Kremayer ve Pinyon Tahrik Sisteminin Boyutlandırılması: Kuvvet, Modül ve Pinyon Dişleri

Çelik helisel dişli kremayerler, M1'den M4'e kadar modüller

Hedef anahtar kelime:kremayer ve pinyon kuvveti hesaplaması

İkincil:dişli kremayer modülü seçimi, kremayer ve pinyon boyutlandırma, teğetsel kuvvet kremayer pinyonu

Meta açıklaması:Gerçek formüller ve modüle göre yayınlanmış kuvvet değerleri ile kremayer ve pinyon boyutlandırması üzerinde çalışın. Güvenlik faktörlerini, pinyon diş sayısı kılavuzunu ve çalışılmış bir örneği içerir.

En sık gördüğümüz boyutlandırma hatası matematik hatası değildir. Sürtünme ve ivme terimlerini atlamak ve rafı yalnızca ölü ağırlığa göre boyutlandırmaktır.

2.000 kg'lık bir portalın 2.000 kg'lık bir rafa ihtiyacı yoktur. Yatay olarak bu ağırlığı neredeyse hiç taşıması gerekmez - bunu doğrusal kılavuzlar yapar. Kremayerin sağlaması gereken şey sürtünme artı kütleyi hızlandıracak kuvvettir ve hızlı bir eksende ivme terimi diğer her şeye hakimdir.

İşte önemli sayılarla hesaplamanın tamamı.

Kuvvet denklemi

Yatay kremayer ve pinyon eksenindeki ilerleme kuvveti üç şeyin toplamıdır:

F_N = M · g · µ + M · a + F

M, kg cinsinden hareket ettirilen kütledir, g 9,81 m/s²'dir, µ sürtünme katsayısıdır, a m/s² cinsinden ivmedir ve F herhangi bir dış süreç kuvvetini - kesme yükünü, bir itme işlemini, makinenin geçimini sağlamak için gerçekte yaptığı her şeyi kapsar.

Aynı ilişki genellikle F₁=m × g × µ + m × olarak yazılır.

Sürtünme katsayısı tahminlerin yanlış gittiği yerdir. Genel-amaçlı kılavuz genellikle 0,1 veya 0,15'ten alıntı yapar, ancak geri dönen bilyalı doğrusal kılavuzlar üzerinde çalışan bir takım tezgahı ekseni, 0,1 veya 0,15'e daha yakındır.0.01- bir büyüklük sırası daha düşüktür, çünkü bu kılavuzlar son derece verimlidir. Doğrusal-kılavuz eksende 0,15'i kullanmak, aktarma organınızın tamamını aşırı boyutlandıracaktır.

Daha sonra kuvveti pinyon torkuna dönüştürün:

T_N = (F_N · d) / 2000(Nm cinsinden tork, N cinsinden kuvvet, mm cinsinden adım çapı d)

Ve pinyon hatve çapı basitçed = m · z- modül çarpı diş sayısı.

Diğer şekilde yeniden düzenlenirse, mevcut bir torktan gelen teğetsel kuvvetFt=2T / (m · z).

Hedef doğrusal hız için pinyon hızı:

N = (V · 19100) / d(rpm, V m/s ve d mm olarak)

Veya m/dak cinsinden çalışma, doğrusal hız=π × modül × diş × rpm ÷ 1000. Üzerinde çalışılan: modül 3, 20 dişli pinyon, 300 rpm → π × 3 × 20 × 300 ÷ 1000=56.5 m/dak.

Güvenlik faktörleri - ve dikey eksen tuzağı

Tasarım torku, hesaplanan torkun bir güvenlik faktörüyle çarpımıdır. Standart uygulama:

Şekil 1. Güvenlik faktörü ve çalışma yük faktörü, hesaplanan ilerleme kuvveti üzerinde çarpımsal olarak toplanır.

Dikey rakamın daha yüksek olması başlı başına muhafazakarlık değildir. Dikey bir eksende raf, tam statik ağırlığı sürekli olarak taşır, yerçekimi bir yönde yardımcı olurken diğer yönde karşı çıkar ve bir tahrik hatası, yükün kendi ağırlığı altında alçalması anlamına gelir. Boyutun altında kalmanın sonuçları farklı bir kategoridedir.

