نحوه اندازه‌گیری یک درایو قفسه و پینیون: دندان‌های نیرو، ماژول و پینیون

قفسه های دنده مارپیچ فولادی، ماژول های M1 تا M4

کلمه کلیدی هدف:محاسبه نیروی قفسه و پینیون

ثانویه:انتخاب ماژول قفسه دنده، اندازه قفسه و پینیون، پینیون قفسه نیروی مماسی

توضیحات متا:با فرمول های واقعی و رتبه بندی نیروی منتشر شده توسط ماژول، از طریق اندازه گیری قفسه و پینیون کار کنید. شامل فاکتورهای ایمنی، راهنمای شمارش دندان پینیون و یک نمونه کار شده است.

رایج ترین اشتباه اندازه گیری که می بینیم یک خطای ریاضی نیست. این عبارت است از کنار گذاشتن شرایط اصطکاک و شتاب و اندازه گیری قفسه تنها با وزن مرده.

یک دروازه 2000 کیلوگرمی نیازی به قفسه 2000 کیلوگرمی ندارد. از نظر افقی، به سختی نیاز به نگه داشتن آن وزن دارد - راهنماهای خطی این کار را انجام می دهند. چیزی که قفسه باید ارائه دهد اصطکاک به اضافه نیرویی است که برای شتاب دادن به جرم است، و در یک محور سریع، اصطلاح شتاب بر هر چیز دیگری غالب است.

در اینجا محاسبه کامل با اعداد مهم است.

معادله نیرو

نیروی تغذیه در محور افقی قفسه و پینیون مجموع سه چیز است:

F_N = M · g · µ + M · a + F

در جایی که M جرم جابجا شده بر حسب کیلوگرم است، g 9.81 m/s²، µ ضریب اصطکاک، a شتاب بر حسب m/s² است، و F هر نیروی فرآیند خارجی - بار برشی، عملیات هل دادن، هر کاری که ماشین واقعاً برای زندگی انجام می‌دهد را پوشش می‌دهد.

همین رابطه اغلب F1=m × g × μ + m × نوشته می شود.

ضریب اصطکاک جایی است که تخمین ها اشتباه می شوند. راهنمای هدف عمومی اغلب 0.1 یا 0.15 را نقل می کند، اما محور ماشین ابزار که روی راهنماهای خطی توپ در حال چرخش کار می کند به0.01- یک مرتبه کم‌تر، زیرا این راهنماها بسیار کارآمد هستند. استفاده از 0.15 در یک محور راهنمای خطی، کل قطار شما را بزرگتر می کند.

سپس نیرو را به گشتاور پینیون تبدیل کنید:

T_N = (F_N · d) / 2000(گشتاور بر حسب نیوتن متر، نیرو بر حسب N، قطر گام d بر حسب میلی متر)

و قطر گام پینیون به سادگی استd = m · z- ماژول ضربدر تعداد دندان‌ها.

در حالت دیگر، نیروی مماس از یک گشتاور موجود استفوت=2T / (m · z).

سرعت پینیون برای سرعت خطی هدف:

N = (V · 19100) / d(دور در دقیقه، با V بر حسب m/s و d بر حسب میلی متر)

یا کار بر حسب متر بر دقیقه، سرعت خطی=π × ماژول × دندان × دور در دقیقه ÷ 1000. کارکرد: ماژول 3، پینیون 20 دندانه، 300 دور در دقیقه → π × 3 × 20 × 300 ÷ 1000=56.5 متر در دقیقه.

عوامل ایمنی - و تله محور عمودی

گشتاور طراحی، گشتاور محاسبه شده ضرب در ضریب ایمنی است. تمرین استاندارد:

شکل 1. ضریب ایمنی و ضریب بار عملیاتی به صورت ضربی بر روی نیروی تغذیه محاسبه شده قرار می گیرند.

بالاتر بودن رقم عمودی محافظه کاری به خاطر خودش نیست. در یک محور عمودی، قفسه وزن ثابت کامل را به طور مداوم حمل می کند، گرانش در یک جهت کمک می کند و در جهت دیگر مخالف است، و یک خطای رانندگی به این معنی است که بار تحت وزن خود پایین می آید. عواقب کم کردن اندازه در دسته بندی متفاوتی قرار دارد.

