Zobniki: vse, kar morate vedeti o teh zobnikih

zobniki

P zobniki So v številnih trenutnih mehanizmih, od analognih ur do motorjev vozil, menjalnikov, preko robotov, tiskalnikov in mnogih drugih mehatronskih sistemov. Po njihovi zaslugi je mogoče izdelati prenosne sisteme, ki presegajo oddajanje gibanja, lahko pa jih tudi spremenijo.

Zato so zelo pomembni elementi, ki bi morali vedeti, kako delujejo Pravilno. Tako lahko za svoje projekte uporabite pravo prestavo in bolje razumete, kako delujejo ...

Kaj je orodje?

zobniki

Obstajajo verižni sistemi, jermenice, torna kolesa itd. Vse prenosni sistemi s svojimi prednostmi in slabostmi. A med vsemi izstopa zobniški sistem, ki je navadno priljubljen zaradi svojih lastnosti:

  • Zaradi zob lahko zdrsnejo velike sile brez zdrsa, kot je to mogoče pri tornih kolesih ali jermenicah.
  • Je reverzibilen sistem, ki lahko prenaša moč ali gibanje v obe smeri.
  • Omogočajo zelo natančen nadzor gibanja, kot je razvidno iz koračni motorji, Na primer.
  • Omogočajo ustvarjanje kompaktnih prenosnih sistemov pred verigami ali jermenicami.
  • Kombinirajo se lahko različne velikosti, da ovirajo vrtenje vsake osi. Na splošno se pri uporabi dveh zobnikov večji zobnik imenuje kolo in mali zobnik.

Un zobnik ali zobnik To ni nič drugega kot tip kolesa z vrsto zob, vklesanimi na njegovem zunanjem ali notranjem robu, odvisno od vrste zobnika. Ti zobniki se bodo vrteli, da ustvarjajo navor na gredi, na katere so pritrjeni, in jih je mogoče združiti v skupine, da ustvarijo bolj zapletene zobniške sisteme, ki prilegajo zobe skupaj.

Očitno je, da je to mogoče, vrsta in velikost zob se morajo ujemati. V nasprotnem primeru bodo nezdružljivi in ​​ne ustrezajo. Ti parametri so tisti, ki so obravnavani v naslednjem poglavju ...

Deli orodja

deli zobnikov

Da se dve prestavi lahko združita, se lahko premer in število zob spreminjata, vendar morajo upoštevati vrsto dejavnikov, zaradi katerih je orodje biti združljivi med seboj, na primer vrsto zoba, ki ga uporabljajo, mere itd.

Kot lahko vidite na prejšnji sliki, obstajajo več delov v prestavi morate vedeti:

  • Septum ali roke: to je del, ki je zadolžen za spajanje krone in kocke za prenos gibanja. Lahko so bolj ali manj debele, njegova sestava in trdnost pa bosta v veliki meri odvisni od moči in teže. Včasih jih navadno prebodejo, da zmanjšajo težo, včasih je izbrana trdna pregrada.
  • Cube: gre za del, na katerega je pritrjena gred za prenos gibanja in ki je pritrjen na pregrado.
  • Corona: je območje zobnika, kjer so bili odrezani zobje. Je najpomembnejše, saj bodo od tega odvisne združljivost, obnašanje in zmogljivost orodja.
  • Zob: je eden od zob ali izrastkov krošnje. Zob lahko razdelimo na več delov:
    • Crest: je zunanji del ali konica zoba.
    • Obraz in bok: je zgornji in spodnji del stranice zoba, to je kontaktna površina med dvema zobnikoma, ki se zapleteta.
    • Valle: gre za spodnji del zoba ali vmesno območje med dvema zoboma, kjer bo nameščen greben drugega zobatega kolesa, s katerim je mrežast.

Vse to ustvarja vrsto kronske geometrije ki bodo razlikovale vrste in lastnosti zobnikov:

  • Obseg korenin: označuje dolino ali dno zob. To pomeni, da omejuje notranji premer zobnika.
  • Primitivni obseg: vzpostavi delitev med obema stranema zoba: obrazom in bokom. Je zelo pomemben parameter, saj so vsi drugi opredeljeni na podlagi njega. Zob bo razdelil na dva dela, dedendum in dodatek.
    • Zobna noga ali dedendum: spodnje območje zoba je med prvotnim obsegom in obsegom korenine.
    • Zobna glava ali dodatek: zgornji del zoba, ki sega od prvotnega in zunanjega obsega.
  • Obseg glave- bo označil greben zob, to je zunanji premer zobnika.

