Λόγος ατέρμονα κοχλία και υπολογισμός — Τύποι, Παραδείγματα, Πραγματικές Περιπτώσεις
Η αριθμητική πίσω από ένα ζεύγος σκουληκιών και τροχών σκουληκιών, τρία λειτουργικά παραδείγματα και η πραγματικότητα των ακεραίων αριθμών που καταστρέφει τις καθαρές αναλογίες των σχολικών βιβλίων.
Η σχέση μετάδοσης με ατέρμονα κοχλία είναι ο αριθμός των δοντιών του τροχού διαιρούμενος με τον αριθμό των εκκινήσεων με ατέρμονα κοχλία: i = Z₂ / Z₁. Ένας ατέρμονας κοχλία μίας εκκίνησης που εμπλέκεται με έναν τροχό 40 δοντιών δίνει 40:1. Ένας ατέρμονας κοχλία 4 εκκινήσεων στον ίδιο τροχό δίνει 10:1. Η απόδοση διέπεται από τη γωνία κίνησης και τη γωνία τριβής μέσω η = tan(λ) / tan(λ + φ) — συνήθως 60 έως 70 τοις εκατό για κινητήρες μίας εκκίνησης υψηλής σχέσης, 85 έως 92 τοις εκατό για κινητήρες πολλαπλών εκκινήσεων χαμηλής σχέσης. Η απαιτούμενη ροπή εισόδου ισούται με τη ροπή εξόδου διαιρούμενη με (λόγος × απόδοση) και ο ακέραιος αριθμός δοντιών σημαίνει ότι η σχέση που λαμβάνετε στην πραγματικότητα σπάνια είναι ο καθαρός αριθμός που πληκτρολογήσατε στο φύλλο προδιαγραφών.
Οι δύο τύποι στους οποίους επιστρέφει κάθε μονάδα σκουληκιού
Ξεχάστε για μια στιγμή τις μακριές λίστες με εξισώσεις βήματος και ενότητας. Δύο τύποι καθορίζουν το 90% των αποφάσεων σχεδιασμού σε ένα ζεύγος ατέρμονα κοχλία και τροχού ατέρμονα κοχλία, και τα περισσότερα λάθη υπολογισμού στον τομέα προέρχονται από εσφαλμένη εφαρμογή αυτών των δύο — όχι από προηγμένη γεωμετρία.
Τύπος 1 — Λόγος αναγωγής (κινηματικός)
i = Z₂ / Z₁
Όπου Z₁ είναι ο αριθμός των εκκινήσεων με ατέρμονα κοχλία (1, 2, 3, 4, μερικές φορές 6) και Z₂ είναι ο αριθμός των δοντιών των τροχών. Αυτή είναι καθαρή γεωμετρία — το υλικό και το λιπαντικό δεν συμμετέχουν στην εξίσωση.
Τύπος 2 — Μηχανική απόδοση
η = tan(λ) / tan(λ + φ)
Όπου λ είναι η γωνία προπορείας του ατέρμονα κοχλία (συνάρτηση των εκκινήσεων και της διαμέτρου του βήματος του ατέρμονα κοχλία) και φ είναι η γωνία τριβής της επαφής (5 έως 8 μοίρες για καλά λιπασμένο χάλυβα σε μπρούντζο, 10 έως 15 μοίρες για κακή λίπανση). Εδώ μπαίνουν στο προσκήνιο το υλικό, το φινίρισμα της επιφάνειας και η χημεία του λιπαντικού.
Ο λόγος που αυτοί οι δύο τύποι έχουν τόσο μεγάλη σημασία είναι ότι αποτυπώνουν τον κεντρικό συμβιβασμό των γραναζιών με κοχλία — υψηλή σχέση μετάδοσης σημαίνει χαμηλή απόδοση, χαμηλή σχέση μετάδοσης σημαίνει υψηλή απόδοση και δεν μπορείτε να έχετε και τους δύο στο ίδιο σετ. Ο δεύτερος τύπος εξηγεί το κρυφό κόστος του πρώτου.
