Како одредити величину погона зупчаника: зупци силе, модула и зупчаника

Челични спирални зупчаници, модули М1 до М4

Циљна кључна реч:прорачун силе зупчаника

секундарно:избор модула зупчаника, димензионисање зупчаника и зупчаника, тангенцијална сила зупчаника

Мета опис:Радите на димензионисању зупчаника и зупчаника са стварним формулама и објављеним оценама силе по модулима. Укључује сигурносне факторе, упутства за број зубаца зупчаника и радни пример.

Најчешћа грешка у величини коју видимо није математичка грешка. То је прескакање термина трења и убрзања и димензионисање сталка само на основу сопствене тежине.

Портал од 2.000 кг не треба сталак за 2.000 кг. Хоризонтално, једва да треба да држи ту тежину уопште - линеарне вођице то раде. Оно што носач мора да испоручи је трење плус сила за убрзање масе, а на брзој оси термин убрзања доминира свим осталим.

Ево комплетне рачунице са битним бројевима.

Једначина сила

Сила напајања на хоризонталној оси летве и зупчаника је збир три ствари:

F_N = M · g · µ + M · a + F

Где је М померена маса у кг, г је 9,81 м/с², µ је коефицијент трења, а је убрзање у м/с², а Ф покрива било коју спољну процесну силу - оптерећење резања, операцију гурања, шта год машина ради за живот.

Исти однос се често пише Ф₁=м × г × µ + м × .

Коефицијент трења је место где процене греше. Упутства опште{1}}опште намене често наводе 0,1 или 0,15, али осовина машине алатке која ради на рециркулацијским кугличним линеарним вођицама је ближа0.01- за ред величине ниже, јер су ти водичи изузетно ефикасни. Коришћење 0,15 на линеарној-оси водиља ће повећати вашу цео погон.

Затим претворите силу у обртни момент зупчаника:

T_N = (F_N · d) / 2000(момент у Нм, сила у Н, пречник корака д у мм)

А пречник корака зупчаника је једноставанd = m · z- модул пута број зубаца.

Преуређена на други начин, тангенцијална сила из расположивог обртног момента јеФт=2Т / (м · з).

Брзина зупчаника за циљну линеарну брзину:

N = (V · 19100) / d(о/мин, са В у м/с и д у мм)

Или рад у м/мин, линеарна брзина=π × модул × зупци × о/мин ÷ 1000. Обрађено: модул 3, зупчаник са 20 зубаца, 300 о/мин → π × 3 × 20 × 300 ÷ 1000=56.5 м/мин.

Безбедносни фактори - и замка вертикалне осе

Пројектовани обртни момент је израчунати обртни момент помножен фактором сигурности. Стандардна пракса:

Слика 1. Фактор сигурности и фактор радног оптерећења су мултипликативно на израчунату силу увлачења.

Виша вертикала није конзервативизам сама по себи. На вертикалној оси носач непрекидно носи пуну статичку тежину, гравитација помаже у једном смеру и супротставља се у другом, а грешка у погону значи да се терет спушта под сопственом тежином. Последице смањења величине су у другој категорији.

Фактор оперативног оптерећења је поврх тога:

Функционални фактори у опсегу од 1,25 до 2,0 се обично примењују у зависности од карактеристика ударног оптерећења.

Ови се слажу. Вертикална оса са великим ударним оптерећењем носи комбиновани фактор 3 × 1,75 ≈ 5,25 у односу на израчунату силу. То није подметање - циклично ударно оптерећење на зупце зупчаника је проблем замора, а умор не брине о вашем просечном оптерећењу.

Објављени капацитет силе по модулу

Када добијете пројектну снагу, упоредите је са номиналним капацитетом. Репрезентативна дозвољена тангенцијална сила по типу модула и сталка:

Слика 2. Дозвољена тангенцијална сила по модулу и термичкој обради. Термичка обрада је већа од величине модула.

(кН вредности су конверзије јединица објављених цифара у фунти при 1 лбф=4.44822 Н.)

Две ствари заслужују пажњу.

Прво, изворна страница не наводи ширину лица иза ових оцена, а ширина лица је променљива првог-реда у јачини зуба. Третирајте табелу као упоредни водич кроз процесе и модуле, а затим потврдите номиналну силу за одређени попречни-пресек који купујете.

Друго, погледајте сваки ред. Каљени-и-уземљени модул 4 сталак носи 13.000 лб; мекани модул 4 носивости 1800 лб. Иста геометрија, исти број зубаца по метру, седам пута већи капацитет. Термичка обрада и завршна обрада мењају оцену оптерећења више него повећање од две величине модула.

