Геар вхеел. Главни параметри. Цртање

Ниједан добар механизам се не може изградити без детаља као што је зупчаник (или, у супротном, зупчаник). Веома је важно правилно разумевање како зупчаници утичу на параметре као што су обртни момент и брзина ротације. Испод ћете сазнати о основама зупчаника и како их правилно користити.

Механичка предност: обртни момент у односу на брзину окретања

Геарс раде на принципу механичке предности. То значи да помоћу зупчаника различитих пречника можете променити брзину окретања излазног вратила и обртни момент који развија погонски мотор.

Сваки електромотор има одређену брзину окретања и момент који одговара његовој снази. Али, нажалост, за многе механизме, асинхрони мотори који се нуде на тржишту и који су погодни по цијени обично немају жељени омјер брзине и момента (изузеци су серво погони и мотори с великим закретним моментом). На пример, да ли заиста желите да се точкови вашег робота за чишћење ротирају брзином од 3000 о / мин при малом обртном моменту? Не, наравно, тако да је ово често пожељније од брзине.

Једначина зупчаника

Он мења високу улазну брзину за више излазног обртног момента. Ова размена се одвија на веома једноставној једначини, која се може написати као:

_Инпут момент * _Улазна брзина = _{излазни} моменат * _{Излазна} брзина

Улазна брзина се може пронаћи једноставно гледајући плочу погонског мотора. Улазни моменат се може лако идентификовати овом брзином и механичком снагом из исте плоче. Затим једноставно замените излазну брзину или потребан обртни моменат на десној страни једначине.

На примјер, претпоставимо да је ваш асинхрони мотор у тренутку на излазном вратилу 0.5 Н ∙ м има брзину од 50 о / с, али желите само 5 окретаја у секунди. Тада ће ваша једнаџба изгледати овако:

0.5 Н * м * 50 о / с = момент _излаза * 5 о / с.

Ваш излазни обртни момент ће бити 5 Нм.

Претпоставимо сада да са истим мотором треба 5 Нм, али је потребна минимална брзина од 10 окретаја у секунди. Како бисте знали да ли је ваш мотор способан за то са зупчаником (тј. У ствари, моторним зупчаником)? Поново се окрените нашој једначини

0,5 Н * м * 50 о / с = 5 Н * м * _{Излазна} брзина,

_{Излазна} брзина = 5 о / с.

Дакле, ви сте одредили, користећи једноставну једначину, да са индикатором _{излазног} момента = 5 Нм, ваш излазни мењач није у стању да обезбеди излазну брзину од 10 о / с. Управо сте себи уштедели много новца, јер га нисте потрошили на механизам који никада не бисте зарадили.

Геар ратио геар траин

Записали смо једначине, али како механички заменити момент и брзину? За то су нам потребна два зупчаника (понекад и више) различитих пречника да би имали специфичан преносни однос. У сваком пару зупчаника, већи зупчаник ће се кретати спорије него мањи, али ће преносити више окретног момента на излазну осовину. Дакле, што је већа разлика (или омјер пријеноса) између два котача, то је већа разлика у брзинама и пријеносним моментима.

Омјер пријеноса показује колико пута брзина мијења брзину и закретни момент. За њега, опет, постоји врло једноставна једнаџба.

Претпоставимо да је преносни однос 3/1. То ће значити да повећате обртни моменат троструко, а троструко.

Пример:

_Улазни моменат = 1.5 Н, м, _Улазна брзина = 100 о / с,

Однос = 2/3

_{Излазни} моменат = _улазни моменат * 2/3 = 1 Н м,

_{Излазна} брзина = _Улазна брзина * 3/2 = 150 о / с.

Дакле, на излазу трансмисије, тренутак се повећао један и по пута, а брзина се смањила на исти начин.

Постизање одређеног степена преноса

Ако желите постићи једноставну вриједност, рецимо 2 до 1, морате користити два зупчаника, од којих је један двоструко већи од другог. Ово није ништа друго него однос њихових пречника. Ако је пречник зупчаника 3 пута већи од промјера другог зупчаника с њим, тада ћете добити пријеносни омјер 3/1 (или 1/3).

За много прецизнији начин израчунавања преносног односа, израчунајте однос зуба на зупчаницима. Ако један од њих има 28 зуба, а други 13, добићете преносни омјер 28/13 = 2,15 или 13/28 = 0,46. Бројање зуба ће вам увек дати најтачнију вредност.

