כיצד להתאים גודל של כונן מתלה: שיני כוח, מודול ופיניון

מתלי גלגלי שיניים סליליים מפלדה, מודולים M1 עד M4

מילת מפתח יעד:חישוב כוח מתלים

מִשׁנִי:בחירת מודול מתלה הילוכים, גודל מתלה, פיניון מתלה כוח משיק

מטא תיאור:עבוד על גודל מתלה עם נוסחאות אמיתיות ודירוגי כוח שפורסמו לפי מודול. כולל מקדמי בטיחות, הנחיה לספירת שיניים פיניון ודוגמה עובדת.

טעות הגודל הנפוצה ביותר שאנו רואים אינה טעות במתמטיקה. זה דילוג על תנאי החיכוך וההאצה ומתאים את גודל המתלה על משקל עצמי בלבד.

מעמד של 2,000 ק"ג אינו צריך מתלה המדורג ל-2,000 ק"ג. אופקי, הוא בקושי צריך להחזיק את המשקל הזה בכלל - המדריכים הליניאריים עושים זאת. מה שהמתלה צריך לספק הוא חיכוך פלוס הכוח להאיץ את המסה, ועל ציר מהיר מונח התאוצה שולט בכל השאר.

הנה החישוב המלא עם המספרים החשובים.

משוואת הכוח

כוח ההזנה על ציר מתלה אופקי הוא סכום של שלושה דברים:

F_N = M · g · µ + M · a + F

כאשר M הוא המסה הנעה בק"ג, g הוא 9.81 מ'/שנ"ר, µ הוא מקדם החיכוך, a הוא תאוצה ב-m/s² ו-F מכסה כל עומס חיתוך של כוח תהליך חיצוני -, פעולת דחיפה, מה שהמכונה עושה בפועל למחייתה.

אותו קשר נכתב לעתים קרובות F₁=m × g × µ + m × .

מקדם החיכוך הוא המקום שבו ההערכות משתבשות. הנחיות כלליות-למטרות לרוב מצטטות 0.1 או 0.15, אך ציר כלי מכונה הפועל על מובילים ליניאריים חוזרים של כדור קרוב יותר ל0.01- בסדר גודל נמוך יותר, מכיוון שמדריכים אלו יעילים ביותר. שימוש ב-0.15 על ציר- ליניארי יגדיל את כל הרכבת ההינע שלך.

לאחר מכן המר את הכוח למומנט הפיניון:

T_N = (F_N · d) / 2000(מומנט ב-Nm, כוח ב-N, קוטר הגובה d ב-mm)

וקוטר גובה הפיניון הוא פשוטd = m · z- מודול כפול מספר השיניים.

מסודר מחדש לכיוון השני, כוח משיק ממומנט זמין הואFt=2T / (m · z).

מהירות פיניון עבור מהירות ליניארית יעד:

N = (V · 19100) / d(סל"ד, עם V ב-m/s ו-d ב-mm)

או עבודה ב-m/min, מהירות ליניארית=π × מודול × שיניים × rpm ÷ 1000. עבדו דרך: מודול 3, פיניון 20 שיניים, 300 rpm → π × 3 × 20 × 300 ÷ 1000=56.5 m/min.

גורמי בטיחות - ומלכודת הציר האנכי

מומנט עיצובי הוא המומנט המחושב כפול מקדם בטיחות. נוהג רגיל:

איור 1. מקדם בטיחות ומקדם עומס תפעול מוערמים באופן כפול על כוח ההזנה המחושב.

הנתון האנכי גבוה יותר אינו שמרנות לשמה. על ציר אנכי המתלה נושא את מלוא המשקל הסטטי ברציפות, כוח הכבידה מסייע בכיוון אחד ומתנגד בכיוון השני, ותקלת הנעה פירושה שהעומס יורד מתחת למשקלו שלו. ההשלכות של גודל נמוך הן בקטגוריה אחרת.