Σωστή ανάγνωση του τύπου αναλογίας
Το Z₁ μετρά τον αριθμό των ελικοειδών αρχών σπειρώματος στον ατέρμονα κοχλία — όχι τον συνολικό αριθμό των κορυφών σπειρώματος που είναι ορατές σε οποιαδήποτε περιφερειακή θέση. Κοιτάξτε το άκρο του ατέρμονα κοχλία. Ένας ατέρμονας κοχλία μίας εκκίνησης δείχνει ένα σπείρωμα να περιστρέφεται σπειροειδώς κατά μήκος του άξονα. Ένας ατέρμονας κοχλία 2 ξεκινημάτων δείχνει δύο σπειρώματα που τυλίγονται παράλληλα, με μετατόπιση 180 μοίρες. Ένας ατέρμονας κοχλία 4 ξεκινημάτων δείχνει τέσσερα παράλληλα σπειρώματα σε απόσταση 90 μοιρών. Η οπτική ένδειξη είναι ο αριθμός των ξεχωριστών σπειρωμάτων που μπορείτε να εντοπίσετε από το ένα άκρο του ατέρμονα κοχλία στο άλλο.
Το Z₂ μετρά τα δόντια του τροχού με τον συμβατικό τρόπο — συνολικός αριθμός δοντιών γύρω από την περιφέρεια του τροχού. Ένας τροχός 40 δοντιών έχει 40 δόντια. Ο αριθμός είναι ακέραιος από φυσική αναγκαιότητα· δεν μπορείτε να έχετε 40,5 δόντια.
Η παγίδα των ακεραίων που καταστρέφει τις καθαρές αναλογίες των σχολικών βιβλίων
Τόσο το Z₁ όσο και το Z₂ πρέπει να είναι ακέραιοι αριθμοί, και αυτός ο περιορισμός έχει μεγαλύτερη σημασία από ό,τι αναγνωρίζουν οι περισσότερες αριθμομηχανές. Εάν ένας πελάτης ζητήσει «ακριβώς 35:1», το γραφείο μηχανικών μας πρέπει να του πει ότι θα λάβει μία από τις τρεις πλησιέστερες πρακτικές αναλογίες: Z₂ = 35 με Z₁ = 1 δίνει ακριβώς 35:1, Z₂ = 70 με Z₁ = 2 δίνει ακριβώς 35:1 ή Z₂ = 36 με Z₁ = 1 δίνει 36:1 (υπέρβαση 2,9%). Η επιλογή εξαρτάται από το τι άλλο χρειάζεται η εφαρμογή — το Z₂ = 35 είναι καλό για κίνηση με μία εκκίνηση, το Z₂ = 70 διπλασιάζει τη διάμετρο του τροχού στην ίδια μονάδα και το Z₂ = 36 είναι ένας μικρός συμβιβασμός που σας επιτρέπει να χρησιμοποιήσετε ένα πιο συνηθισμένο μέγεθος τροχού.
Το να ζητάμε λόγο 35,5:1 απλά δεν λειτουργεί — δεν υπάρχει ακέραιο ζεύγος που να παρέχει ακριβώς αυτόν τον λόγο. Ο καθαρός αριθμός στο φύλλο σχεδιασμού πρέπει να στρογγυλοποιηθεί σε κάτι που το εργοστάσιο μπορεί πραγματικά να κόψει. Για εφαρμογές OEM στην Κορέα και την Ιαπωνία, όπου οι κωδικοποιητές και τα χειριστήρια κινητήρα κατάντη υποθέτουν ακριβή λόγο μετάδοσης, αυτή η στρογγυλοποίηση πρέπει να γίνει στο στάδιο του σχεδιασμού και όχι μετά την κατασκευή των εξαρτημάτων.
