วิธีปรับขนาดไดรฟ์แร็คแอนด์พีเนียน: ฟันบังคับ โมดูล และพีเนียน

ชั้นวางเกียร์แบบเฮลิคอลแบบเหล็ก โมดูล M1 ถึง M4

คำหลักเป้าหมาย:การคำนวณแรงของแร็คแอนด์พิเนียน

รอง:การเลือกโมดูลแร็คเกียร์ ขนาดของแร็คแอนด์พีเนียน เฟืองแร็คแอนด์พีเนียนในวงสัมผัส

คำอธิบายเมตา:ทำงานผ่านการกำหนดขนาดแร็คแอนด์พีเนียนด้วยสูตรจริงและเผยแพร่พิกัดแรงตามโมดูล รวมถึงปัจจัยด้านความปลอดภัย คำแนะนำในการนับฟันเฟือง และตัวอย่างการทำงาน

ข้อผิดพลาดเกี่ยวกับขนาดที่พบบ่อยที่สุดที่เราเห็นไม่ใช่ข้อผิดพลาดทางคณิตศาสตร์ โดยข้ามเงื่อนไขการเสียดสีและการเร่งความเร็ว และปรับขนาดชั้นวางตามน้ำหนักตายตัวเพียงอย่างเดียว

โครงสำหรับตั้งสิ่งของ 2,000 กก. ไม่จำเป็นต้องมีชั้นวางที่รับน้ำหนัก 2,000 กก. ในแนวนอน แทบไม่ต้องรับน้ำหนักนั้นเลย - ตามที่เส้นบอกแนวทำเช่นนั้น สิ่งที่แร็คต้องส่งมอบคือแรงเสียดทานบวกกับแรงในการเร่งมวล และบนแกนเร็ว ระยะความเร่งจะครอบงำทุกสิ่งทุกอย่าง

นี่คือการคำนวณทั้งหมดพร้อมตัวเลขที่สำคัญ

สมการกำลัง

แรงป้อนบนแกนแร็คแอนด์พีเนียนแนวนอนคือผลรวมของสามสิ่ง:

F_N = M · g · µ + M · a + F

โดยที่ M คือมวลที่เคลื่อนที่ในหน่วยกิโลกรัม, g คือ 9.81 ม./วินาที², µ คือสัมประสิทธิ์การเสียดสี, a คือความเร่งในหน่วย m/s² และ F ครอบคลุมแรงในกระบวนการภายนอกใดๆ - ภาระในการตัด การกด ไม่ว่าเครื่องจักรจะทำอะไรก็ตามเพื่อหาเลี้ยงชีพจริงๆ

ความสัมพันธ์เดียวกันมักเขียนเป็น F₁=m × g × µ + m ×

ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานคือจุดที่การประมาณการผิดพลาด คำแนะนำวัตถุประสงค์ทั่วไป-มักจะเสนอราคา 0.1 หรือ 0.15 แต่แกนเครื่องมือกลที่ทำงานบนเส้นนำเชิงเส้นของลูกบอลหมุนเวียนจะอยู่ใกล้กับ0.01- ลำดับความสำคัญที่ต่ำกว่า เนื่องจากคำแนะนำเหล่านั้นมีประสิทธิภาพอย่างมาก การใช้ 0.15 บนแกนนำเชิงเส้น-จะทำให้ระบบขับเคลื่อนทั้งหมดของคุณใหญ่เกินไป

จากนั้นแปลงแรงเป็นแรงบิดปีกนก:

T_N = (F_N · d) / 2000(แรงบิดเป็น Nm, แรงเป็น N, เส้นผ่านศูนย์กลางพิทช์ d เป็น mm)

และเส้นผ่านศูนย์กลางพิตช์ของปีกนกนั้นเรียบง่ายd = m · z- โมดูลคูณจำนวนฟัน

หากจัดเรียงใหม่ในทางอื่น แรงในวงสัมผัสจากแรงบิดที่มีอยู่คือฟุต=2T / (ม · z).

