Fogasléc és fogaskerék meghajtás mérete: erő, modul és fogaskerék fogak

Acél spirális fogaslécek, M1-M4 modulok

Cél kulcsszó:fogasléc és fogaskerék erő számítás

Másodlagos:fogasléc modul kiválasztása, fogasléc és fogasléc méretezése, tangenciális fogasléc fogaskerék

Meta leírás:Dolgozzon át a fogaslécek és fogaskerekek méretezésén valós képletekkel és modulonként közzétett erőbesorolással. Tartalmazza a biztonsági tényezőket, a fogaskerék fogszámozási útmutatóját és egy működő példát.

A leggyakoribb méretezési hiba, amit látunk, nem matematikai hiba. Kihagyja a súrlódási és gyorsulási feltételeket, és a fogaslécet kizárólag önsúlyra méretezi.

Egy 2000 kg-os portálhoz nincs szükség 2000 kg-os állványra. Vízszintesen alig kell tartania ezt a súlyt - a lineáris vezetők ezt teszik. A fogaslécnek a súrlódást és a tömeg felgyorsításához szükséges erőt kell biztosítania, és egy gyors tengelyen a gyorsulási kifejezés ural minden mást.

Itt van a teljes számítás a fontos számokkal.

Az erőegyenlet

A vízszintes fogasléc és fogaskerék tengelyén fellépő előtolási erő három dolog összege:

F_N = M · g · µ + M · a + F

Ahol M a mozgatott tömeg kg-ban, g 9,81 m/s², µ a súrlódási együttható, a gyorsulás m/s²-ben, és F minden külső folyamaterőt - vágási terhelést, tolóműveletet jelent, függetlenül attól, hogy a gép valójában mit csinál a megélhetéséért.

Ugyanezt az összefüggést gyakran írják F₁=m × g × µ + m × .

A súrlódási együttható az, ahol a becslések rosszul mennek. Az általános célú vezetés gyakran 0,1-et vagy 0,15-öt idéz, de a recirkulációs golyós lineáris vezetőkön futó szerszámgép tengelye közelebb van a0.01- egy nagyságrenddel alacsonyabb, mert ezek az útmutatók rendkívül hatékonyak. Ha 0,15-öt használ egy lineáris-vezetőtengelyen, az egész hajtásláncot túlméretezi.

Ezután alakítsa át az erőt fogaskerék nyomatékává:

T_N = (F_N · d) / 2000(nyomaték Nm-ben, erő N-ben, d osztásátmérő mm-ben)

A fogaskerék-osztás átmérője pedig egyszerűd = m · z- modul szorzata a fogak számával.

A másik irányban átrendezve, a rendelkezésre álló nyomatékból származó tangenciális erő azFt=2T / (m · z).

A fogaskerék sebessége a cél lineáris sebességhez:

N = (V · 19100) / d(rpm, V-vel m/s-ban és d-vel mm-ben)

Vagy m/percben, lineáris sebességgel=π × modul × fogak × ford./perc ÷ 1000. Végigdolgozva: 3. modul, 20 fogas fogaskerék, 300 ford./perc → π × 3 × 20 × 300 ÷ 1000=56.5 m/min.

Biztonsági tényezők - és a függőleges tengelycsapda

A tervezési nyomaték a számított nyomaték szorozva egy biztonsági tényezővel. Normál gyakorlat:

1. ábra Biztonsági tényező és üzemi terhelési tényező verem szorzata a számított előtolási erőn.

A magasabb függőleges érték önmagáért nem konzervativizmus. Függőleges tengelyen a fogasléc folyamatosan hordozza a teljes statikus súlyt, a gravitáció az egyik irányba segít, a másikban pedig ellentétes, a hajtáshiba pedig azt jelenti, hogy a rakomány saját súlya alatt ereszkedik le. Az alulméretezés következményei más kategóriába tartoznak.