Bunun üzerine bir çalışma yük faktörü katmanı:

Şok yükleme özelliklerine bağlı olarak 1,25 ila 2,0 aralığındaki servis faktörleri yaygın olarak uygulanır.

Bunlar yığın. Ağır şok yüküne sahip dikey eksen, hesaplanan kuvvete karşı 3 × 1,75 ≈ 5,25'lik bir birleşik faktör taşır. Yani dolgulu değil - dişli dişlerindeki döngüsel şok yüklemesi bir yorulma sorunudur ve yorgunluk ortalama yükünüzle ilgilenmez.

Modüle göre yayınlanmış kuvvet kapasitesi

Tasarım gücüne sahip olduğunuzda bunu nominal kapasiteyle karşılaştırın. Modül ve raf tipine göre izin verilen temsili teğetsel kuvvet:

Şekil 2. Modül ve ısıl işleme göre izin verilen teğetsel kuvvet. Isıl işlem modül boyutundan daha ağır basmaktadır.

(kN değerleri, 1 lbf=4.44822 N'de yayınlanan pound rakamlarının birim dönüşümleridir.)

İki şey dikkati hak ediyor.

Birincisi, kaynak sayfa bu derecelendirmelerin ardındaki yüz genişliğini belirtmez ve yüz genişliği-diş gücünde birinci dereceden bir değişkendir. Tabloyu süreçler ve modüller arasında karşılaştırmalı bir kılavuz olarak kullanın, ardından satın aldığınız belirli kesit için nominal kuvveti-doğrulayın.

İkincisi, her satıra bakın. Sertleştirilmiş-ve-topraklanmış modül 4 rafı 13.000 lb taşır; yumuşak modül 4 rafı 1.800 lb taşır. Aynı geometri, metre başına aynı diş sayısı, yedi kat kapasite. Isıl işlem ve son işlem, yük oranını iki modül boyutunu büyütmekten daha fazla değiştirir.

Bu da masanın üstüne sabitlenmeye değer noktayı açıklıyor:

"Kalite 5'teki bir raf modülü 2, kalite 8'deki modül 3'ten daha yüksek bir teğetsel kuvvet iletebilir!"

Pinyon diş sayısı

Yaklaşık 20 dişten oluşan bir pinyon, sistem boşluğuna karşı teğetsel kuvvet için matematiksel optimuma yakındır. Daha büyük bir pinyon daha fazla boşluk yaratır; daha küçük bir pinyon daha az tork iletir ve daha hızlı aşınır.

Takas-bu şekilde gerçekleşir. Daha az diş, daha küçük diş çapı anlamına gelir, bu da kuvvet birimi başına daha fazla tork anlamına gelir - her motor devri daha az mesafe kat ettiğinden, kuvvet kapasitesi açısından iyidir ve çözünürlük açısından iyidir. Ancak daha az diş aynı zamanda daha az sayıda mesh, diş başına daha yüksek temas gerilimi ve 20 derecelik basınç açısında yaklaşık 17 dişin altında kesme riski anlamına da gelir.

Daha fazla diş, daha düzgün çalışma ve daha düşük diş gerilimi sağlar, ancak motor devri başına doğrusal çözünürlük düşer ve aktarma organlarındaki herhangi bir açısal hata, daha büyük bir doğrusal hataya dönüşür.

Yirmi diş, ortaya çıkan uzlaşmadır. Kasıtlı olarak sapma yapın: Tork-sınırlıysanız daha az, hıza ihtiyacınız varsa ve yedek torkunuz varsa daha fazla.

İhtiyacınız olabilecek diş geometrisi

Referans denklemlerinden standart sarmal diş geometrisi:

Temel olarak tüm yeni tasarımlarda basınç açısı 20 derecedir. 14,5 derecelik profil geçmişte yaygındı ve hala eski makine değişimleri için üretiliyor; bu nedenle her ikisi de mevcut. Yeni tasarlıyorsanız 20 dereceyi kullanın. Mevcut bir makinede tek diş profilini değiştiriyorsanız sipariş vermeden önce ölçün - basınç açılarının karıştırılması nokta teması ve hızlı tahribat sağlar.