ความเร็วของปีกนกสำหรับความเร็วเชิงเส้นเป้าหมาย:

N = (V · 19100) / d(รอบต่อนาที โดย V เป็น m/s และ d เป็น mm)

หรือทำงานเป็นเมตร/นาที ความเร็วเชิงเส้น=π × โมดูล × ฟัน × รอบต่อนาที ۞ 1000 ทำงานผ่าน: โมดูล 3 เฟือง 20 ฟัน 300 rpm → π × 3 × 20 × 300 ۞ 1000=56.5 ม./นาที

ปัจจัยด้านความปลอดภัย - และกับดักแกนตั้ง

แรงบิดออกแบบคือแรงบิดที่คำนวณได้คูณด้วยปัจจัยด้านความปลอดภัย แนวปฏิบัติมาตรฐาน:

รูปที่ 1 ปัจจัยด้านความปลอดภัยและปัจจัยโหลดการทำงานจะซ้อนกันหลายเท่าตามแรงป้อนที่คำนวณได้

รูปร่างในแนวตั้งที่สูงกว่านั้นไม่ใช่การอนุรักษ์เพื่อตัวมันเอง บนแกนแนวตั้ง ชั้นวางจะรับน้ำหนักคงที่เต็มที่อย่างต่อเนื่อง แรงโน้มถ่วงช่วยไปในทิศทางเดียวและตรงกันข้ามในทิศทางอื่น และความผิดปกติของไดรฟ์หมายความว่าโหลดจะลดลงตามน้ำหนักของมันเอง ผลที่ตามมาของการลดขนาดจะอยู่ในหมวดหมู่อื่น

เลเยอร์ตัวประกอบภาระการปฏิบัติงานที่นอกเหนือไปจากนั้น:

โดยทั่วไปจะใช้ปัจจัยการบริการในช่วง 1.25 ถึง 2.0 ขึ้นอยู่กับคุณลักษณะการรับแรงกระแทก

กองเหล่านี้ แกนตั้งที่มีการรับแรงกระแทกสูงจะมีปัจจัยรวมอยู่ที่ 3 × 1.75 data 5.25 เทียบกับแรงที่คำนวณได้ นั่นไม่ใช่การเสริมแรงสั่นสะเทือนแบบไซคลิก - บนฟันเกียร์เป็นปัญหาความล้า และความล้าไม่ได้สนใจภาระโดยเฉลี่ยของคุณ

ความจุกำลังที่เผยแพร่ตามโมดูล

เมื่อคุณมีพลังในการออกแบบแล้ว ให้เปรียบเทียบกับความจุที่กำหนด แรงสัมผัสที่อนุญาตโดยตัวแทนตามประเภทโมดูลและชั้นวาง:

รูปที่ 2 แรงสัมผัสที่อนุญาตโดยโมดูลและการบำบัดความร้อน การอบชุบด้วยความร้อนมีน้ำหนักเกินขนาดของโมดูล

(ค่า kN คือการแปลงหน่วยของตัวเลขปอนด์ที่เผยแพร่ที่ 1 lbf=4.44822 N)

สองสิ่งที่สมควรได้รับความสนใจ

ประการแรก หน้าแหล่งที่มาไม่ได้ระบุความกว้างของใบหน้าที่อยู่ด้านหลังการให้คะแนนเหล่านี้ และความกว้างของใบหน้าเป็นตัวแปรแรก-ในด้านความแข็งแรงของฟัน ถือว่าตารางเป็นแนวทางเปรียบเทียบระหว่างกระบวนการและโมดูล จากนั้นยืนยันแรงพิกัดสำหรับหน้าตัดเฉพาะ-ที่คุณกำลังซื้อ

ประการที่สอง ตรวจดูแต่ละแถว โมดูลกราวด์ 4 ชั้นที่แข็งแล้ว-และ-รับน้ำหนักได้ 13,000 ปอนด์ ซอฟท์โมดูล 4 แร็ครับน้ำหนักได้ 1,800 ปอนด์ รูปทรงเดียวกัน จำนวนฟันเท่ากันต่อเมตร ความจุเจ็ดเท่า การอบชุบด้วยความร้อนและการตกแต่งขั้นสุดท้ายเปลี่ยนแปลงพิกัดโหลดมากกว่าการเพิ่มขนาดโมดูลสองขนาด

ซึ่งอธิบายจุดที่ควรปักหมุดไว้เหนือโต๊ะ:

"โมดูลแร็ค 2 ในคุณภาพ 5 สามารถส่งแรงในวงสัมผัสที่สูงกว่าโมดูล 3 ในคุณภาพ 8!"