یک لایه ضریب بار عملیاتی در بالای آن قرار می گیرد:

فاکتورهای سرویس در محدوده 1.25 تا 2.0 معمولاً بسته به ویژگی های بارگذاری شوک اعمال می شوند.

این پشته. یک محور عمودی با بارگذاری شوک سنگین ضریب ترکیبی 3 × 1.75 ≈ 5.25 را در برابر نیروی محاسبه شده حمل می کند. این که بارگذاری شوک چرخه‌ای روی دندانه‌های چرخ دنده پد نیست، یک مشکل خستگی است، و خستگی به بار متوسط ​​شما اهمیتی نمی‌دهد.

ظرفیت نیروی منتشر شده توسط ماژول

هنگامی که نیروی طراحی را به دست آوردید، آن را با ظرفیت نامی مقایسه کنید. نماینده نیروی مماسی مجاز بر اساس ماژول و نوع قفسه:

شکل 2. نیروی مماسی مجاز توسط مدول و عملیات حرارتی. عملیات حرارتی بیشتر از اندازه ماژول است.

(مقادیر kN تبدیل واحدهای ارقام پوند منتشر شده در 1 lbf=4.44822 شمالی هستند.)

دو چیز شایسته توجه است.

اولاً، صفحه مبدأ عرض صورت پشت این رتبه‌بندی‌ها را بیان نمی‌کند، و عرض صورت اولین متغیر مرتبه-در استحکام دندان است. جدول را به‌عنوان راهنمای مقایسه‌ای در بین فرآیندها و ماژول‌ها در نظر بگیرید، سپس نیروی رتبه‌بندی شده را برای مقطع{2}} خاصی که می‌خرید تأیید کنید.

دوم، به هر ردیف نگاه کنید. یک قفسه ماژول 4 سخت شده-و-زمینی 13000 پوند است. یک رک ماژول نرم 4 وزنی معادل 1800 پوند دارد. رتبه بارگذاری عملیات حرارتی و تکمیلی بیشتر از افزایش دو اندازه ماژول است.

که این نکته را توضیح می دهد که ارزش سنجاق بالای میز را دارد:

"یک ماژول رک 2 در کیفیت 5 می تواند نیروی مماسی بالاتری نسبت به مدول 3 در کیفیت 8 منتقل کند!"

تعداد دندان پینیون

یک پینیون با حدود 20 دندان نزدیک به بهینه ریاضی برای نیروی مماسی در برابر واکنش سیستم است. یک پینیون بزرگتر باعث واکنش بیشتر می شود. یک پینیون کوچکتر گشتاور کمتری را منتقل می کند و سریعتر فرسوده می شود.

معامله-به این صورت است. دندانه های کمتر به معنای قطر گام کوچکتر است، که به معنای گشتاور بیشتر در واحد نیرو است - برای ظرفیت نیرو خوب است و برای وضوح خوب است، زیرا هر دور موتور فاصله کمتری را جابجا می کند. اما دندان‌های کمتر همچنین به معنای کمتر بودن مش در یک بار، فشار تماس بیشتر به ازای هر دندان، و کاهش خطر کمتر از حدود 17 دندان در زاویه فشار 20 درجه است.

تعداد دندانه‌های بیشتر دویدن نرم‌تر و استرس کمتری به دندان می‌دهد، اما وضوح خطی در هر دور موتور کاهش می‌یابد و هر خطای زاویه‌ای در پیشرانه به خطای خطی بزرگ‌تری تبدیل می‌شود.

بیست دندان سازشی است که در وسط قرار می گیرد. انحراف عمدی: کمتر اگر گشتاور دارید-محدود می‌شوید، اگر به سرعت نیاز دارید و گشتاور اضافی دارید بیشتر است.

ممکن است به هندسه دندان نیاز داشته باشید

هندسه دندان در پیچ استاندارد، از معادلات مرجع:

زاویه فشار اساساً برای همه طرح های جدید 20 درجه است. نمایه 14.5 درجه از لحاظ تاریخی رایج بود و هنوز هم برای جایگزینی ماشین های قدیمی تولید می شود، به همین دلیل است که هر دو در دسترس هستند. اگر در حال طراحی جدید هستید، از 20 درجه استفاده کنید. اگر یک پروفیل دندان را در دستگاه موجود جایگزین می‌کنید، قبل از سفارش - زاویه فشار اختلاط را اندازه بگیرید که تماس نقطه‌ای و تخریب سریع ایجاد می‌کند.