גורם עומס תפעולי שכבות נוסף על כך:

גורמי שירות בטווח של 1.25 עד 2.0 מיושמים בדרך כלל בהתאם למאפייני העמסת זעזועים.

מחסניות אלה. ציר אנכי עם עומס זעזועים כבד נושא מקדם משולב של 3 × 1.75 ≈ 5.25 כנגד הכוח המחושב. זה לא ריפוד - עומס זעזועים מחזורי על שיני ההילוכים היא בעיית עייפות, ולעייפות לא אכפת מהעומס הממוצע שלך.

קיבולת כוח פורסמה לפי מודול

ברגע שיש לך את כוח התכנון, השווה אותו מול קיבולת מדורגת. כוח משיק מייצג מותר לפי מודול וסוג מתלה:

איור 2. כוח משיק מותר לפי מודול וטיפול בחום. טיפול בחום גובר על גודל המודול.

(ערכי kN הם המרות יחידות של נתוני הפאונד שפורסמו ב-1 lbf=4.44822 N.)

שני דברים ראויים לתשומת לב.

ראשית, דף המקור אינו מציין את רוחב הפנים מאחורי דירוגים אלה, ורוחב הפנים הוא משתנה-מסדר ראשון בחוזק השיניים. התייחס לטבלה כמדריך השוואתי בין תהליכים ומודולים, ולאחר מכן אשר את הכוח המדורג עבור החתך הספציפי- שאתה קונה.

שנית, הסתכל על פני כל שורה. מתלה מודול 4 מוקשה-ו-טחון נושא 13,000 פאונד; מתלה מודול 4 רך נושא 1,800 פאונד. אותה גיאומטריה, אותה ספירת שיניים למטר, פי שבעה מהקיבולת. טיפול בחום וגימור משנים את דירוג העומס יותר מאשר העלייה בשני גדלי מודול.

מה שמסביר את הנקודה שכדאי להצמיד מעל השולחן:

"מודול מתלה 2 באיכות 5 יכול להעביר כוח משיק גבוה יותר ממודול 3 באיכות 8!"

ספירת שיניים פיניון

גלגל שיניים של כ-20 שיניים קרוב לאופטימום המתמטי לכוח משיק נגד התנגדות המערכת. פיניון גדול יותר מציג יותר תגובה נגדית; פיניון קטן יותר מעביר פחות מומנט ונשחק מהר יותר.

ההחלפה-מתנהלת כך. פחות שיניים פירושו קוטר שיפוע קטן יותר, מה שאומר יותר מומנט ליחידת כוח - טוב ליכולת הכוח וטוב לרזולוציה, שכן כל סיבוב מנוע נע פחות מרחק. אבל פחות שיניים משמעו גם פחות רשת בבת אחת, מתח מגע גבוה יותר לכל שן, וסיכון לחתוך מתחת לכ-17 שיניים בזווית לחץ של 20 מעלות.

יותר שיניים נותנות ריצה חלקה יותר ולחץ שיניים נמוך יותר, אך הרזולוציה הליניארית לכל סיבוב מנוע יורדת וכל שגיאת זווית במערכת ההנעה מוגברת לשגיאה לינארית גדולה יותר.

עשרים שיניים הן הפשרה שנוחתת באמצע. סטה בכוונה: פחות אם אתה מוגבל-במומנט, יותר אם אתה צריך מהירות ויש לך מומנט פנוי.

גיאומטריית שן ייתכן שתצטרך

גיאומטריית שן פיתול סטנדרטית, מתוך משוואות הייחוס:

זווית הלחץ היא 20 מעלות למעשה לכל העיצובים החדשים. פרופיל 14.5 מעלות היה נפוץ היסטורית ועדיין מיוצר להחלפת מכונות מדור קודם, וזו הסיבה ששניהם נשארים זמינים. אם אתה מעצב חדש, השתמש ב-20 מעלות. אם אתה מחליף פרופיל שן אחת במכונה קיימת, מדוד לפני הזמנת - זוויות לחץ ערבוב נותנות מגע נקודתי והרס מהיר.