จำนวนฟันเฟือง

ฟันเฟืองประมาณ 20 ซี่อยู่ใกล้กับค่าที่เหมาะสมทางคณิตศาสตร์สำหรับแรงในแนวสัมผัสที่ต้านฟันเฟืองของระบบ ปีกนกที่ใหญ่กว่าจะทำให้เกิดฟันเฟืองที่มากขึ้น เฟืองขนาดเล็กส่งแรงบิดน้อยลงและสึกหรอเร็วขึ้น

การแลกเปลี่ยน-ดำเนินไปเช่นนี้ ฟันที่น้อยลงหมายถึงเส้นผ่านศูนย์กลางของพิตช์ที่เล็กลง ซึ่งหมายถึงแรงบิดที่มากขึ้นต่อหน่วยแรง - ดีสำหรับความจุแรงและดีสำหรับความละเอียด เนื่องจากการปฏิวัติมอเตอร์แต่ละครั้งจะเคลื่อนที่ในระยะทางที่น้อยลง แต่ฟันที่น้อยลงก็หมายถึงจำนวนฟันในซี่ที่น้อยลงในคราวเดียว ความเค้นต่อฟันที่สูงขึ้นต่อฟัน และความเสี่ยงในการตัดฟันต่ำกว่าประมาณ 17 ซี่ที่มุมแรงกด 20 องศา

ฟันที่มากขึ้นช่วยให้วิ่งได้ราบรื่นขึ้นและลดแรงตึงของฟัน แต่ความละเอียดเชิงเส้นต่อการปฏิวัติของมอเตอร์ลดลง และข้อผิดพลาดเชิงมุมในระบบขับเคลื่อนจะถูกขยายเป็นข้อผิดพลาดเชิงเส้นที่ใหญ่ขึ้น

ฟันยี่สิบซี่คือการประนีประนอมที่อยู่ตรงกลาง จงใจเบี่ยงเบน: น้อยลงถ้าคุณมีแรงบิด-มีจำกัด มากกว่านี้ถ้าคุณต้องการความเร็วและมีแรงบิดเหลือเฟือ

รูปทรงของฟันที่คุณอาจต้องการ

รูปทรงฟันม้วนแบบมาตรฐาน จากสมการอ้างอิง:

มุมกดคือ 20 องศาสำหรับการออกแบบใหม่ทั้งหมด โปรไฟล์ 14.5 องศานั้นแพร่หลายในอดีตและยังคงผลิตขึ้นสำหรับการเปลี่ยนเครื่องจักรแบบเดิม ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมทั้งสองรุ่นจึงยังคงมีวางจำหน่าย หากคุณกำลังออกแบบใหม่ให้ใช้ 20 องศา หากคุณกำลังเปลี่ยนโปรไฟล์ฟันซี่เดียวในเครื่องจักรที่มีอยู่ ให้วัดก่อนสั่งซื้อ - มุมกดผสมจะให้การสัมผัสแบบจุดและการทำลายอย่างรวดเร็ว

ตัวอย่างการทำงาน

แกนเครื่องมือกลที่เป็นตัวแทน ทำงานตั้งแต่ต้นจนจบ:

แกนเครื่องมือกลแนวนอน

ม.=2,500 กก., µ=0.01, v=60 ม./นาที

ความเร่ง 2 ม./วินาที² มากกว่า 0.5 วินาที

K_A = 1, S_B = 1

กระปุกเกียร์: อัตรา 3,000 รอบต่อนาที อัตรา 180 นิวตันเมตร อัตราส่วน 10

มอเตอร์: อัตรา 3,000 รอบต่อนาที อัตรา 20 นิวตันเมตร

แรงเสียดทาน: 2,500 × 9.81 × 0.01=245 N

แรงเร่งความเร็ว: 2,500 × 2=5,000 N

แรงป้อนทั้งหมด: ประมาณ 5,245 N

ระยะความเร่งคือ 20 เท่าของระยะแรงเสียดทาน สำหรับเครื่องจักรใดๆ ที่เคลื่อนที่เร็ว นี่คือที่มาของแรงแร็ค - และเป็นคำที่ผู้คนมักลืมเมื่อปรับขนาดบนโหลดแบบคงที่

