग जनित्र के अरालदंड में घूमने देता है।


वृत्ताकार तख़्ता एक कठोर वृत्ताकार वलय है जिसके अंदर दाँत होते हैं। फ्लेक्स स्पलाइन और वेव जेनरेटर को सर्कुलर स्पलाइन के अंदर रखा जाता है, फ्लेक्स स्पलाइन और सर्कुलर स्पलाइन के दांतों को मेश करता है। क्योंकि फ्लेक्स स्पलाइन एक अण्डाकार आकार में विकृत होती है, इसके दांत वास्तव में फ्लेक्स स्पलाइन के विपरीत दिशा में दो क्षेत्रों में सर्कुलर स्पलाइन के दांतों के साथ जुड़ते हैं (दीर्घवृत्त के प्रमुख अक्ष पर स्थित)।
वृत्ताकार पट्टी एक कठोर वृत्ताकार वलय है जिसके अंदर दाँत होते हैं। लचीली पट्टी और तरंग जनित्र को वृत्तीय पट्टी के अंदर रखा जाता है, लचीली पट्टी और वृत्तीय पट्टी के दांतों को जालीनुमा करता है। क्योंकि लचीली पट्टी एक अण्डाकार आकार में विकृत होती है, इसके दांत वास्तव में लचीली पट्टी के विपरीत दिशा में दो क्षेत्रों में वृत्तीय पट्टी के दांतों के साथ जुड़ते हैं (दीर्घवृत्त के प्रमुख अक्ष पर स्थित)।


मान लें कि तरंग जनरेटर इनपुट रोटेशन है। जैसे ही वेव जेनरेटर प्लग घूमता है, फ्लेक्स स्पलाइन दांत जो सर्कुलर स्पलाइन के साथ मेश होते हैं, धीरे-धीरे स्थिति बदलते हैं। फ्लेक्स स्पलाइन के दीर्घवृत्त का प्रमुख अक्ष तरंग जनरेटर के साथ घूमता है, इसलिए वे बिंदु जहां दांत जाल केंद्र बिंदु के चारों ओर घूमते हैं, तरंग जनरेटर के शाफ्ट के समान दर पर। स्ट्रेन वेव गियर के डिजाइन की कुंजी यह है कि सर्कुलर स्पलाइन की तुलना में फ्लेक्स स्पलाइन पर कम दांत होते हैं (अक्सर उदाहरण के लिए दो कम)। इसका मतलब यह है कि तरंग जनरेटर के प्रत्येक पूर्ण घुमाव के लिए, लचीली पट्टी को वृत्ताकार पट्टी के सापेक्ष थोड़ी सी मात्रा (इस उदाहरण में दो दांत) को घुमाने की आवश्यकता होगी। इस प्रकार तरंग जनरेटर की रोटेशन क्रिया के परिणामस्वरूप विपरीत दिशा में फ्लेक्स स्पलाइन का बहुत धीमा घुमाव होता है।
मान लें कि तरंग जनित्र निविष्ट घूर्णन है। जैसे ही तरंग जनित्र अवरोधक घूमता है, लचीली पट्टी दांत जो वृत्तीय पट्टी के साथ जालीनुमा होते हैं, धीरे-धीरे स्थिति बदलते हैं। लचीली पट्टी के दीर्घवृत्त का प्रमुख अक्ष तरंग जनित्र के साथ घूमता है, इसलिए वे बिंदु जहां दांत जाल केंद्र बिंदु के चारों ओर तरंग जनित्र के अरालदंड के समान दर पर घूमते हैं। तनाव तरंग गियर के अभिकल्पना की कुंजी यह है कि वृत्तीय पट्टी की तुलना में लचीली पट्टी पर कम दांत होते हैं (प्रायः उदाहरण के लिए दो कम)। इसका मतलब यह है कि तरंग जनित्र के प्रत्येक पूर्ण घुमाव के लिए, लचीली पट्टी को वृत्ताकार पट्टी के सापेक्ष थोड़ी सी मात्रा (इस उदाहरण में दो दांत) को घुमाने की आवश्यकता होगी। इस प्रकार तरंग जनित्र की घूर्णन क्रिया के परिणामस्वरूप विपरीत दिशा में लचीली पट्टी का बहुत धीमा घुमाव होता है।