Πώς προκύπτει η αποτελεσματικότητα από τη γωνία του μολύβδου
Η γωνία προπορείας λ είναι η γωνία μεταξύ της έλικας του σπειρώματος του ατέρμονα κοχλία και ενός επιπέδου κάθετου στον άξονα του ατέρμονα κοχλία. Για έναν ατέρμονα κοχλία μονής εκκίνησης με μικρή διάμετρο βήματος, το λ μπορεί να είναι 3 έως 5 μοίρες. Για έναν ατέρμονα κοχλία 4 εκκινήσεων με την ίδια διάμετρο βήματος και μονάδα, το λ ανεβαίνει στις 15 έως 20 μοίρες. Η σχέση είναι γεωμετρική: περισσότερες εκκινήσεις στην ίδια μονάδα σημαίνουν μια πιο απότομη έλικα.
Εισάγετε τους αριθμούς στον τύπο απόδοσης και το συμβιβασμό γίνεται συγκεκριμένο. Υποθέστε γωνία τριβής φ = 6 μοίρες, η οποία είναι ρεαλιστική για καλά λιπανμένο χάλυβα σε φωσφορούχο χαλκό:
Το σχήμα της καμπύλης έχει σημασία. Η μετάβαση από γωνία προπορείας 3° σε 10° σχεδόν διπλασιάζει την απόδοση. Η μετάβαση από 20° σε 30° μετακινεί ελάχιστα τη βελόνα. Το ιδανικό σημείο για συστήματα μετάδοσης κίνησης υψηλής απόδοσης με πολλαπλές εκκινήσεις βρίσκεται περίπου στις 15 έως 20 μοίρες γωνία προπορείας — πέρα από αυτό έχετε μειωμένες αποδόσεις και αρχίζετε να χάνετε το πλάτος της επιφάνειας του τροχού που καθιστά τη μετάδοση κίνησης λειτουργική. Τα περισσότερα ζεύγη τροχών με ατέρμονα κοχλία και ατέρμονα κοχλία κατατάσσονται σε δύο ομάδες: 3 έως 5 μοίρες (αυτοασφαλιζόμενη υψηλής αναλογίας) ή 12 έως 18 μοίρες (με μέση αναλογία απόδοσης).
Μια παγίδα που βλέπω συχνά: ένας σχεδιαστής διαβάζει την τιμή "η = 70 τοις εκατό" από τον κατάλογο ενός κατασκευαστή και την αντιμετωπίζει ως σταθερά για τον υπολογισμό του μεγέθους του κινητήρα. Δεν είναι. Το ποσοστό του 70 τοις εκατό είναι η ονομαστική απόδοση στο ονομαστικό φορτίο και την ονομαστική ταχύτητα. Στο φορτίο του ενός δέκατου, η ροπή τριβής στο εσωτερικό του κιβωτίου ταχυτήτων παραμένει περίπου σταθερή, ενώ η ωφέλιμη ροπή μειώνεται κατά δέκα - η μετρούμενη απόδοση μπορεί να πέσει κάτω από το 30 τοις εκατό. Να υπολογίζετε πάντα το πραγματικό σημείο λειτουργίας, όχι την πινακίδα τύπου. Εάν έχετε μόνο ελαφρά φορτία στον κύκλο λειτουργίας, το ποσοστό που πρέπει να συμπεριλάβετε στον υπολογισμό της ροπής εισόδου είναι ο αριθμός μερικού φορτίου, όχι ο αριθμός καταλόγου.
Παράδειγμα εργασίας 1 — Κίνηση με ιμάντα μεταφοράς
Ένας μεταφορικός ιμάντας με επίπεδο ιμάντα μετακινεί 80 kg προϊόντος με ταχύτητα 0,5 m/s κατά μήκος μιας γραμμής 40 m. Η τροχαλία κίνησης έχει διάμετρο 200 mm. Ο πελάτης επιθυμεί διακοπτόμενη λειτουργία (40% ενεργοποιημένο, 60% απενεργοποιημένο) και αθόρυβη κίνηση. Δεν απαιτείται αυτοασφαλιζόμενος ιμάντας επειδή ο ιμάντας είναι οριζόντιος.
Η παρακάτω αναλυτική παρουσίαση δείχνει κάθε αριθμητικό βήμα, από τη δύναμη του ιμάντα έως την επιλογή του κινητήρα. Η ίδια διαδικασία ισχύει για οποιαδήποτε άσκηση διαστασιολόγησης μεταφορικού ιμάντα — το μόνο που αλλάζει είναι οι αριθμοί εισόδου.