Ефикасност преноса

Нажалост, код мјењача имате одређене губитке енергије. То је због очигледних разлога, као што су трење, неусклађеност углова притиска, подмазивање, размаци (растојање између спојених зуба два зупчаника), као и угаони моменти, итд. све ово ће утицати на ефикасност преноса. Њихове могуће комбинације дају превелику листу, тако да се тачна вредност ефикасности преноса коју користите може наћи у документацији за њу.

Претпоставимо да користите два зупчаста зупчаника. Нормална ефикасност таквог преноса је око 90%. Помножите овај број са излазном брзином и излазним обртним моментом да бисте добили праве излазне вредности преноса.

Ако (из претходног примера):

Однос = 2/3

_{Излазни} моменат = _улазни моменат * 2/3 = 1 Н м,

_{Излазна} брзина = _Улазна брзина * 3/2 = 150 о / с,

онда

Труе _Оутпут Момент = 1 Н * м * 0.9 = 0.9 Н, м,

Труе _Оутпут Спеед = 150 о / с * 0.9 = 135 о / с.

Смер ротације зупчаника

Развијајући било коју брзину, морате разумети како се мења правац ротације излазног вратила. Два спојена зупчаника ће се увек окретати у супротним правцима. То значи да ако се ротира у смеру казаљке на сату, други ће се увек окретати против њега. Ово је сасвим очигледно. Али шта ако имате опрему, рецимо, шест међусобно спојених зупчаника? Правило је следеће: улазна и излазна осовина за зупчанике са непарним бројем зупчаника се увек окрећу у једном смеру, а за паран број зупчаника - у супротном смеру.

Дизајн и параметри зупчаника

Садржи круну са зубима, диск и чвориште. Постоје три најважнија параметра: модул, пречник круга нагиба и број зуба. Шта је то круг са зупчаником? Цртеж цилиндричног точка са типичним еволвентним зубима је приказан испод. Тачка круга је приказана точкастом линијом. Уобичајено је да се одреди ободни корак зуба п (зупчаник), то јест, део његове дужине по једном зубу, а модул м је део пречника круга нагиба д по једном зубу. Да бисте је израчунали, једноставно користите доњу формулу:

м = д / з = п / 3,14, мм.

На пример, зупчаник са 22 зуба и пречником од 44 мм има модул м = 2 мм Спојни зупчаници морају имати један модул. Њихове вредности су стандардизоване, а само на кругу висине, модул датог точка узима своју стандардну вредност.

Висина главе зуба једног точка је мања од висине ногу зуба другог који се захваћа са њим, чиме се формира радијални зазор ц .

Да би се осигурао бочни зазор δ између два међусобно повезана зуба, зброј тих зуба дебљине које се узимају мање од њихове ободне висине п . Радиал анд сиде обезбеђене су празнине да би се створили неопходни услови за подмазивање, нормалан рад преноса са неизбежним нетачностима производње и монтаже, топлотним повећањем величине преноса итд.

Геар Цалцулатион

Увек се спроводи као део прорачуна одређеног зупчаника. Почетни подаци за то су обично снага (или обртни момент), угаоне брзине (или брзина једног вратила и преносног односа), услови рада (природа оптерећења) и радни век преноса.

Даља процедура се односи на затворени зупчаник.

1. Одређивање преносног односа у .

2. Избор материјала котача у зависности од радних услова, сврхе топлотне обраде и вредности тврдоће радних површина зуба.

3. Прорачун зуба преноса за савијање.

4. Прорачун зуба трансмисије на контактну чврстоћу (чврстоћа контактних површина зуба).

5. Одређивање аксијалног размака а _В из стања контактне чврстоће и заокруживања његове вриједности на стандард.

6. Постављање модула из односа м = (0.01 - 0.02) к а _В и заокруживање његове вриједности на најближи стандардни. У овом случају, код преноса снаге, пожељно је да има м ≥ 1,5 - 2 мм.

7. Одређивање укупног броја зубаца зупчаника, броја зубаца зупчаника и точкова.

8. Избор фактора облика зуба за зупчаник и точак.

9. Проверите чврстоћу зуба за напрезања у савијању.

10. Извођење геометријског израчуна трансфера.

11. Одређивање ободне брзине точка и именовање одговарајућег прецизног зупчаника.

Израчунавање степена преноса у саставу отвореног зупчаника је мало другачије од горе наведеног, али у основи је редослед исти.