דוגמה עובדת

ציר כלי מכונה מייצג, מעובד מקצה לקצה:

ציר כלי מכונה, אופקי

m=2,500 ק"ג, µ=0.01, v=60 מ"ד/דקה

תאוצה 2 מ"ר/ש"ר מעל 0.5 שניות

K_A = 1, S_B = 1

תיבת הילוכים: 3,000 סל"ד מדורג, 180 ננומטר מדורג, יחס 10

מנוע: 3,000 סל"ד מדורג, 20 ננומטר מדורג

כוח חיכוך: 2,500 × 9.81 × 0.01=245 N

כוח האצה: 2,500 × 2=5,000 N

כוח הזנה כולל: כ-5,245 N

מונח התאוצה הוא פי עשרים ממונח החיכוך. בכל מכונה שזזה במהירות, מכאן מגיע כוח המתלה - וזה בדיוק המונח שאנשים שוכחים כשהם מתאמים בעומס סטטי.

תנאי האימות שיש לבדוק הם: F_MAX גדול או שווה ל-F_S, T_G גדול או שווה ל-T_S, T_M גדול או שווה ל-T₂, N_G גדול או שווה ל-N₁, N_M גדול או שווה ל-N₂. כל החמישה, לא רק הכוח.

רשימת בדיקה למידות

מסה זזה, כולל חומר העבודה במקסימום

מהירות היעד ותאוצה - מקבלים תאוצה נכונה, היא שולטת

מקדם החיכוך מותאם לסוג המנחה בפועל (0.01 למנחים ליניאריים, לא 0.15)

כל כוח תהליך

כוח הזנה ← מומנט הגלגלים במודול וספירת השיניים שבחרת

החל S_B (2 אופקיים, 3 אנכיים) ו-K_A (1.0 / 1.25 / 1.75)

השווה מול כוח מדורג עבור סוג המתלה - ואשר את רוחב הפנים

בדוק את מהירות הגלגל מול מגבלות תיבת ההילוכים והמנוע

שאלות נפוצות

האם אוכל להשתמש במודול קטן יותר אם אני בוחר במתלה באיכות גבוהה יותר?

לעתים קרובות כן. טבלאות הכוח שפורסמו מציגות מתלה מוקשה-ו-טחון עם ביצועים טובים יותר על מתלה רך בשני גדלי מודולים גדולים יותר. בדוק מול הנתונים המדורגים הספציפיים עבור שתי האפשרויות.

כיצד משפיע רוחב הפנים על הקיבולת?

ישיר - מתח כיפוף שורש השן הוא ביחס הפוך לרוחב הפנים. טבלאות כוח שפורסמו תמיד מניחות רוחב פנים מסוים, אז אשר זאת לפני השוואת נתונים בין ספקים.

באיזה מקדם חיכוך עלי להשתמש?

התאם את מערכת המדריך. מובילים ליניאריים של כדור חוזר הם בסביבות 0.01, וזה מה שהדוגמה של כלי המכונה לעיל משתמשת בו. מגלשות רגילות או דרכים שטוחות שהוקשו הן גבוהות בהרבה - 0.1 עד 0.15 טריטוריה.

האם מקדם הבטיחות מכסה עומסי זעזועים?

לא בפני עצמו. מקדם הבטיחות S_B ומקדם ההפעלה K_A הם מכפילים נפרדים ושניהם חלים. זעזוע כבד על ציר אנכי מוערם בערך של 5×.

למה 19,100 בנוסחת המהירות?

זהו המרת יחידה- קבועה שמתקפלת 60 שניות לדקה והקשר π למספר אחד, כך שתוכל להכניס V ב-m/s ו-d ב-mm ולהוציא סל"ד.

Tianjin OuNaiDa Transmissions Technology מייצרת מתלי גלגלי שיניים ופינונים מותאמים במודולים 1 עד 10, ישרים וסליליים, רכים דרך קשיחים-ו-קרקע. שלח את המסה, המהירות, התאוצה וההתמצאות שלך ואנו נריץ איתך את המידות.