A működési terhelési tényező ezen felül:

Általában az 1,25 és 2,0 közötti szerviztényezőket alkalmazzák a lökésterhelési jellemzőktől függően.

Ezek a verem. Az erős lökésterhelésű függőleges tengely 3 × 1,75 ≈ 5,25 együttes tényezőt hordoz a számított erővel szemben. Ez a nem párnázott - ciklikus lökésszerű terhelés a fogaskerék fogain fáradási probléma, és a fáradtság nem számít az átlagos terhelésnek.

Közzétett erőkapacitás modulonként

Ha megvan a tervezési erő, hasonlítsa össze a névleges kapacitással. Reprezentatív megengedett tangenciális erő modul és állványtípus szerint:

2. ábra Megengedett tangenciális erő modulonként és hőkezelésenként. A hőkezelés meghaladja a modul méretét.

(A kN értékek a közzétett font számok átszámításai 1 lbf=4.44822 N értéknél.)

Két dolog érdemel figyelmet.

Először is, a forrásoldal nem adja meg az arcszélességet e besorolások mögött, és az arcszélesség a fogerősség első -rendű változója. Kezelje a táblázatot a folyamatok és modulok összehasonlító útmutatójaként, majd erősítse meg a vásárolt keresztmetszet névleges -erősségét.

Másodszor, nézzen át minden sort. Egy edzett-és-földelt modul 4-es állvány 13 000 fontot hordoz; egy soft module 4-es fogasléc 1800 fontot hordoz. Ugyanaz a geometria, ugyanaz a fogszám méterenként, a kapacitás hétszerese. A hőkezelés és a kikészítés jobban megváltoztatja a terhelési besorolást, mint a két modulméret növelése.

Ez megmagyarázza azt a pontot, amelyet érdemes az íróasztal fölé rögzíteni:

"Egy 2. rack-modul 5-ös minőségben nagyobb érintőleges erőt tud továbbítani, mint a 8-as minőségben a 3-as modul!"

Fogasfogak száma

A körülbelül 20 fogú fogaskerék közel van a rendszer holtjátékával szembeni érintőleges erő matematikai optimumához. A nagyobb fogaskerék nagyobb holtjátékot eredményez; egy kisebb fogaskerék kevesebb nyomatékot ad át és gyorsabban kopik.

A csere{0}}a következőképpen zajlik. A kevesebb fog kisebb osztásátmérőt jelent, ami nagyobb nyomatékot jelent egységenként -, ami jó az erőkapacitás szempontjából és jó a felbontás szempontjából, mivel minden motorfordulat kisebb távolságot tesz meg. De a kevesebb fog azt is jelenti, hogy egyszerre kevesebb a háló, nagyobb fogankénti érintkezési feszültség, és 20 fokos nyomási szögnél körülbelül 17 fog alatti alávágási kockázat.

Több fog simább futást és kisebb fogfeszültséget eredményez, de a motorfordulatonkénti lineáris felbontás csökken, és a hajtáslánc minden szöghibája nagyobb lineáris hibává erősödik.

A húsz fog az a kompromisszum, amely a közepén landol. Szándékosan térjen el: kevesebb, ha korlátozott a nyomatéka-, több, ha sebességre van szüksége, és van tartalék nyomatéka.

A fogak geometriája, amire szüksége lehet

Szabványos evolvens foggeometria, a referenciaegyenletekből:

A nyomásszög 20 fok lényegében minden új kivitelnél. A 14,5 fokos profil történelmileg elterjedt volt, és még mindig a régi gépek cseréjére gyártják, ezért mindkettő elérhető marad. Ha újat tervez, használjon 20 fokot. Ha egy meglévő gépben egy fogprofilt cserél, rendelés előtt mérje meg a - keverési nyomásszögek pontszerű érintkezést és gyors tönkremenetelt eredményeznek.

