ไซโคไดรฟ์เกียร์ มีการทำงานอย่างไร

ไซโคไดรฟ์เกียร์ (Cyclo Drive Gear) เป็นเกียร์ทดรอบชนิดหนึ่งที่ใช้หลักการ หมุนแบบวงกลมคาบเกี่ยว (Cycloidal Motion) แทนการใช้ฟันเฟืองแบบตรงเหมือนเกียร์ทั่วไป ทำให้มีความแข็งแรง รับแรงกระแทกได้สูง และมีอัตราทดสูงในขนาดที่กะทัดรัด

ส่วนประกอบหลักของไซโคไดรฟ์เกียร์

โดยทั่วไปจะประกอบด้วย:

1. Input Shaft – เพลารับกำลังจากมอเตอร์
2. Eccentric Cam – แผ่นเยื้องศูนย์ที่ติดกับ Input Shaft ทำให้เกิดการหมุนแบบวงรีเล็กน้อย
3. Cycloidal Disc – แผ่นโค้งฟันเฟืองที่เป็นหัวใจของระบบ มีร่องฟันเว้าเพื่อคาบเกี่ยวกับ Outer Pins
4. Outer Ring Pins / Needle Bearings – เข็มหรือลูกปืนรอบตัวเรือน ทำหน้าที่เป็นจุดขบกับ Cycloidal Disc
5. Output Rollers & Output Shaft – ชุดลูกปืนขับที่ส่งกำลังไปยังเพลาขาออก
6. Housing (ตัวเรือน) – โครงที่ยึดส่วนประกอบทั้งหมดให้มั่นคง

หลักการทำงานแบบทีละขั้นตอน

ขั้นที่ 1 – การหมุนเริ่มต้น

• มอเตอร์หมุน Input Shaft
• Input Shaft เชื่อมกับ Eccentric Cam ซึ่งหมุนแบบเยื้องศูนย์
• ความเยื้องศูนย์นี้ทำให้ Cycloidal Disc ไม่หมุนตรง ๆ แต่เกิดการ “หมุนพร้อมขยับโยก” (Orbital Motion)

ขั้นที่ 2 – การเคลื่อนที่ของ Cycloidal Disc

• ขอบของ Cycloidal Disc มีร่องโค้ง (Cycloidal Teeth) ที่คาบเกี่ยวกับ Outer Pins รอบตัวเรือน
• เนื่องจาก Disc ขยับแบบหมุน-โยก จึงเกิดการ “เลื่อนตำแหน่งการสัมผัส” ฟันทีละจุด แต่มีหลายจุดสัมผัสพร้อมกัน
• สิ่งนี้ทำให้แรงกระจาย ไม่กระจุกที่จุดเดียว → ลดการสึกหรอ

ขั้นที่ 3 – การส่งกำลังไปยัง Output Shaft

• บริเวณกลางของ Cycloidal Disc มีรูสำหรับใส่ Output Rollers (ลูกปืนขับ)
• ลูกปืนเหล่านี้เชื่อมกับ Output Shaft
• เมื่อ Disc ขยับและหมุน มันจะดันลูกปืนให้หมุน Output Shaft
• อัตราการหมุนช้าลงตามการออกแบบอัตราทด เช่น 1:19, 1:59, 1:119

จุดเด่นทางวิศวกรรม

1. การรับแรงกระแทกสูง (Shock Load Resistance)
   • ฟันเกียร์สัมผัสพร้อมกันหลายจุด (โดยปกติ 50% ของฟันทั้งหมด)
   • ทำให้ทนโหลดได้สูงกว่าฟันเฟืองธรรมดาหลายเท่า
2. อัตราทดสูงในขนาดเล็ก (High Reduction Ratio)
   • สามารถทำอัตราทดสูงได้ในขั้นตอนเดียว เช่น 1:119 ในเกียร์ชุดเดียว
3. ความแม่นยำสูง (Low Backlash)
   • ช่องว่างฟันน้อย เหมาะกับงานที่ต้องการตำแหน่งแม่นยำ เช่น หุ่นยนต์อุตสาหกรรม
4. ความทนทาน (Durability)
   • การกระจายแรงช่วยลดการสึกหรอ อายุการใช้งานยาวนาน
5. การเคลื่อนที่นุ่มนวล (Smooth Motion)
   • ไม่มีการกระตุกเหมือนเกียร์ฟันตรงในบางสภาวะ

ข้อจำกัด

• ราคาสูงกว่าเกียร์ฟันตรงหรือเกียร์วอร์ม
• ซ่อมบำรุงต้องใช้ผู้เชี่ยวชาญ เพราะโครงสร้างซับซ้อน
• ต้องหล่อลื่นอย่างเหมาะสม (ส่วนใหญ่ใช้จาระบีพิเศษ)

การใช้งานทั่วไป

• หุ่นยนต์อุตสาหกรรม (Industrial Robots)
• เครื่องจักร CNC
• ระบบสายพานลำเลียงที่ต้องการแรงบิดสูง
• เครื่องจักรบรรจุภัณฑ์
• ระบบควบคุมตำแหน่งที่ต้องการ Backlash ต่ำ