Çalışılmış bir örnek

Uçtan uca işlenmiş temsili bir takım tezgahı ekseni:

Takım tezgahı ekseni, yatay

m=2,500 kg, µ=0.01, v=60 m/dak

0,5 saniyede 2 m/s² hızlanma

K_A = 1, S_B = 1

Şanzıman: 3.000 rpm nominal, 180 Nm nominal, oran 10

Motor: 3.000 rpm nominal, 20 Nm nominal

Sürtünme kuvveti: 2.500 × 9,81 × 0.01=245 N

İvme kuvveti: 2.500 × 2=5.000 N

Toplam ilerleme kuvveti: yaklaşık 5.245 N

İvme terimi sürtünme teriminin yirmi katıdır. Hızlı hareket eden herhangi bir makinede raf kuvveti -'den gelir ve bu, insanların statik yüke göre boyutlandırdıklarında unuttukları terimdir.

Kontrol edilecek doğrulama koşulları şunlardır: F_MAX Büyük veya eşit F_S, T_G Büyük veya eşit T_S, T_M Büyük veya eşit T₂, N_G Büyük veya eşit N₁, N_M Büyük veya eşit N₂. Beşi de, sadece güç değil.

Boyutlandırma kontrol listesi

Maksimum iş parçası dahil olmak üzere taşınan kütle

Hedef hız ve ivme - hızlanmayı doğru yapın, o hakim olur

Gerçek kılavuz tipiyle eşleşen sürtünme katsayısı (doğrusal kılavuzlar için 0,15 değil, 0,01)

Herhangi bir süreç gücü

Besleme kuvveti → seçtiğiniz modülde ve diş sayısında pinyon torku

S_B (2 yatay, 3 dikey) ve K_A (1,0 / 1,25 / 1,75) uygulayın

- raf tipi için nominal kuvvetle karşılaştırın ve ön cephe genişliğini onaylayın

Pinyon hızını dişli kutusu ve motor limitlerine göre kontrol edin

SSS

Daha kaliteli bir raf seçersem daha küçük bir modül kullanabilir miyim?

Çoğu zaman evet. Yayınlanan kuvvet tabloları, sertleştirilmiş-ve-zemin rafının iki modül boyutu daha büyük bir yumuşak raftan daha iyi performans gösterdiğini göstermektedir. Her iki seçenek için de spesifik derecelendirme rakamlarını kontrol edin.

Yüz genişliği kapasiteyi nasıl etkiler?

Doğrudan - diş kökü eğilme gerilimi yüz genişliğiyle ters orantılıdır. Yayınlanan kuvvet tabloları her zaman belirli bir ön cephe genişliğini varsayar; bu nedenle, tedarikçilerin rakamlarını karşılaştırmadan önce bunu doğrulayın.

Hangi sürtünme katsayısını kullanmalıyım?

Kılavuz sistemini eşleştirin. Devridaim yapan bilyalı doğrusal kılavuzlar 0,01 civarındadır; yukarıdaki takım tezgahı örneğinde de bu değer kullanılmaktadır. Düz kızaklar veya sertleştirilmiş düz yollar, - 0.1 ile 0,15 bölge arasında çok daha yüksektir.

Güvenlik faktörü şok yükleri kapsıyor mu?

Tek başına değil. Güvenlik faktörü S_B ve çalışma faktörü K_A ayrı çarpanlardır ve her ikisi de geçerlidir. Dikey eksende ağır şok yaklaşık 5 kata kadar birikir.

Hız formülünde neden 19.100?

Bu, dakikada 60 saniye boyunca katlanan bir birim-dönüşüm sabitidir ve π ilişkisini tek bir sayıya dönüştürür, böylece V'yi m/s olarak ve d'yi mm olarak koyabilir ve rpm'yi elde edebilirsiniz.

Tianjin OuNaiDa Şanzıman Teknolojisi, 1'den 10'a kadar modüllerde, düz ve sarmal, yumuşaktan sertleştirilmiş-ve-taşlanmış dişli kremayerler ve eşleştirilmiş pinyonlar üretmektedir. Kütlenizi, hızınızı, ivmenizi ve yöneliminizi gönderin, boyutlandırmayı sizinle birlikte yapalım.