Παρατηρήστε την απόφαση στρογγυλοποίησης στο βήμα 5 — η ακριβής αριθμητική αναλογία είναι 29,4:1, αλλά η πλησιέστερη πρακτική αναλογία ακέραιου αριθμού δοντιού είναι 30:1, η οποία δίνει μια ελαφρώς χαμηλότερη ταχύτητα ιμάντα. Ο πελάτης αποδέχτηκε αυτόν τον συμβιβασμό χωρίς ορατή διαφορά στην έξοδο του μεταφορικού ιμάντα. Αυτό είναι φυσιολογικό για βιομηχανικούς κινητήρες.
Παράδειγμα 2 — Μηχανισμός ανύψωσης με τύμπανο
Ένα μικρό ανυψωτικό συνεργείου ανυψώνει έως και 500 kg σε τύμπανο ακτίνας 100 mm. Η ταχύτητα ανύψωσης ορίζεται στα 6 m/min. Η αυτόματη ασφάλιση είναι υποχρεωτική, επειδή η πτώση φορτίου θα αποτελούσε κίνδυνο για την ασφάλεια. Ο πελάτης θέλει να χρησιμοποιήσει έναν τυπικό τριφασικό κινητήρα 1.400 rpm.
Το αυτοασφαλιζόμενο σύστημα εξαλείφει τους σκώληκες πολλαπλών εκκινήσεων — είμαστε αναγκασμένοι να επιλέξουμε σχεδιασμό 1 εκκίνησης με χαμηλή γωνία μολύβδου, αποδεχόμενοι την μείωση της απόδοσης.
Δύο πράγματα ξεχωρίζουν από αυτόν τον υπολογισμό. Πρώτον, η μείωση της απόδοσης για το αυτοασφαλιζόμενο σύστημα είναι σημαντική — περίπου το 67% της ισχύος εισόδου γίνεται θερμότητα στη μετάδοση κίνησης. Δεύτερον, η απαιτούμενη ισχύς του κινητήρα (3 kW) είναι πολύ υψηλότερη από ό,τι θα χρειαζόταν το ίδιο φορτίο σε έναν ελικοειδή μειωτήρα ορθής γωνίας υψηλής απόδοσης (ίσως 1,5 kW). Ο πελάτης πληρώνει για το αυτοασφαλιζόμενο σύστημα με επιπλέον ηλεκτρική ενέργεια καθ' όλη τη διάρκεια ζωής του ανυψωτικού. Για έναν ανυψωτήρα συνεργείου που λειτουργεί περίπου 200 ώρες ετησίως, αυτός ο συμβιβασμός είναι αποδεκτός. Για έναν ανυψωτήρα παραγωγής που λειτουργεί 24 ώρες το 24ωρο, δεν θα ήταν — η σωστή απάντηση είναι ο ελικοειδής μειωτήρας συν ένα ξεχωριστό μηχανικό φρένο.
Παράδειγμα εργασίας 3 — Ευρετηρίαση περιστροφικού τραπεζιού
Ένα τραπέζι ευρετηρίου 4 σταθμών τοποθετεί εξαρτήματα συγκόλλησης καθίσματος-πλαισίου αυτοκινήτου. Κάθε σταθμός χωράει 12 kg, συνολική μάζα τραπεζιού 80 kg, ακτίνα τραπεζιού 400 mm. Ο χρόνος ευρετηρίου ανά σταθμό είναι 1,2 δευτερόλεπτα (περιστροφή 90 μοιρών). Η ροπή συγκράτησης μεταξύ των κινήσεων πρέπει να αντιστέκεται σε τυχαία ώθηση, αλλά η ίδια η κίνηση συγκρατείται ηλεκτρικά από ένα σερβοφρένο — η αυτόματη ασφάλιση είναι επιθυμητή αλλά όχι υποχρεωτική.