स्ट्रेन वेव गियरिंग मैकेनिज्म के लिए, गियरिंग रिडक्शन रेशियो की गणना प्रत्येक गियर पर दांतों की संख्या से की जा सकती है, इसी तरह एक [[साइक्लोइडल ड्राइव]] के लिए:
तनाव तरंग गियरिंग प्रक्रिया के लिए, गियरिंग लघुकरण अनुपात की गणना प्रत्येक गियर पर दांतों की संख्या से की जा सकती है, इसी तरह एक [[साइक्लोइडल ड्राइव|चक्रजीय प्रणोद]] के लिए:


:<math>R = \frac {\text{flex spline teeth} - \text{circular spline teeth}} {\text{flex spline teeth}}, \quad  -1 < R < 0</math>
:<math>R = \frac {\text{flex spline teeth} - \text{circular spline teeth}} {\text{flex spline teeth}}, \quad  -1 < R < 0</math>
ध्यान दें कि कटौती अनुपात के व्युत्क्रम को कभी-कभी उसी वाक्यांश और प्रतीक के साथ भी संदर्भित किया जाता है।
ध्यान दें कि कटौती अनुपात के व्युत्क्रम को कभी-कभी उसी वाक्यांश और प्रतीक के साथ भी संदर्भित किया जाता है।


उदाहरण के लिए, अगर सर्कुलर स्पलाइन पर 202 दांत हैं और फ्लेक्स स्प्लाइन पर 200 दांत हैं, तो रिडक्शन अनुपात है (200 − 202)/200 = −0.01
उदाहरण के लिए, अगर वृत्तीय पट्टी पर 202 दांत हैं और लचीली पट्टी पर 200 दांत हैं, तो लघूकरण अनुपात (200 − 202)/200 = −0.01 है


इस प्रकार फ्लेक्स स्पलाइन 1/100 तरंग जनरेटर प्लग की गति और विपरीत दिशा में घूमती है। दांतों की संख्या को बदलकर अलग-अलग कमी अनुपात निर्धारित किए जाते हैं। यह या तो तंत्र के व्यास को बदलकर या अलग-अलग दांतों के आकार को बदलकर और इसके आकार और वजन को संरक्षित करके प्राप्त किया जा सकता है। किसी दिए गए कॉन्फ़िगरेशन के लिए संभावित गियर अनुपात की सीमा दांत के आकार की सीमा तक सीमित है।
इस प्रकार लचीली पट्टी 1/100 तरंग जनित्र अवरोधक की गति और विपरीत दिशा में घूमती है। दांतों की संख्या को बदलकर अलग-अलग कमी अनुपात निर्धारित किए जाते हैं। यह या तो तंत्र के व्यास को बदलकर या अलग-अलग दांतों के आकार को बदलकर और इसके आकार और वजन को संरक्षित करके प्राप्त किया जा सकता है। किसी दिए गए संस्थिति के लिए संभावित गियर अनुपात की सीमा दांत के आकार की सीमा तक सीमित है।