Како је прецизна производња зупчаника назначена?

У производњи било ког њиховог типа постоје бројне грешке, међу којима постоје четири главне:

• кинематичка грешка која је углавном повезана са радијалним ударањем зупчаника;
• грешка глаткоће рада узрокована одступањима степенице и профила зуба;
• контактна грешка зуба у трансмисији, која карактерише потпуност уклапања њихових површина у захват;
• бочни размак између нерадних зубних површина.

Да би се контролисале прве три грешке, стандарди постављају посебне индикаторе - степени тачности од 1 до 12, а прецизност производње се повећава са смањењем индекса. Да би контролисали четврту грешку у производњи, постоје два индикатора:

• тип спојнице - означене словима А, Б, Ц, Д, Е, Х;
• Толеранција бочног зазора - означена са к, и, з, а, б, ц, д, е, х.

За оба индикатора бочног зазора, симболи су дати у силазном редоследу његове величине и толеранције за њега.

Конвенционално, тачност брзина је назначена на два начина. Ако је степен тачности у прве три грешке исти, онда се ставља један заједнички нумерички индикатор степена тачности, након чега следи слова која указују на тип интерфејса и толеранцију за бочни клиренс. На пример:

8-Ац ГОСТ 1643-81.

Ако је тачност у прве три грешке различита, онда се три нумеричка индикатора стављају у ознаку секвенцијално. На пример:

5-4-3-Са ГОСТ 1643 - 81.

Типови зупчаника

Било која опрема, без обзира на њен тип, је направљена и ради према истим принципима као што је горе описано. Међутим, њихови различити типови вам омогућавају да обављате различите задатке. Неки типови зупчаника имају или високу ефикасност или висок степен преноса, или раде са непаралелним осима ротације зупчаника, на пример. Ово су главне уобичајене врсте. Ово није комплетна листа. Могућа је и комбинација наведених типова.

Напомена: Дати су само типични степени преноса. Због многих других могућих фактора, наведене вриједности ефикасности треба користити само као референтне вриједности. Произвођачи често дају очекивану ефикасност у пасошима за своје програме. Запамтите да ће трошење и подмазивање значајно утицати на ефикасност зупчаника.

Цилиндрични цилиндрични точкови (ефикасност ~ 90%)

Цилиндрични зупчаник има зупце на цилиндричној површини. Трансфери са њима су најчешће коришћени типови због своје једноставности и максималне ефикасности код свих осталих. Преносни однос за један пар у ≤ 12.5. Не препоручује се за врло велика оптерећења, јер се равни зуби зупчаника лако ломе.

Цилиндрични спирални зупчаници (ефикасност ~ 80%)

Они раде на исти начин као и цилиндрични прстен за пренос тренутка између паралелних вратила, али такав пренос се одвија глатко. Као резултат, они стварају мање буке током рада и имају мање димензије. Имају велики капацитет оптерећења. Нажалост, због сложеног облика зуба, они су обично скупљи.

Цилиндрични точкови шеврона

Они су варијација претходних врста. Шта је разлика зупчаника. Цртеж је приказан испод. Може се видјети да су зуби с десним и лијевим нагибом распоређени дуж ширине круне, тако да такви композитни зуби зупчаника наликују на „шевроне“ у облику. Ови точкови имају све предности спиралног изгледа, као и одсуство аксијалних оптерећења. Они се могу центрирати и не требају скупи угаони контактни лежајеви за перцепцију аксијалних оптерећења.

Конусни зупчаници (ефикасност ~ 70%)

Зуби ових точкова, који се налазе на конусним површинама, изводе равни, коси, кружни (лучни). Ови зупчаници се користе за пренос тренутка између осовина које се укрштају под различитим угловима. Нажалост, њихова ефикасност је прилично ниска, па се њихова употреба треба избјегавати ако је могуће.

Ворм геарс (Ефикасност ~ 70%)

Ово је трансмисија са пужним вијком на једном вратилу и пужним точком на другом, окомито на први, вратило. Имају веома висок преносни однос. Прорачуни узимају у обзир чињеницу да црв (једносмјерно) има само један зуб (скретање). Још једна предност пужног зупчаника је да има само један смер ротације. То значи да само погонски мотор може окретати такву брзину, док гравитација или друге снаге треће стране неће изазвати никаква окретања. Ово је корисно, на пример, за закључавање терета на висини.