Αυτός ο υπολογισμός είναι δυναμικός, όχι στατικός. Το κυρίαρχο φορτίο είναι η επιτάχυνση της μάζας του τραπεζιού κατά 90 μοίρες σε 1,2 δευτερόλεπτα — η μέγιστη ροπή εμφανίζεται κατά την επιτάχυνση, όχι κατά τη σταθερή περιστροφή. Οι εφαρμογές σερβομηχανισμού χρειάζονται επίσης χαμηλότερη αντίστροφη κίνηση από τα παραδείγματα μεταφορικών ταινιών ή ανυψωτικών μηχανημάτων.
Το προφίλ επιτάχυνσης υποθέτει μια τριγωνική ράμπα ταχύτητας — τα πρώτα 0,6 δευτερόλεπτα επιταχύνουν, τα τελευταία 0,6 δευτερόλεπτα επιβραδύνουν. Η μέγιστη γωνιακή ταχύτητα στο μέσο είναι 2 × 0,785 rad / 1,2 s = 1,31 rad/s. Η μέγιστη γωνιακή επιτάχυνση είναι 1,31 / 0,6 = 2,18 rad/s².
Συμπέρασμα: οι εφαρμογές δυναμικής ευρετηρίασης καθοδηγούν τον υπολογισμό μέσω της ροπής επιτάχυνσης, όχι της ροπής σταθερής κατάστασης. Η πολική ροπή αδράνειας του ίδιου του τραπεζιού συχνά κυριαρχεί έναντι της μάζας του τεμαχίου εργασίας, ειδικά σε βαριά περιστροφικά τραπέζια από χάλυβα. Η επιλογή σερβομηχανισμού πρέπει να ικανοποιεί τη μέγιστη ροπή, όχι τη μέση ροπή — η αντίθετη περίπτωση είναι ο πιο συνηθισμένος λόγος που τα πρωτότυπα ευρετηρίασης σταματούν κατά τη διάρκεια του πρώτου κύκλου.
Συνηθισμένα λάθη υπολογισμού που καταστρέφουν τα σχέδια
Μπερδεμένα Z₁ και Z₂. Ένας εκπληκτικός αριθμός πρώτων σχεδίων φτάνει με εκκινήσεις με ατέρμονα κοχλία και αλλαγή δοντιών τροχού — κάποιος έγραψε τον αριθμό των δοντιών του τροχού εκεί που ο τύπος αναμένει να ξεκινήσει ο ατέρμονας κοχλία. Το αποτέλεσμα είναι μια υπολογισμένη αναλογία 1/40 αντί για 40, γεγονός που κάνει τα μαθηματικά να φαίνονται παράλογα και σταματά το σχέδιο. Να σημειώνετε πάντα με σαφήνεια: Z₁ για τον ατέρμονα κοχλία, Z₂ για τον τροχό.
Ξεχνώντας να διαιρέσετε με την αποτελεσματικότητα. Η βασική αναλογία σάς δίνει την κινηματική σχέση μεταξύ των ταχυτήτων εισόδου και εξόδου. Η μετατροπή της σε ροπή απαιτεί διαίρεση με την απόδοση. Παραλείψτε τον διαιρέτη απόδοσης και καθορίζετε έναν κινητήρα που είναι πολύ μικρός. Ο κινητήρας θα σταματήσει υπό ονομαστικό φορτίο. Ροπή εισόδου = ροπή εξόδου ÷ (λόγος × απόδοση), πάντα.
Αντιμετώπιση της αποδοτικότητας ως σταθεράς. Η δημοσιευμένη ονομαστική απόδοση είναι σε ονομαστικό φορτίο. Η απόδοση ελαφρού φορτίου είναι πολύ χαμηλότερη επειδή η ροπή τριβής στο εσωτερικό του κιβωτίου ταχυτήτων παραμένει περίπου σταθερή ενώ η ωφέλιμη ροπή συρρικνώνεται. Να χρησιμοποιείτε πάντα την απόδοση σημείου λειτουργίας και όχι τον αριθμό αναφοράς.