यह कटौती अनुपात उस कॉन्फ़िगरेशन पर लागू होता है जहां सर्कुलर स्पलाइन तय होती है, वेव जनरेटर इनपुट और फ्लेक्सिबल स्पलाइन आउटपुट। यदि वृत्ताकार तख़्ता भी घूमता है, तो निम्नलिखित संबंध तीन भागों के घूर्णी वेगों के बीच होता है:<ref>{{cite web |url=https://www.harmonicdrive.net/_hd/content/documents1/FD_DifferentialGear.pdf |title=HarmonicDrive Reducer Catalog |date= |website=wwww.harmonicdrive.net |publisher=Harmonic Drive LLC |access-date=17 January 2022}}</ref>
यह कटौती अनुपात उस संस्थिति पर लागू होता है जहां वृत्तीय पट्टी तय होती है, तरंग जनित्र निविष्टि और लचीली पट्टी निष्पाद होता है। यदि वृत्ताकार पट्टी भी घूमता है, तो निम्नलिखित संबंध तीन भागों के घूर्णी वेगों के बीच होता है:<ref>{{cite web |url=https://www.harmonicdrive.net/_hd/content/documents1/FD_DifferentialGear.pdf |title=HarmonicDrive Reducer Catalog |date= |website=wwww.harmonicdrive.net |publisher=Harmonic Drive LLC |access-date=17 January 2022}}</ref>
:<math>\omega_{FS} = R \omega_{WG} + (1 - R) \omega_{CS}</math>
:<math>\omega_{FS} = R \omega_{WG} + (1 - R) \omega_{CS}</math>
इस पर ध्यान दें <math>R</math> नकारात्मक और छोटा है।
इस पर ध्यान दें कि <math>R</math> नकारात्मक और छोटा है।


== उपयोग के उदाहरण ==
== उपयोग के उदाहरण ==
[[लूनर रोविंग व्हीकल]] के विद्युत चालित पहियों में स्ट्रेन वेव गियर्स शामिल थे।<ref>{{Cite web |date=May 20, 2019 |title=Qualifying Bulk Metallic Glass Gear Materials for Spacecraft Applications |url=https://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/20190001052.pdf |url-status=dead |archive-url=https://web.archive.org/web/20190520173529/https://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/20190001052.pdf |archive-date=May 20, 2019 |publisher=[[NASA]]}}</ref> इसके अलावा, [[स्काईलैब]] पर सौर पैनलों को तैनात करने के लिए उपयोग किए जाने वाले विंच को स्ट्रेन वेव गियर्स का उपयोग करके संचालित किया गया था।
[[लूनर रोविंग व्हीकल]] के विद्युत चालित पहियों में तनाव तरंग गियर्स सम्मिलित थे।<ref>{{Cite web |date=May 20, 2019 |title=Qualifying Bulk Metallic Glass Gear Materials for Spacecraft Applications |url=https://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/20190001052.pdf |url-status=dead |archive-url=https://web.archive.org/web/20190520173529/https://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/20190001052.pdf |archive-date=May 20, 2019 |publisher=[[NASA]]}}</ref> इसके अतिरिक्त, [[स्काईलैब]] पर सौर पैनलों को तैनात करने के लिए उपयोग किए जाने वाले विंच को तनाव तरंग गियर्स का उपयोग करके संचालित किया गया था।


== यह भी देखें ==
== यह भी देखें ==
* [[निडेक-शिंपो अमेरिका कॉर्पोरेशन]]
* [[निडेक-शिंपो अमेरिका कॉर्पोरेशन]]
* साइक्लोइडल ड्राइव
* चक्रजीय प्रणोद
* [[पेरिस्टाल्टिक पम्प]]
* [[पेरिस्टाल्टिक पम्प|क्रमाकुंचक पम्प]]


==संदर्भ==
==संदर्भ==

Revision as of 00:50, 22 February 2023

  • बाहरी वृत्त: वृत्ताकार पट्टी (स्थिर)
  • मध्य वृत्त: लचीली पट्टी (निष्पाद अरालदंड से जुड़ा हुआ, दिखाया नहीं गया)
  • आंतरिक अंडाकार: तरंग जनित्र (निविष्ट अरालदंड से जुड़ा हुआ; आंतरिक गुलिका बेयरिंग और अरालदंड, नहीं दिखाया गया)
सुसंगत प्रणोद SE तनाव तरंग गियर सम्मुच्चय जिसमें तरंग जनित्र बेयरिंग (शीर्ष बाएं), लचीलीपट्टी कप (शीर्ष दाएँ) और वृत्तीय पट्टी रिंग (बॉटम) सम्मिलित हैं।