Kot si lahko predstavljate, lahko, odvisno od krone, premera in vrst zob spreminjajo prestavo po:

  • Število zob: določil bo prestavno razmerje in je eden najbolj odločilnih parametrov za določanje njegovega vedenja v prenosnem sistemu.
  • Višina zoba: skupna višina, od doline do grebena.
  • Krožni korak: razdalja med enim delom zoba in istim delom naslednjega zoba. Se pravi, kako daleč so zobje narazen, kar je povezano tudi s številom.
  • Debelina: je debelina orodja.

Aplikacije za orodja

The uporabe zobnikov veliko jih je, kot sem že prej komentiral. Nekatere praktične aplikacije so:

  • Menjalniki za vozila.
  • Koračni motorji za nadzor obračanja.
  • Hidravlične bombe.
  • Motorji vseh vrst, na primer elementi za obračanje ali prenašanje.
  • Diferencialni mehanizmi.
  • Tiskalniki za premikanje glav ali valjev.
  • Roboti za gibljive dele.
  • Industrijski stroji.
  • Analogne ure.
  • Gospodinjski aparati z mehanskimi deli.
  • Elektronske naprave s premičnimi deli.
  • Motorji za odpiranje vrat.
  • Mobilne igrače.
  • Kmetijska mehanizacija.
  • Aeronavtika.
  • Proizvodnja energije (vetrna, toplotna, ...).
  • in tako naprej

Za svoje projekte si lahko omislite številne druge aplikacije z Arduinom, roboti itd. Lahko avtomatizirate številne mehanizme in se igrate s hitrostmi itd.

Vrste zobnikov

Glede na njegove zobe in značilnosti samega orodja imate različne vrste zobnikov na dosegu roke, vsaka s svojimi prednostmi in slabostmi, zato je pomembno, da za vsako aplikacijo izberete pravega.

P najpogostejše vrste Zvok:

  • Cilindrična: se uporabljajo za vzporedne osi.
    • Naravnost: so najpogostejši, uporabljajo se, kadar je potrebna preprosta prestava z ne zelo visokimi hitrostmi.
    • Vijačna: so nekoliko naprednejša različica prejšnjih. V njih so zobje razporejeni v vzporednih vijačnih poteh okoli valja (enojne ali dvojne). Imajo očitno prednost pred ravnimi telesi, na primer tišje, delujejo pri večjih hitrostih, lahko prenašajo več moči in imajo bolj enakomerno in varno gibanje.
  • Stožčasto: uporabljajo se za prenos gibanja med osmi, postavljenimi pod različnimi koti, tudi pod 90 °.
    • Naravnost: uporabljajo ravne zobe in si delijo značilnosti z ravnimi cilindričnimi.
    • Spirala: v tem primeru podpirajo večje hitrosti in sile, kot se je zgodilo spiralnim.
  • Notranja oprema: namesto da bi imeli zobe ali krono izrezljane na zunanji strani, jih imajo na notranji strani. Niso tako pogosti, vendar se uporabljajo tudi za nekatere aplikacije.
  • Planetarij: gre za sklop zobnikov, ki se uporabljajo v nekaterih prenosnih sistemih, kjer je osrednje orodje, okoli katerega se vrtijo drugi manjši. Zato ima to ime, saj se zdi, da krožijo.
  • Neskončen vijak: je pogosta zobna oprema v nekaterih industrijskih ali elektronskih mehanizmih. Uporablja orodje, katerega zobje so zarezani v spiralno obliko. Ustvarjajo zelo konstantno hitrost in brez vibracij ali hrupa. Lahko prenašajo na ravno zobato kolo, katerega os je poševno na neskončni vijak.
  • Stojalo in zobnik: gre za niz zobnikov, ki je pogost tudi pri nekaterih mehanizmih in omogoča vrtenje gibanja osi v linearno gibanje ali obratno.

Če se udeležite Njegova sestava, lahko tudi ločite med materiali, kot so:

  • KovineObičajno so narejeni iz različnih vrst jekla, bakrovih zlitin, aluminijevih zlitin, litega železa ali sive litine, magnezijevih zlitin itd.
  • Plastika: uporabljajo se v elektroniki, igračah itd. So zobniki iz polikarbonata, poliamida ali PVC, acetalne smole, PEEK polietereterketon, politetrafluoroetilen (PTFE) in polimeri iz tekočih kristalov (LCP).
  • Les: niso pogosti, le v starih mehanizmih ali pri nekaterih igračah.
  • drugi: verjetno je, da se v zelo specifičnih primerih uporabljajo druga vlakna ali posebni materiali.