Χρήση στατικής ροπής για δυναμικές εφαρμογές. Οι πίνακες ευρετηρίου, οι ανυψωτήρες με κρουστικά φορτία και οποιοσδήποτε μηχανισμός κίνησης με συχνούς κύκλους εκκίνησης-σταματήματος πρέπει να έχουν μέγεθος για μέγιστη ροπή επιτάχυνσης και όχι για ροπή σταθερής κατάστασης. Η μέγιστη τιμή μπορεί να είναι 2 έως 4 φορές μεγαλύτερη από τη σταθερή τιμή, ανάλογα με τον χρόνο του κύκλου.
Απαιτούμενες μη ακέραιες αναλογίες. Το αίτημα για 47,3:1 δεν έχει λύση. Στρογγυλοποιήστε στην πλησιέστερη πρακτική ακέραια αναλογία δοντιών στο στάδιο του σχεδιασμού. Εάν ο ελεγκτής κατάντη χρειάζεται μια ακριβή σχέση, σχεδιάστε πρώτα τη σχέση μετάδοσης και αφήστε την κλίμακα του ελεγκτή να προσαρμοστεί στην πραγματική σχέση.
Ξεχνώντας τον παράγοντα εξυπηρέτησης. Ένας κινητήρας που έχει μέγεθος ακριβώς ίσο με την υπολογισμένη ονομαστική ροπή έχει μηδενικό περιθώριο για διακύμανση τάσης γραμμής, γήρανση, περιστασιακή υπερφόρτωση ή θερμικό κύκλο. Εφαρμόστε έναν συντελεστή λειτουργίας μεταξύ 1,3 (ελαφριά διαλείπουσα) και 2,5 (έντονη φόρτιση κραδασμών) πριν επιλέξετε τον κινητήρα και το σετ γραναζιών.
Συχνές ερωτήσεις
Ε: Είναι η σχέση μετάδοσης η ίδια με τη σχέση μείωσης;
Για ένα ζεύγος ατέρμονα κοχλία και τροχού ατέρμονα κοχλία όπου ο ατέρμονας κοχλία είναι ο οδηγός, ναι — η σχέση μετάδοσης i = Z₂/Z₁ ισούται με τη σχέση μείωσης ταχύτητας. Ο άξονας εξόδου περιστρέφεται μία φορά για κάθε i στροφές της εισόδου. Σε σπάνιες διατάξεις όπου ο τροχός κινεί τον ατέρμονα κοχλία (σχεδιασμοί πολλαπλών εκκινήσεων με αντίστροφη κίνηση που χρησιμοποιούνται ως συμπλέκτες υπερλειτουργίας), ο τύπος της σχέσης μετάδοσης παραμένει ο ίδιος, αλλά η κινηματική ερμηνεία αντιστρέφεται. Ο τροχός με κίνηση ατέρμονα κοχλία είναι η τυπική περίπτωση και η μόνη που χρειάζεται σαφή αντιμετώπιση.
Ε: Πώς υπολογίζεται η γωνία του μολύβδου από τις διαστάσεις του σκουληκιού;
Γωνία ακροδεκτών λ = arctan( L / (π × d₁) ), όπου L είναι η ακροδεκτών (αξονική προώθηση ανά περιστροφή = Z₁ × αξονικό βήμα) και d₁ είναι η διάμετρος του βήματος του σκουληκιού. Για έναν σκουλήκι 1 εκκίνησης με αξονικό βήμα 9,42 mm και διάμετρο βήματος 36 mm: L = 9,42 mm, π × d₁ = 113,1 mm, άρα λ = arctan(9,42/113,1) = 4,76°. Οι σκουλήκια πολλαπλής εκκίνησης έχουν αναλογικά μεγαλύτερο ακροδέκτες — ένας σκουλήκι 2 εκκίνησης με το ίδιο βήμα και διάμετρο θα είχε λ = arctan(18,84/113,1) = 9,46°.