तनाव तरंग गियरिंग (सुसंगत गियरिंग के रूप में भी जाना जाता है) एक प्रकार की यांत्रिक गियर प्रणाली है जो बाहरी दांतों के साथ एक लचीली पट्टी का उपयोग करता है, जो एक बाहरी पट्टी के गियर दांतों के साथ संलग्न करने के लिए घूर्णन दीर्घवृत्ताकार अवरोधक द्वारा विकृत होता है।

जर्मन कंपनी हार्मोनिक प्रणोद SE ने उत्पाद नाम या पंजीकृत ट्रेडमार्क सुसंगत अंतर्नोद के तहत पहली श्रृंखला-निर्मित गियर का निर्माण किया।

तनाव तरंग गियरिंग के पारंपरिक गियरिंग प्रणाली जैसे कुंडलित गियर या अस्थिर गियर पर कुछ लाभ हैं, जिनमें निम्न सम्मिलित हैं:

  • कोई पिच्छद नहीं (अभियान्त्रिकी),
  • सघनता और हल्का वजन,
  • उच्च गियर अनुपात,
  • एक मानक आवास के भीतर पुन: संयोजन योग्य अनुपात,
  • जब जड़त्वीय भार को पुनर्स्थापित करते हैं तब अच्छा विश्लेषण और उत्कृष्ट दोहराव (रैखिक प्रतिनिधित्व),[1]
  • उच्च आघूर्ण बल क्षमता,
  • समाक्षीय निविष्ट और निष्पाद अरालदंड।[2]

एक छोटी मात्रा में उच्च गियर कटौती अनुपात संभव है (30: 1 से 320: 1 का अनुपात उसी स्थान पर संभव है जिसमें अधिचक्रिक गियर सामान्यतः केवल 10: 1 अनुपात का उत्पादन करती है)।

नुकसान में कम आघूर्ण बल वाले क्षेत्र में 'समाप्त करने' (एक मरोड़ वाली लचक दर) की प्रवृत्ति सम्मिलित है।

यंत्रमानवशास्त्र और अंतरिक्ष प्रौद्योगिकी में सामान्यतयः तनाव तरंग गियरिंग का उपयोग किया जाता है।[3][4] यह गियर में कमी प्रदान कर सकता है लेकिन इसका उपयोग घूर्णी गति को बढ़ाने या अंतरात्मक गियरिंग (यांत्रिक उपकरण) के लिए भी किया जा सकता है[citation needed], ।

इतिहास

जब सी.डब्ल्यू मूसर यूनाइटेड शू मशीनरी कॉर्पोरेशन (USM) में सलाहकार थे तब तनाव तरंग गियरिंग (SWG) की मूल अवधारणा 1957 के एकस्व अधिकार में उनके द्वारा प्रस्तुत की गई थी।[5] इसे पहली बार 1960 में USM Co. द्वारा और बाद में USM की अनुज्ञप्ति के अनुसार हसेगावा गियर वर्क्स द्वारा सफलतापूर्वक उपयोग किया गया था।[citation needed] बाद में, हसेगावा गियर वर्क जापान में स्थित हार्मोनिक प्रणोद प्रणाली बन गया और USM कंपनी हार्मोनिक प्रणोद डिवीजन हार्मोनिक प्रणोद टेक्नोलॉजीज बन गया।[6][7]


यांत्रिकी

एक सुसंगत गियर का विशेष अंश।
  1. निविष्टि अरालदंड
  2. तरंग जनित्र
  3. फ्लेक्स्प्लीन
  4. वृत्तीय पट्टी
  5. निष्पाद अरालदंड
  6. गृहनिर्माण