เงื่อนไขการตรวจสอบเพื่อตรวจสอบคือ: F_MAX มากกว่าหรือเท่ากับ F_S, T_G มากกว่าหรือเท่ากับ T_S, T_M มากกว่าหรือเท่ากับ T₂, N_G มากกว่าหรือเท่ากับ N₁, N_M มากกว่าหรือเท่ากับ N₂ ทั้งห้า ไม่ใช่แค่กำลังเท่านั้น

รายการตรวจสอบขนาด

มวลที่เคลื่อนที่รวมทั้งชิ้นงานสูงสุดด้วย

ความเร็วเป้าหมายและความเร่ง - ได้รับการเร่งความเร็วที่ถูกต้อง ซึ่งมีอิทธิพลเหนือ

ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานตรงกับประเภทไกด์จริง (0.01 สำหรับลิเนียร์ไกด์ ไม่ใช่ 0.15)

แรงกระบวนการใดๆ

แรงป้อน → แรงบิดของเฟืองที่โมดูลและจำนวนฟันที่คุณเลือก

ใช้ S_B (2 แนวนอน, 3 แนวตั้ง) และ K_A (1.0 / 1.25 / 1.75)

เปรียบเทียบกับแรงพิกัดสำหรับประเภทชั้นวาง - และยืนยันความกว้างของผิวหน้า

ตรวจสอบความเร็วของเฟืองเทียบกับขีดจำกัดกระปุกเกียร์และมอเตอร์

คำถามที่พบบ่อย

ฉันสามารถใช้โมดูลที่เล็กกว่าได้หรือไม่ หากฉันเลือกชั้นวางคุณภาพสูงกว่า

มักจะใช่ ตารางแรงที่เผยแพร่จะแสดงแร็คกราวด์-และ-ที่แข็งขึ้นซึ่งมีประสิทธิภาพเหนือกว่าซอฟต์แร็คที่ใหญ่กว่าสองขนาด ตรวจสอบกับตัวเลขที่ได้รับการจัดอันดับเฉพาะสำหรับทั้งสองตัวเลือก

ความกว้างของใบหน้าส่งผลต่อความจุอย่างไร

ความเค้นดัดรากฟันโดยตรง - แปรผกผันกับความกว้างของใบหน้า ตารางแรงที่เผยแพร่จะใช้ความกว้างของหน้ากระดาษเสมอ ดังนั้นควรตรวจสอบก่อนที่จะเปรียบเทียบตัวเลขระหว่างซัพพลายเออร์

ฉันควรใช้สัมประสิทธิ์แรงเสียดทานเท่าใด

จับคู่ระบบนำทาง รางนำเชิงเส้นตรงแบบลูกกลิ้งหมุนเวียนมีค่าประมาณ 0.01 ซึ่งเป็นค่าที่เครื่องมือกลตัวอย่างข้างต้นใช้ ทางเลื่อนธรรมดาหรือทางเรียบแบบแข็งจะมีพื้นที่สูงกว่า - 0.1 ถึง 0.15 มาก

ปัจจัยด้านความปลอดภัยครอบคลุมโหลดแรงกระแทกหรือไม่?

ไม่ใช่ด้วยตัวเอง ปัจจัยด้านความปลอดภัย S_B และปัจจัยการปฏิบัติงาน K_A เป็นตัวคูณที่แยกจากกันและนำไปใช้ทั้งสองอย่าง การกระแทกอย่างรุนแรงบนแกนแนวตั้งจะซ้อนกันประมาณ 5 เท่า

ทำไมต้อง 19,100 ในสูตรความเร็ว?

มันคือหน่วย-ค่าคงที่ของการแปลงที่พับ 60 วินาทีต่อนาทีและความสัมพันธ์ π ให้เป็นตัวเลขเดียว คุณจึงสามารถใส่ V เป็น m/s และ d เป็น mm แล้วได้ rpm ออกมา

Tianjin OuNaiDa Transmissions Technology ผลิตแร็คเกียร์และพีเนียนที่จับคู่กันในโมดูล 1 ถึง 10 เป็นแบบตรงและเป็นเกลียว แบบอ่อนผ่านการแข็ง-และ-กราวด์ ส่งมวล ความเร็ว ความเร่ง และการวางแนวของคุณ แล้วเราจะดำเนินการวัดขนาดไปพร้อมกับคุณ