Ε: Ποια είναι μια τυπική γωνία τριβής για βιομηχανικά σετ ατέρμονων γραναζιών;
Για καλά λιπασμένο χάλυβα σε φωσφορικό μπρούντζο με συνθετικό λάδι κιβωτίου ταχυτήτων, η γωνία τριβής φ είναι περίπου 5 έως 7 μοίρες (μ = 0,087 έως 0,12). Για ορυκτέλαιο σε μέτρια θερμοκρασία, 7 έως 9 μοίρες. Για κακή λίπανση ή συνθήκες στρωσίματος, 10 έως 15 μοίρες. Η ταχύτητα ολίσθησης επηρεάζει την τριβή: σε πολύ χαμηλές ταχύτητες (κάτω από 0,5 m/s), η οριακή λίπανση κυριαρχεί και το φ αυξάνεται. σε μέτριες ταχύτητες (1 έως 5 m/s), τα υδροδυναμικά φαινόμενα τραβούν το φ προς τα κάτω. σε πολύ υψηλές ταχύτητες, η θέρμανση αρχίζει να πιέζει το φ ξανά προς τα πάνω. Οι περισσότεροι βιομηχανικοί υπολογιστές υποθέτουν σταθερές 6 μοίρες ως εκτίμηση πρώτου περάσματος.
Ε: Πώς μπορώ να λάβω μια ακριβή μη τυπική αναλογία όπως 50,5:1;
Δεν μπορείτε — όχι από ένα μόνο στάδιο ατέρμονα κοχλία και τροχού ατέρμονα κοχλία. Η αναλογία Z₂/Z₁ πρέπει να είναι λόγος ακεραίων αριθμών και 50,5 = 101/2, επομένως η μόνη λύση ενός σταδίου είναι Z₁ = 2, Z₂ = 101. Ένας τροχός 101 δοντιών είναι ασυνήθιστος αλλά κατασκευαστικός. Η πιο συνηθισμένη προσέγγιση είναι η χρήση δύο σταδίων: ένα στάδιο ατέρμονα κοχλία 50:1 ακολουθούμενο από ένα μικρό στάδιο με κωνικό ή πλανητικό σκελετό για τη βελτιστοποίηση της συνολικής αναλογίας. Οι κινητήρες δύο σταδίων φτάνουν επίσης σε αναλογίες άνω του 200:1 που κανένα πρακτικό σετ γραναζιών ατέρμονα κοχλία ενός σταδίου δεν μπορεί να επιτύχει καθαρά.
Ε: Γιατί οι μετρούμενοι αριθμοί αποδοτικότητας μου βγαίνουν χαμηλότεροι από ό,τι προβλέπει ο τύπος;
Ο τύπος η = tan(λ)/tan(λ+φ) δίνει μόνο την απόδοση του γραναζιού-πλέγματος. Η πλήρης μειωτήρας ατέρμονα κοχλία έχει επίσης απώλειες στα ρουλεμάν, την αντίσταση της τσιμούχας λαδιού και τις απώλειες από την ανατάραξη λαδιού που δεν καταγράφονται στον τύπο. Η συνολική απόδοση της μετάδοσης κίνησης είναι συνήθως 5 έως 10 ποσοστιαίες μονάδες κάτω από τον αριθμό γραναζιού-πλέγματος. Για μια μονάδα με προβλεπόμενο η_πλέγμα = 70 τοις εκατό, αναμένεται συνολική απόδοση μετάδοσης κίνησης περίπου 60 έως 65 τοις εκατό. Οι αριθμοί που μετρώνται σε εργαστηριακό επίπεδο κάτω από την πρόβλεψη του τύπου είναι φυσιολογικοί, όχι σημάδι προβλήματος.
Ε: Μπορεί η σχέση μετάδοσης του κοχλία να αλλάξει με την πάροδο του χρόνου καθώς η μονάδα φθείρεται;
Όχι — η αναλογία καθορίζεται από τον αριθμό των δοντιών και παραμένει σταθερή για όλη τη διάρκεια ζωής του συγκροτήματος. Αυτό που αλλάζει με τη φθορά είναι η αντίστροφη κίνηση (το μικρό περιστροφικό διάκενο μεταξύ του κοχλία και του τροχού υπό αντίστροφο φορτίο) και ενδεχομένως η απόδοση (καθώς η τραχύτητα της επιφάνειας και η μετατόπιση της κατάστασης του λιπαντικού). Η ίδια η αναλογία είναι γεωμετρική και αμετάβλητη όσο υπάρχουν τόσο τα δόντια όσο και τα σπειρώματα.