तनाव तरंग गियरिंग धातु की लोच का उपयोग करता है। तंत्र में तीन मूल घटक होते हैं: एक तरंग जनित्र (2 / हरा), एक लचीली पट्टी (3 / लाल), और एक गोलाकार पट्टी (4 / नीला)। अधिक जटिल संस्करणों में एक चौथा घटक होता है जो सामान्यतयः समग्र लंबाई को छोटा करने या छोटे व्यास के भीतर यंत्रावली की कमी को बढ़ाने के लिए उपयोग किया जाता है, लेकिन फिर भी समान मूल सिद्धांतों का पालन करता है।

तरंग जनित्र दो अलग-अलग हिस्सों से बना होता है: एक अण्डाकार चक्रिका जिसे तरंग जनित्र अवरोधक और एक बाहरी गुलिका बेयरिंग कहा जाता है। अण्डाकार अवरोधक को बेयरिंग में डाला जाता है, बेयरिंग को अण्डाकार के संरूपण बनाने के लिए और फिर भी बाहरी बियरिंग के भीतर अवरोधक को घूमने की अनुमति देने के लिए विवश किया जाता है।

लचीली पट्टी उथले कप के आकार की होती है। पट्टी के किनारे बहुत पतले होते हैं, लेकिन नीचे अपेक्षाकृत कठोर होता है। इसका परिणाम पतली दीवार के कारण खुले सिरे पर दीवारों के महत्वपूर्ण लचीलेपन में होता है, और बंद पक्ष में कठोर रूप से सुरक्षित होने के लिए पर्याप्त कठोर होता है (उदाहरण के लिए अरालदंड के लिए)। दांत त्रिज्यीय रूप से लचीली पट्टी के बाहर स्थित होते हैं। लचीली पट्टी तरंग जनित्र पर पूर्णतः सही बैठता है, ताकि जब तरंग जनित्र अवरोधक को घुमाया जाए, तो लचीली पट्टी एक घूमने वाले दीर्घवृत्त के आकार में विकृत हो जाए और गुलिका बेयरिंग के बाहरी अण्डाकार चक्र पर न फिसले। गुलिका बेयरिंग लचीली पट्टी को स्वतंत्र रूप से तरंग जनित्र के अरालदंड में घूमने देता है।

वृत्ताकार पट्टी एक कठोर वृत्ताकार वलय है जिसके अंदर दाँत होते हैं। लचीली पट्टी और तरंग जनित्र को वृत्तीय पट्टी के अंदर रखा जाता है, लचीली पट्टी और वृत्तीय पट्टी के दांतों को जालीनुमा करता है। क्योंकि लचीली पट्टी एक अण्डाकार आकार में विकृत होती है, इसके दांत वास्तव में लचीली पट्टी के विपरीत दिशा में दो क्षेत्रों में वृत्तीय पट्टी के दांतों के साथ जुड़ते हैं (दीर्घवृत्त के प्रमुख अक्ष पर स्थित)।

मान लें कि तरंग जनित्र निविष्ट घूर्णन है। जैसे ही तरंग जनित्र अवरोधक घूमता है, लचीली पट्टी दांत जो वृत्तीय पट्टी के साथ जालीनुमा होते हैं, धीरे-धीरे स्थिति बदलते हैं। लचीली पट्टी के दीर्घवृत्त का प्रमुख अक्ष तरंग जनित्र के साथ घूमता है, इसलिए वे बिंदु जहां दांत जाल केंद्र बिंदु के चारों ओर तरंग जनित्र के अरालदंड के समान दर पर घूमते हैं। तनाव तरंग गियर के अभिकल्पना की कुंजी यह है कि वृत्तीय पट्टी की तुलना में लचीली पट्टी पर कम दांत होते हैं (प्रायः उदाहरण के लिए दो कम)। इसका मतलब यह है कि तरंग जनित्र के प्रत्येक पूर्ण घुमाव के लिए, लचीली पट्टी को वृत्ताकार पट्टी के सापेक्ष थोड़ी सी मात्रा (इस उदाहरण में दो दांत) को घुमाने की आवश्यकता होगी। इस प्रकार तरंग जनित्र की घूर्णन क्रिया के परिणामस्वरूप विपरीत दिशा में लचीली पट्टी का बहुत धीमा घुमाव होता है।

