Jak nastavit velikost pohonu hřebenem a pastorkem: Síla, zuby modulu a pastorku

Ocelové ozubené hřebeny, moduly M1 až M4

Cílové klíčové slovo:výpočet síly hřebene a pastorku

Sekundární:výběr modulu ozubené tyče, dimenzování ozubené tyče a pastorku, pastorek ozubené tyče s tangenciální silou

Meta popis:Propracujte dimenzování hřebenů a pastorků pomocí skutečných vzorců a publikovaných hodnot síly podle modulu. Zahrnuje bezpečnostní faktory, vedení počtu zubů pastorku a zpracovaný příklad.

Nejčastější chybou ve velikosti, kterou vidíme, není matematická chyba. Je to přeskakování třecích a zrychlovacích podmínek a dimenzování hřebenu pouze na vlastní hmotnost.

Portál o hmotnosti 2 000 kg nepotřebuje regál dimenzovaný na 2 000 kg. Vodorovně to sotva potřebuje udržet tuto váhu - lineární vodítka to dělají. To, co musí hřeben dodat, je tření plus síla ke zrychlení hmoty a na rychlé ose dominuje člen zrychlení všemu ostatnímu.

Zde je úplný výpočet s čísly, na kterých záleží.

Silová rovnice

Síla posuvu na vodorovné ose hřebene a pastorku je součtem tří věcí:

F_N = M · g · µ + M · a + F

Kde M je pohybující se hmotnost v kg, g je 9,81 m/s², µ je koeficient tření, a je zrychlení v m/s² a F pokrývá jakoukoli vnější procesní sílu - řezné zatížení, tlačnou operaci, ať už se stroj skutečně živí čímkoli.

Stejný vztah se často píše F₁=m × g × µ + m × .

Koeficient tření je místo, kde se odhady kazí. Obecné-vedení často uvádí 0,1 nebo 0,15, ale osa obráběcího stroje běžící na lineárních vedeních s recirkulačními kuličkami je bližší0.01- o řád nižší, protože tato vodítka jsou extrémně účinná. Použití 0,15 na lineární-osě vedení předimenzuje celé hnací ústrojí.

Poté převeďte sílu na točivý moment pastorku:

T_N = (F_N · d) / 2000(točivý moment v Nm, síla v N, průměr stoupání d v mm)

A průměr rozteče pastorku je prostěd = m · z- modul krát počet zubů.

Při opačném uspořádání je tangenciální síla z dostupného krouticího momentuFt=2T / (m · z).

Rychlost pastorku pro cílovou lineární rychlost:

N = (V · 19100) / d(ot./min, s V v m/sa d v mm)

Nebo pracuje v m/min, lineární rychlost=π × modul × zuby × ot./min ÷ 1000. Zpracováno: modul 3, pastorek 20 zubů, 300 ot./min. → π × 3 × 20 × 300 ÷ 1000=56.5 m/min.

Bezpečnostní faktory - a lapač svislé osy

Návrhový moment je vypočtený moment vynásobený bezpečnostním faktorem. Standardní praxe:

Obrázek 1. Bezpečnostní faktor a faktor provozního zatížení se násobí na vypočtené posuvové síle.

To, že je vertikální číslo vyšší, není konzervatismus samo o sobě. Na svislé ose nese hřeben celou statickou hmotnost nepřetržitě, gravitace pomáhá v jednom směru a protilehlá ve druhém a porucha pohonu znamená, že náklad klesá pod svou vlastní hmotností. Důsledky poddimenzování jsou v jiné kategorii.

Vrstvy provozního zatížení navíc:

Provozní faktory v rozsahu 1,25 až 2,0 se běžně používají v závislosti na charakteristikách rázového zatížení.

Tyto se hromadí. Vertikální osa s velkým rázovým zatížením nese kombinovaný faktor 3 × 1,75 ≈ 5,25 proti vypočtené síle. To není vycpávka - cyklické rázové zatížení zubů ozubeného kola je problém s únavou a únava se nestará o vaše průměrné zatížení.

Zveřejněná síla podle modulu

Jakmile budete mít návrhovou sílu, porovnejte ji s jmenovitou kapacitou. Reprezentativní přípustná tangenciální síla podle modulu a typu stojanu:

Obrázek 2. Přípustná tangenciální síla podle modulu a tepelného zpracování. Tepelné zpracování převažuje nad velikostí modulu.

(Hodnoty kN jsou převody jednotek publikovaných čísel v librách při 1 lbf=4.44822 N.)

Dvě věci si zaslouží pozornost.

Za prvé, zdrojová stránka neuvádí šířku obličeje za těmito hodnoceními a šířka obličeje je proměnnou prvního{0} řádu v síle zubů. S tabulkou zacházejte jako se srovnávacím vodítkem napříč procesy a moduly a poté potvrďte jmenovitou sílu pro konkrétní průřez-, který kupujete.

Za druhé, podívejte se přes každý řádek. Tvrzený-a{2}}uzemněný stojan modulu 4 unese 13 000 lb; stojan s měkkým modulem 4 unese 1 800 lb. Stejná geometrie, stejný počet zubů na metr, sedmkrát větší kapacita. Tepelné zpracování a konečná úprava mění nosnost více než zvýšení o dvě velikosti modulů.

Což vysvětluje bod, který stojí za to připnout nad stůl:

"Skříňový modul 2 v kvalitě 5 může přenášet vyšší tečnou sílu než modul 3 v kvalitě 8!"