Ε: Πόσο ακριβείς είναι αυτές οι προβλέψεις αποδοτικότητας που βασίζονται σε τύπους;
Για τον προσδιορισμό μεγέθους πρώτου περάσματος, οι προβλέψεις του τύπου είναι ακριβείς με ακρίβεια ±5 ποσοστιαίων μονάδων εάν επιλέξετε μια ρεαλιστική γωνία τριβής. Για την τελική επιλογή κινητήρα σε κρίσιμες εφαρμογές, ζητήστε δεδομένα δοκιμών σε εργαστηριακό περιβάλλον από τον προμηθευτή — οι περισσότεροι αξιόπιστοι κατασκευαστές, συμπεριλαμβανομένου του δικού μας, μπορούν να παρέχουν μετρούμενες καμπύλες απόδοσης σε πολλαπλά σημεία φορτίου και ταχύτητας. Ο τύπος είναι το κατάλληλο εργαλείο για τον πρώιμο σχεδιασμό. Τα δεδομένα από εργαστηριακό περιβάλλον είναι το κατάλληλο εργαλείο για την τελική δέσμευση.
Η αριθμητική διαδικασία σε ένα ζεύγος σκουληκιού και τροχού σκουληκιού είναι απλή αλλά αδυσώπητη. Αν κάνετε λάθος στον βασικό τύπο αναλογίας, η μαθηματική ανοησία θα είναι αμέσως ορατή. Αν κάνετε λάθος υπολογισμό της απόδοσης, ο κινητήρας θα αποσταλεί, θα λειτουργήσει ζεστά, θα αποτύχει η εγγύηση και το λάθος θα κρυφτεί για μήνες μέχρι να αρχίσουν να επιστρέφουν τα δεδομένα από το πεδίο. Οι δύο τύποι στην αρχή αυτού του άρθρου φέρουν ουσιαστικά ολόκληρο το φορτίο - απλώς πρέπει να εφαρμοστούν στο πραγματικό σημείο λειτουργίας, με ρεαλιστικές εκτιμήσεις τριβής και να στρογγυλοποιηθούν σε ακέραιο αριθμό δοντιών που μπορεί πραγματικά να παράγει το εργοστάσιο.
Για τις κορεατικές και ιαπωνικές ομάδες σχεδιασμού OEM που επιθυμούν έναν έλεγχο υπολογισμού πριν δεσμευτούν για τις προδιαγραφές κινητήρα και αναλογίας, το τμήμα μηχανικών μας εκτελεί μια Ανασκόπηση υπολογισμού σχέσης μετάδοσης με κοχλία σε σχέση με τον κύκλο λειτουργίας σας, εφαρμόζει ρεαλιστική απόδοση στο πραγματικό σημείο λειτουργίας και προτείνει ένα ζεύγος δοντιών που το εργοστάσιο μπορεί να παραδώσει εντός του τυπικού χρόνου παράδοσης του καταλόγου. Τυπικές αναλογίες καταλόγου από 5:1 έως 100:1 διατίθενται σε όλα τα προϊόντα μας. σετ γραναζιών με ατέρμονα κοχλία μονής και πολλαπλής εκκίνησης Για τις μονάδες M1 έως M8, και οι προσαρμοσμένες αναλογίες εκτός του εύρους του καταλόγου κατασκευάζονται κατόπιν παραγγελίας βάσει σχεδίου.
Χρειάζεστε έναν έλεγχο λογικής στην αναλογία στροφών και το μέγεθος του κινητήρα σας;
Στείλτε τη ροπή εξόδου, τις στροφές εξόδου και τον κύκλο λειτουργίας. Θα εκτελέσουμε τον πλήρη υπολογισμό, θα προτείνουμε ένα ακέραιο ζεύγος δοντιών και θα σας πούμε ποια ισχύ κινητήρα απαιτείται στην πραγματικότητα — συνήθως εντός μίας εργάσιμης ημέρας στην Κορέα.
Επιμέλεια: Cxm