Kje kupiti zobnike?

zobniki kupujejo

Ti najti različne vrste zobnikov v mnogih trgovinah z mehaniko ali elektroniko. Tu je na primer nekaj primerov:

Ti izdelki so majhni, če potrebujete večje zobnike, jih verjetno ne boste našli tako enostavno. Če potrebujete nekaj zelo specifičnega, to lahko storijo številne tokarniške delavnice naj bo za vas. The 3D tiskalniki Izdelovalcem pomagajo tudi pri ustvarjanju lastne opreme.

Osnovni izračuni za sisteme zobnikov

zobniki

Kot lahko vidite v tem GIF-u, morate razumeti, da ko se dve prestavi prepleteta, obe osi se bo vrtel v nasprotno smer in ne v istem smislu. Kot vidite, če pogledate rdečo nazobčano ruto, se zavije v desno, modra pa v levo.

Iz tega razloga, da se os vrti v isti smeri treba je dodati dodatno kolo, na primer zeleno. Tako se rdeča in zelena vrtita v isti smeri. To je zato, ker bo modra zeleno, ko bo modro zasučeno v levo, spet obrnila smer vrtenja in se sinhronizirala z rdečo.

Druga stvar, ki jo je mogoče ceniti v tem GIF, je hitrost obračanja. Če bi imeli vsi zobniki enak premer in število zob, bi se vse gredi vrtele z enako hitrostjo. Po drugi strani pa se pri spreminjanju števila / premera zoba spremeni tudi hitrost. Kot lahko vidite v tem primeru, se rdeča vrti najhitreje, saj ima manjši premer, modra pa se vrti s srednjo hitrostjo, zelena pa počasneje.

V odgovor na to lahko si mislimo, da se lahko pri igranju z velikostmi hitrosti spremenijo. Imate prav, tako kot lahko kolo to stori z menjalniki ali menjalnik z prestavnimi razmerji avtomobila. In ne samo to, lahko tudi izračunate hitrost obračanja.

Ko imate dve zobniki prepleteni, eno majhen (zobnik) in še en velik (kolo), se lahko zgodi naslednje:

  • Če si predstavljamo, da motor ali vlečna sila deluje na zobnik in kolo poganja, čeprav se zobnik vrti z veliko hitrostjo in ima večje kolo, ga bo upočasnil in deloval kot reduktor. Le če bi bili enake velikosti (zobnik = kolo), bi se obe osi vrteli z enako hitrostjo.
  • Po drugi strani pa, če si predstavljamo, da ima kolo vlečno silo in je uporabljena hitrost, tudi če je nizka, se bo zobnik hitreje obračal, saj njegova majhnost deluje kot multiplikator.

Izračuni prenosa gonila

Ko ste to razumeli, lahko s pritiskom izvedete izračune enostavnega prenosnega sistema med dvema prestavama formula:

N1 Z1 = N2 Z2

Kjer je Z število zob zobnikov 1 in 2, ki sta upletena, N pa hitrost vrtenja gredi v vrtljajih (vrtljajev na minuto ali vrtljajev na minuto). Za ejemplo, predstavljajte si to v zgornjem GIF-u, da poenostavite:

  • Rdeča (pogon) = 4 zobje in motor na svoji gredi 7 vrtljajev obratuje s hitrostjo vrtenja.
  • Modra = 8 zob
  • Zelena = 16 zob

Če želite izračunati zavoj v tem sistemu, morate najprej izračunati hitrost modrega:

4 7 = 8 z

z = 4 7/8

z = 3.5 vrtljajev na minuto

To pomeni, da bi se modra os obračala s 3.5 vrtljaji na minuto, nekoliko počasneje kot 4 vrtljaji na minuto rdeče. Če ste želeli izračunati zeleni obrat, zdaj, ko poznate hitrost modrega:

8 3.5 = 16 z

z = 8 3.5/16

z = 1.75

Kot lahko vidite, bi se zelena vrtela pri 1.75 RPM, kar je počasneje kot modra in zelena. In kaj bi se zgodilo, če bi bil motor nameščen na zeleni osi in bi se pogonsko kolo vrtelo s 4 vrtljaji na minuto, bi bilo vrtenje 8 vrtljajev na minuto za modro, 16 vrtljajev na minuto za rdeče.