نمونه کار شده

یک محور ماشین ابزار نماینده، که از انتها به انتها کار می کند:

محور ماشین ابزار، افقی

متر=2،500 کیلوگرم، µ=0.01، v=60 متر در دقیقه

شتاب 2 متر بر ثانیه بیش از 0.5 ثانیه

K_A = 1, S_B = 1

گیربکس: 3000 دور در دقیقه نامی، 180 نیوتن متر نامی، نسبت 10

موتور: 3000 دور در دقیقه، 20 نیوتن متر نامی

نیروی اصطکاک: 2500 × 9.81 × 0.01=245 N

نیروی شتاب: 2,500 × 2=5,000 نیوتن

کل نیروی تغذیه: حدود 5245 نیوتن

عبارت شتاب بیست برابر عبارت اصطکاک است. در هر ماشینی که به سرعت حرکت می کند، این همان جایی است که نیروی قفسه از - می آید و این دقیقاً همان اصطلاحی است که افراد هنگام اندازه گیری در بار استاتیک فراموش می کنند.

شرایط تأیید برای بررسی عبارتند از: F_MAX بزرگتر یا مساوی F_S، T_G بزرگتر یا مساوی T_S، T_M بزرگتر یا مساوی T2، N_G بزرگتر یا مساوی N1، N_M بزرگتر یا مساوی N2. هر پنج، نه فقط نیرو.

چک لیست اندازه

جرم جابجا شده، از جمله قطعه کار در حداکثر

سرعت و شتاب هدف - شتاب را درست می‌گیرد، غالب است

ضریب اصطکاک مطابق با نوع راهنمای واقعی (0.01 برای راهنماهای خطی، نه 0.15)

هر نیروی فرآیندی

نیروی تغذیه → گشتاور پینیون در ماژول و تعداد دندان انتخابی شما

S_B (2 افقی، 3 عمودی) و K_A (1.0 / 1.25 / 1.75) را اعمال کنید

با نیروی نامی برای نوع قفسه - مقایسه کنید و عرض صورت را تأیید کنید

سرعت پینیون را در مقابل محدودیت های گیربکس و موتور بررسی کنید

سوالات متداول

آیا در صورت انتخاب رک با کیفیت بالاتر می توانم از یک ماژول کوچکتر استفاده کنم؟

اغلب بله. جداول نیرو منتشر شده یک قفسه سخت شده-و-زمینی را نشان می‌دهد که عملکرد بهتری از قفسه نرم دو اندازه ماژول دارد. با ارقام رتبه بندی شده خاص برای هر دو گزینه بررسی کنید.

چگونه عرض صورت بر ظرفیت تأثیر می گذارد؟

تنش خمشی مستقیماً - ریشه دندان با عرض صورت نسبت معکوس دارد. جداول نیروی منتشر شده همیشه عرض صورت خاصی را در نظر می گیرند، بنابراین قبل از مقایسه ارقام بین تامین کنندگان، آن را تایید کنید.

از چه ضریب اصطکاک استفاده کنم؟

با سیستم راهنما مطابقت دهید. راهنماهای خطی توپ چرخشی حدود 0.01 هستند، که در مثال ماشین ابزار بالا از آن استفاده می شود. لغزش های ساده یا راه های صاف سخت شده به مراتب بالاتر از - 0.1 تا 0.15 قلمرو هستند.

آیا ضریب ایمنی بارهای شوک را پوشش می دهد؟

نه به خودی خود. ضریب ایمنی S_B و عامل عملیاتی K_A ضریب های جداگانه ای هستند و هر دو اعمال می شوند. شوک سنگین روی یک محور عمودی تقریباً 5× است.

چرا 19100 در فرمول سرعت؟

این یک واحد تبدیل ثابت-تا 60 ثانیه در دقیقه و رابطه π به یک عدد است، بنابراین می‌توانید V را بر حسب m/s و d را بر حسب میلی‌متر قرار دهید و دور در دقیقه را خارج کنید.

Tianjin OuNaiDa Transmissions، قفسه‌های دنده و پینیون‌های همسان را در ماژول‌های 1 تا 10، مستقیم و مارپیچ، نرم از طریق سخت شده-و{3}}زمین تولید می‌کند. جرم، سرعت، شتاب و جهت خود را ارسال کنید و ما سایز بندی را با شما انجام خواهیم داد.