तनाव तरंग गियरिंग प्रक्रिया के लिए, गियरिंग लघुकरण अनुपात की गणना प्रत्येक गियर पर दांतों की संख्या से की जा सकती है, इसी तरह एक चक्रजीय प्रणोद के लिए:

ध्यान दें कि कटौती अनुपात के व्युत्क्रम को कभी-कभी उसी वाक्यांश और प्रतीक के साथ भी संदर्भित किया जाता है।

उदाहरण के लिए, अगर वृत्तीय पट्टी पर 202 दांत हैं और लचीली पट्टी पर 200 दांत हैं, तो लघूकरण अनुपात (200 − 202)/200 = −0.01 है

इस प्रकार लचीली पट्टी 1/100 तरंग जनित्र अवरोधक की गति और विपरीत दिशा में घूमती है। दांतों की संख्या को बदलकर अलग-अलग कमी अनुपात निर्धारित किए जाते हैं। यह या तो तंत्र के व्यास को बदलकर या अलग-अलग दांतों के आकार को बदलकर और इसके आकार और वजन को संरक्षित करके प्राप्त किया जा सकता है। किसी दिए गए संस्थिति के लिए संभावित गियर अनुपात की सीमा दांत के आकार की सीमा तक सीमित है।

यह कटौती अनुपात उस संस्थिति पर लागू होता है जहां वृत्तीय पट्टी तय होती है, तरंग जनित्र निविष्टि और लचीली पट्टी निष्पाद होता है। यदि वृत्ताकार पट्टी भी घूमता है, तो निम्नलिखित संबंध तीन भागों के घूर्णी वेगों के बीच होता है:[8]

इस पर ध्यान दें कि नकारात्मक और छोटा है।

उपयोग के उदाहरण

लूनर रोविंग व्हीकल के विद्युत चालित पहियों में तनाव तरंग गियर्स सम्मिलित थे।[9] इसके अतिरिक्त, स्काईलैब पर सौर पैनलों को तैनात करने के लिए उपयोग किए जाने वाले विंच को तनाव तरंग गियर्स का उपयोग करके संचालित किया गया था।

यह भी देखें

संदर्भ

  1. Chironis, Nicholas; Sclater, Neil (2007). Mechanisms and Mechanical Devices Sourcebook. ISBN 978-0-07-146761-2.
  2. Lauletta, Anthony (April 2006). "The Basics of Harmonic Drive Gearing" (PDF). Gear Product News. pp. 32–36. Archived from the original (PDF) on 2016-03-03.
  3. Li, Z; Melek, WW; Clark, C (2009). "Decentralized robust control of robot manipulators with harmonic drive transmission and application to modular and reconfigurable serial arms". Robotica. 27 (2): 291–302. doi:10.1017/S0263574708004712.
  4. Ueura, K; Kiyosawa, Y; Kurogi, J; Kanai, S; Miyaba, H; Maniwa, K; Suzuki, M; Obara, S (2008). "Tribological aspects of a strain wave gearing system with specific reference to its space application". Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part J: Journal of Engineering Tribology. 222 (8): 1051–1061. doi:10.1243/13506501JET415. ISSN 1350-6501. S2CID 108896120.
  5. U.S. Patent 2,906,143
  6. "Harmonic drive companies merge", Motion System Design, 2006.[dead link]
  7. Harmonic Drive Systems Company Information
  8. "HarmonicDrive Reducer Catalog" (PDF). wwww.harmonicdrive.net. Harmonic Drive LLC. Retrieved 17 January 2022.
  9. "Qualifying Bulk Metallic Glass Gear Materials for Spacecraft Applications" (PDF). NASA. May 20, 2019. Archived from the original (PDF) on May 20, 2019.



सामान्य


बाहरी संबंध