מתלה ציוד

מתלי ציוד ממירים כוח ותנועה מתנועה סיבובית לתנועה ליניארית. עבור מתלי גלגלי שיניים ישרים, גלגל ההצמדה חייב להיות באותו גובה, ובאותה זווית לחץ. כאשר שיני מתלה ההילוכים סליליות, הגובה, זווית הלחץ וזווית הסליל של שני הגלגלים ושל מתלה ההילוכים חייבים להיות זהים; עם זאת, כיוון זווית הסליל של כל רכיב חייב להיות הפוך.

שיניים של מתלה גלגלים נחתכות באמצעות מכונת כרסום מתלה. ראש הכרסום מכין קטע של מתלה ואז מתחבר לחלק הסמוך עד להשלמת המתלה. האורך המרבי של מתלה מוגבל רק על ידי אורך מכונת הטחינה. ניתן לייצר מתלים לציוד מחומרים שונים, לרבות פלדה, פליז, ברונזה או פלסטיק, ובהתאם ליישום ניתן להקשיח אותם בהתאם לדרישות החוזק והעמידות.

הגיאומטריה של מתלה ציוד מוגדרת על ידי מספר פרמטרים. במובן התיאורטי, מתלה הילוכים הוא רק גלגל שיניים בעל קוטר אינסופי. החישובים משתנים בהתאם אם השיניים מיוצרות במערכת הרגילה או במערכת הרוחבית.

הערך הראשון הדרוש לייצור מתלה ציוד הוא הגובה. במערכת המטרית, זה ידוע בשם המודול. ככל שערך המודול עולה, גודל שן ההילוכים גדל. במערכת הסטנדרטית האנגלית, הגובה של גלגל שיניים סליל ידוע בתור הגובה הדיאטרלי (DP). זה מייצג את מספר השיניים שנמצאות בגלגל שיניים בקוטר ייחוס של אינץ' אחד.

זווית הלחץ היא הזווית בין קו הפעולה של גלגלי השיניים לבין המשיק למעגל הגובה. היא קובעת את המגע בין שיני גלגלי השיניים ומשפיעה על יכולת נשיאת העומס ויעילותם של גלגלי השיניים. במערכת האנגלית, לגלגלי שיניים סלילניים יש בדרך כלל ערכים לזווית לחץ של 20 מעלות או 14 מעלות 30 דקות. עבור גלגלי שיניים סליליים מטריים, זווית הלחץ היא בדרך כלל 20 מעלות.

מספר השיניים לפיניון נבחר על ידי משתמש הקצה בהתאם ליחס המהירות הרצוי ליישום. כל סיבוב של הפיניון יעבור מרחק ליניארי מסוים לאורך מתלה ההילוכים. פיניון עם מספר קטן יותר של שיניים יצטרך להסתובב מהר יותר מפיניון גדול יותר כדי לעבור את אותו המרחק.

התוספת של שן מתלה הילוכים היא המרחק הליניארי בין גובה השן לקצה השן. בהתאם, הנדנדום הוא המרחק הליניארי בין גובה השן לשורש השן. סכום התוספת והדנדום קובע את גובה השן הכולל.

הערך לחזרה חשוב עבור מתלי ציוד. ערך זה מודד את המרחק בין שיני גלגל השיניים לבין שיני גלגלי השיניים כאשר הם אינם במגע. יש צורך בכמות מינימלית של נגיף כדי ששיני ההילוכים יתערבו כהלכה וכדי שחומר הסיכה יתחבר עם המתלה בנקודת המגע שלהם. מכיוון שמערכות מתלים משמשות בדרך כלל ליישומי מיקום, להצטברות שגיאות נגיעה יכולה להיות השפעה משמעותית על דיוק המיקום. מנגנונים נוספים כגון מקודדים אופטיים משולבים במערכות מתלים על מנת לשמור על דיוק מיקום.

העיצוב של מתלה ציוד כרוך בקביעת גובה הגובה, המודול, זווית הלחץ, התוספת, הממצה והנגיעה. גורמים אלו תלויים ביחס המהירות הרצוי, דרישות העברת הכוח והתכנון של המערכת המכנית. מתלי ציוד ישדרו רק כוח בין צירים מאונכים. כאשר הגלגלת מסתובבת, השיניים משתלבות ומעבירות מומנט מהגלגלת אל מתלה ההילוכים. אם המתלה מקובע והפיניון מסובב עם כיוון השעון, אז הגלגלת תתורגם ימינה. אם הפיניון קבוע ומסתובב בכיוון השעון, המתלה יתורגם שמאלה. מרחק התרגום לאורך המתלה שווה להיקף הגובה של הפיניון. בעת שימוש במודול רגיל, המרחק הזה הוא חלקי. כאשר משתמשים בגובה גובה מעגלי במקום במודול, ניתן להשיג תרגום קבוע. לדוגמה, פיניון מודול 3 עם 30 שיניים יתרגם 282.74 מילימטרים לסיבוב, בעוד שפיניון CP10 עם 30 שיניים יתרגם בדיוק 300 מילימטרים לסיבוב. דרך נוספת להשיג ערך סיבוב קבוע היא להשתמש במתלה סליל עם זווית סליל של 19 מעלות 31' 41 אינץ' שכן ערך זה ממיר גם את המודול לגובה מעגלי.

מתלים לציוד הם מרכיב נפוץ במערכות מכניות מכיוון שהם פשוטים בעיצובם, יעילים בתפעול וחסכוניים. הבנת ההגדרות הטכניות ועקרונות העיצוב של מתלי הילוכים חיונית לכל מי שעובד עם מערכות מכניות.