Iz tega sledi, da je pri majhnem pogonskem kolesu na končni gredi dosežena manjša hitrost, vendar večja sila. V primeru, da vleko nosi veliko kolo, majhno kolo doseže večjo hitrost, a manj sile. Ker tam moči ali navora drugačen? Poglejte to formulo:

P = T ω

Kjer je P moč, ki jo prenaša gred v vatih (W), je T razviti navor (Nm), ω kotna hitrost, s katero se vrti gred (rad / s). Če se moč motorja ohrani in se hitrost vrtenja pomnoži ali zmanjša, se spremeni tudi T. Enako se zgodi, če T ostane konstantna in se hitrost spreminja, potem se spremeni P.

Verjetno boste tudi želeli izračunati, če se os vrti pri X RPM, koliko bi napredovala linearno, to je linearna hitrost. Na primer, predstavljajte si, da imate v rdečem enosmerni motor, na zeleni osi pa ste postavili kolo tako, da motor potuje po površini. Kako hitro bi šlo?

Če želite to narediti, morate samo izračunati obseg pnevmatike, ki ste jo namestili. Če želite to narediti, pomnožite premer s Pi in dobili boste obseg. Če vemo, kaj lahko kolo napreduje z vsakim zavojem, in ob upoštevanju vrtljajev vsako minuto lahko dosežemo linearno hitrost ...

Tukaj vam pokažem video, da boste to lahko bolje razumeli:

Izračuni polžnega zobnika in zobnika

Kar se tiče polžasti zobnik in zobnik, lahko izračunamo s formulo:

i = 1 / Z

To je tako, ker se v tem sistemu vijak šteje za en zobni zobnik, ki je bil vijačno odrezan. Torej, če imate na primer 60 zobni zobnik, potem bo 1/60 (to pomeni, da bi se moral vijak 60-krat obrniti, da bi zobnik zaključil 1 zavoj). Poleg tega gre za mehanizem, ki ni reverzibilen kot drugi, torej zobnika ni mogoče vrteti tako, da se polž vrti, tukaj je pogonska gred lahko samo polž.

Izračuni zobnikov in zobnikov

Za sistem Zobnik, izračuni se spet spremenijo, v tem primeru so:

V = (p Z N) / 60

To pomeni, da pomnožite naklon zob zobnika (v metrih) s številom zob zobnikov in številom obratov zobnikov (v vrtljajih na minuto). In to je deljeno s 60. Predstavljajte si na primer sistem s 30 zobnim zobnikom, korakom 0.025 m in hitrostjo vrtljaja 40 vrtljajev na minuto:

V = (0.025) / 30

V = 0.5 m / s

To pomeni, da bi vsako sekundo napredoval za pol metra. In v tem primeru ja, to je reverzibilnoTo pomeni, da če se stojalo premika vzdolžno, se lahko zobnik vrti.

Lahko bi celo izračunali, koliko časa bi potovali na razdaljo, tako da upoštevate formulo za enakomerno gibanje črte (v = d / t), to je, če je hitrost enaka razdalji, deljeni s časom, se čas očisti:

t = d / v

Zato si že na primer, če veste hitrost in razdaljo, ki jo želite izračunati, predstavljajte, da želite izračunati, kako dolgo bi potrebovali 1 meter prevoza:

t = 1 / 0.5

t = 2 sekundi

Upam, da sem vam pomagal pridobiti vsaj najbolj bistveno znanje o zobnikih, da boste razumeli, kako delujejo in kako jih lahko v prihodnosti uporabite v svoj prid.


Komentar, pusti svojega

Pustite svoj komentar

Vaš e-naslov ne bo objavljen. Obvezna polja so označena z *

*

*

  1. Za podatke odgovoren: Miguel Ángel Gatón
  2. Namen podatkov: Nadzor neželene pošte, upravljanje komentarjev.
  3. Legitimacija: Vaše soglasje
  4. Sporočanje podatkov: Podatki se ne bodo posredovali tretjim osebam, razen po zakonski obveznosti.
  5. Shranjevanje podatkov: Zbirka podatkov, ki jo gosti Occentus Networks (EU)
  6. Pravice: Kadar koli lahko omejite, obnovite in izbrišete svoje podatke.

  1.   Ramón je dejal

    Za izdelovalca, kot sem jaz (srečno upokojen), je super imeti jasne, jedrnate in popolne informacije o tem, kako oblikovati orodja in jih lahko natisniti. Vse čestitke