Počet zubů pastorku

Pastorek asi 20 zubů se blíží matematickému optimu pro tangenciální sílu proti vůli systému. Větší pastorek přináší větší vůli; menší pastorek přenáší menší točivý moment a rychleji se opotřebovává.

Obchod-probíhá takto. Méně zubů znamená menší průměr rozteče, což znamená větší točivý moment na jednotku síly - dobré pro silovou kapacitu a dobré pro rozlišení, protože každá otáčka motoru se posune o menší vzdálenost. Ale méně zubů také znamená méně v záběru najednou, vyšší kontaktní napětí na zub a riziko podříznutí pod 17 zubů při úhlu tlaku 20 stupňů.

Více zubů zajišťuje hladší chod a nižší namáhání zubů, ale lineární rozlišení na otáčku motoru klesá a jakákoli úhlová chyba v hnacím ústrojí je zesílena na větší lineární chybu.

Dvacet zubů je kompromis, který přistane uprostřed. Odchylujte se záměrně: méně, pokud jste omezeni-točivým momentem, více, pokud potřebujete rychlost a máte kroutící moment nazbyt.

Geometrie zubů, kterou možná budete potřebovat

Standardní geometrie evolventního zubu z referenčních rovnic:

Úhel tlaku je v podstatě u všech nových konstrukcí 20 stupňů. 14,5stupňový profil byl historicky převládající a stále se vyrábí pro výměnu starších strojů, proto jsou oba dostupné. Pokud navrhujete nové, použijte 20 stupňů . Pokud nahrazujete jeden profil zubu ve stávajícím stroji, změřte před objednáním - úhly směšovacího tlaku poskytují bodový kontakt a rychlou destrukci.

Zpracovaný příklad

Reprezentativní osa obráběcího stroje, propracovaná od začátku do konce:

Osa obráběcího stroje horizontální

m=2,500 kg, µ=0.01, v=60 m/min

Zrychlení 2 m/s² za 0,5 s

K_A = 1, S_B = 1

Převodovka: jmenovité 3 000 ot./min, jmenovitý moment 180 Nm, poměr 10

Motor: jmenovitý 3000 ot./min., jmenovitý moment 20 Nm

Třecí síla: 2 500 × 9,81 × 0.01=245 N

Síla zrychlení: 2 500 × 2=5 000 N

Celková síla posuvu: asi 5 245 N

Člen zrychlení je dvacetinásobek členu tření. Na jakémkoli stroji, který se rychle pohybuje, pochází síla stojanu z - a je to přesně termín, na který lidé zapomínají, když měří při statické zátěži.

Podmínky ověření, které je třeba zkontrolovat, jsou: F_MAX Větší nebo rovno F_S, T_G Větší než nebo rovno T_S, T_M Větší než nebo rovno T2, N_G Větší než nebo rovno N₁, N_M Větší než nebo rovno N₂. Všech pět, nejen síla.

Kontrolní seznam velikosti

Pohybovaná hmota, včetně obrobku na maximum

Cílová rychlost a zrychlení - mají zrychlení správné, dominují

Koeficient tření přizpůsobený skutečnému typu vedení (0,01 pro lineární vedení, nikoli 0,15)

Jakákoli procesní síla

Síla posuvu → krouticí moment pastorku při zvoleném modulu a počtu zubů

Použít S_B (2 horizontální, 3 vertikální) a K_A (1,0 / 1,25 / 1,75)

Porovnejte se jmenovitou silou pro typ stojanu - a potvrďte šířku líce

Zkontrolujte otáčky pastorku vůči limitům převodovky a motoru

FAQ

Mohu použít menší modul, pokud zvolím kvalitnější rack?

Často ano. Publikované tabulky sil ukazují tvrzený-a{2}}zeměný stojan, který překonává měkký stojan o dvě velikosti modulů větší. Porovnejte s konkrétními hodnotami pro obě možnosti.

Jak šířka líce ovlivňuje kapacitu?

Přímo - namáhání v ohybu kořene zubu je nepřímo úměrné šířce čela. Publikované tabulky sil vždy předpokládají konkrétní šířku plochy, proto si ji před porovnáním údajů mezi dodavateli ověřte.

Jaký koeficient tření bych měl použít?

Slaďte vodicí systém. Lineární vedení s recirkulačními kuličkami jsou kolem 0,01, což je to, co používá výše uvedený příklad obráběcího stroje. Obyčejné kluzné dráhy nebo zpevněné ploché dráhy jsou mnohem vyšší - 0.1 až 0,15 území.

Pokrývá bezpečnostní faktor rázová zatížení?

Ne sama od sebe. Bezpečnostní faktor S_B a provozní faktor K_A jsou samostatné násobiče a platí oba. Těžký ráz na svislé ose se nahromadí zhruba 5×.

Proč 19 100 v rychlostním vzorci?

Je to konstanta konverze jednotek{0}} složená 60 sekund za minutu a vztah π do jednoho čísla, takže můžete zadat V v m/s a d v mm a získat otáčky za minutu.

Tianjin OuNaiDa Transmissions Technology vyrábí ozubené hřebeny a přizpůsobené pastorky v modulech 1 až 10, rovné a šroubovité, měkké, skrz kalené-a{3}}broušené. Pošlete svou hmotnost, rychlost, zrychlení a orientaci a my s vámi provedeme dimenzování.