Што објашњава ствар коју вреди закачити изнад стола:

„Модул регала 2 у квалитету 5 може пренети већу тангенцијалну силу од модула 3 у квалитету 8!“

Број зуба зупчаника

Зупчаник од око 20 зуба је близу математичког оптимума за тангенцијалну силу против зазора система. Већи зупчаник уводи више зазора; мањи зупчаник преноси мањи обртни момент и брже се троши.

Замјена{0}}тече овако. Мање зубаца значи мањи пречник корака, што значи више обртног момента по јединици силе - што је добро за капацитет силе и добро за резолуцију, пошто се сваки обрт мотора креће мање удаљености. Али мање зуба такође значи мање у мрежи одједном, већи контактни напон по зубу и ризик од подрезивања испод око 17 зуба под углом притиска од 20 степени.

Више зубаца даје глаткији рад и ниже напрезање зубаца, али линеарна резолуција по обртају мотора опада и свака угаона грешка у погону се појачава у већу линеарну грешку.

Двадесет зуба је компромис који пада у средину. Намерно одступите: мање ако сте-ограничени обртни момент, више ако вам је потребна брзина и обртни момент на претек.

Геометрија зуба која ће вам можда требати

Стандардна еволвентна геометрија зуба, из референтних једначина:

Угао притиска је 20 степени за практично све нове дизајне. Профил од 14,5 степени је преовлађивао у прошлости и још увек се производи за замену старих машина, због чега су оба остала доступна. Ако дизајнирате ново, користите 20 степени. Ако мењате један профил зуба у постојећој машини, измерите пре наручивања - углове притиска мешања дају контакт тачке и брзо уништавање.

Урађен пример

Репрезентативна осовина алатне машине, обрађена од краја до краја:

Оса алатке, хоризонтална

м=2, 500 кг, µ=0.01, в=60 м/мин

Убрзање 2 м/с² за 0,5 с

K_A = 1, S_B = 1

Мењач: 3.000 обртаја у минути, оцењено 180 Нм, однос 10

Мотор: 3.000 обртаја у минути, оцењено 20 Нм

Сила трења: 2.500 × 9,81 × 0.01=245 Н

Сила убрзања: 2.500 × 2=5 000 Н

Укупна снага напајања: око 5.245 Н

Термин убрзања је двадесет пута већи од термина трења. На свакој машини која се брзо креће, овде долази сила сталка - и то је тачно термин који људи заборављају када одређују величину на статичком оптерећењу.

Услови верификације које треба проверити су: Ф_МАКС Веће или једнако Ф_С, Т_Г веће или једнако Т_С, Т_М веће или једнако Т₂, Н_Г веће или једнако Н₁, Н_М веће или једнако Н₂. Свих пет, не само сила.

Контролна листа за одређивање величине

Померана маса, укључујући радни предмет на максимуму

Циљна брзина и убрзање - добијају тачно убрзање, оно доминира

Коефицијент трења усклађен са стварним типом вођице (0,01 за линеарне вођице, а не 0,15)

Било која сила процеса

Сила увлачења → обртни момент зупчаника на одабраном модулу и број зубаца

Примените С_Б (2 хоризонталне, 3 вертикалне) и К_А (1,0 / 1,25 / 1,75)

Упоредите са номиналном силом за тип носача - и потврдите ширину лица

Проверите брзину зупчаника у односу на ограничења мењача и мотора

ФАК

Да ли могу да користим мањи модул ако изаберем сталак вишег квалитета?

Често да. Објављене табеле сила показују очврсну-и-уземљену сталку која надмашује мекани сталак за две величине модула већи. Проверите специфичне цифре за обе опције.

Како ширина лица утиче на капацитет?

Директно - напон савијања корена зуба је обрнуто пропорционалан ширини лица. Објављене табеле сила увек претпостављају одређену ширину лица, па је потврдите пре него што упоредите бројке између добављача.

Који коефицијент трења треба да користим?

Ускладите систем водича. Линеарне вођице са рециркулацијом кугле су око 0,01, што је оно што користи горњи пример машине алатке. Обични клизни путеви или очврсли равни путеви су далеко већи - 0.1 до 0,15 територије.

Да ли фактор сигурности покрива ударна оптерећења?

Не само по себи. Фактор сигурности С_Б и радни фактор К_А су одвојени множитељи и оба се примењују. Јаки удари на вертикалној оси се слажу на отприлике 5×.

Зашто 19.100 у формули брзине?

То је јединична{0}}константа конверзије која савија 60 секунди у минути и однос π у један број тако да можете да унесете В у м/с и д у мм и добијете број обртаја у минути.

Тиањин ОуНаиДа Трансмиссионс Тецхнологи производи зупчанике и усклађене зупчанике у модулима од 1 до 10, праве и спиралне, меке до каљене-и-брушене. Пошаљите своју масу, брзину, убрзање и оријентацију и ми ћемо са вама извршити мерење величине.