Működő példa

Egy reprezentatív szerszámgép tengely, végigdolgozva a végétől a végéig:

A szerszámgép tengelye, vízszintes

m=2,500 kg, µ=0.01, v=60 m/perc

Gyorsulás 2 m/s² 0,5 s alatt

K_A = 1, S_B = 1

Sebességváltó: 3000 névleges fordulat/perc, névleges 180 Nm, áttétel 10

Motor: névleges 3000 ford./perc, névleges 20 Nm

Súrlódási erő: 2500 × 9,81 × 0.01=245 N

Gyorsító erő: 2500 × 2=5000 N

Teljes előtolási erő: körülbelül 5245 N

A gyorsulási tag húszszorosa a súrlódási tagnak. Minden gyorsan mozgó gépen innen ered az állványerő -, és pontosan ezt a kifejezést felejtik el az emberek, amikor statikus terhelésre méreteznek.

Az ellenőrizendő ellenőrzési feltételek: F_MAX nagyobb vagy egyenlő, mint F_S, T_G nagyobb vagy egyenlő, mint T_S, T_M nagyobb vagy egyenlő, mint T₂, N_G nagyobb vagy egyenlő, mint N1, N_M nagyobb vagy egyenlő, mint N2. Mind az öt, nem csak az erő.

Méretezési ellenőrző lista

Az elmozdított tömeg, beleértve a maximális munkadarabot

Célsebesség és gyorsulás - kap gyorsulást, ez dominál

A súrlódási együttható a tényleges vezetőtípushoz igazítva (0,01 a lineáris vezetőknél, nem 0,15)

Bármilyen folyamaterő

Előtolási erő → fogaskerék forgatónyomatéka a választott modulon és a fogszámon

Alkalmazza az S_B (2 vízszintes, 3 függőleges) és K_A (1,0 / 1,25 / 1,75)

Hasonlítsa össze a - típusú rack névleges erővel, és ellenőrizze az arc szélességét

Ellenőrizze a fogaskerék fordulatszámát a sebességváltó és a motor határértékei szerint

GYIK

Használhatok kisebb modult, ha jobb minőségű racket választok?

Gyakran igen. A közzétett erőtáblázatok egy edzett-és-köszörült rack-et mutatnak be, amely felülmúlja a két modulmérettel nagyobb puha rack-et. Ellenőrizze mindkét opció konkrét névleges adatait.

Hogyan befolyásolja az arc szélessége a kapacitást?

A közvetlenül - foggyökér hajlítási feszültsége fordítottan arányos a homlokszélességgel. A közzétett erőtáblázatok mindig egy adott arcszélességet feltételeznek, ezért erősítse meg, mielőtt összehasonlítja a beszállítók adatait.

Milyen súrlódási együtthatót használjak?

Illessze az útmutató rendszert. A recirkulációs golyós lineáris vezetők 0,01 körüliek, ezt használja a fenti szerszámgéppélda. A sima csúszdák vagy az edzett síkpályák sokkal magasabbak - 0.1, mint 0,15 terület.

A biztonsági tényező kiterjed az ütési terhelésekre?

Nem magától. Az S_B biztonsági tényező és a K_A működési tényező külön szorzók, és mindkettő érvényes. A függőleges tengelyen érkező erős ütések nagyjából 5×-esre halmozódnak fel.

Miért 19 100 a sebességképletben?

Ez egy egységnyi-konverziós konstans hajtogatás 60 másodperc/perc sebességgel és a π összefüggés egyetlen számmá, így megadhatja V-t m/s-ban és d-t mm-ben, és megkaphatja a fordulatszámot.

A Tianjin OuNaiDa Transmissions Technology fogaslécet és hozzáillő fogaskerekeket gyárt az 1-10. modulokban, egyenesen és spirálisan, lágyan edzett-és-csiszolással. Küldje el tömegét, sebességét, gyorsulását és tájékozódását, és veled együtt lefutjuk a méretezést.