Зупчаници: све што треба да знате о овим ланчаницима

Л зупчаници Они су у мноштву тренутних механизама, од аналогних сатова, преко мотора возила, мењача, преко робота, штампача и многих других мехатроничких система. Захваљујући њима, преносни системи се могу направити и ићи даље од преноса кретања, они такође могу то променити.

Стога су они врло важни елементи који требало би да знате како раде Тачно. На тај начин можете користити праве зупчанике за своје пројекте и боље разумети њихов рад ...

Шта је зупчаник?

Постоје ланчани системи, системи ременица, фрикциони точкови итд. Сви они преносни системи са својим предностима и недостацима. Али од свих се издваја систем зупчаника, који су обично омиљени по својим својствима:

• Издржавају велике силе због зуба без клизања, као што је случај са фрикционим точковима или ременицама.
• То је реверзибилан систем, способан да преноси снагу или кретање у оба смера.
• Омогућавају врло прецизну контролу кретања, као што се може видети на корачни мотори, на пример.
• Омогућавају стварање компактних система преноса испред ланаца или ременица.
• Различите величине се могу комбиновати како би ометале ротацију сваке осе. Генерално, када се користе два ланчаника, већи зупчаник назива се точак и мали зупчаник.

Un зупчаник или зупчаник то није ништа више од врсте точкова са низом зубаца урезаних на спољној или унутрашњој ивици, у зависности од врсте опреме. Ови ланчаници ће се окретати да би створили обртни моменат на осовинама на које су причвршћени и могу се груписати да би створили сложеније системе зупчаника који међусобно постављају зубе.

Очигледно, да би то било могуће, врста и величина зуба мора да одговара. У супротном ће бити некомпатибилни и неће одговарати. О овим параметрима се говори у следећем одељку ...

Делови зупчаника

Да би се две брзине међусобно уклопиле, пречник и број зубаца могу се разликовати, али морају поштовати низ фактора који чине зупчаник бити компатибилни једни с другима, као што су врста зуба који користе, димензије итд.

Као што видите на претходној слици, постоје неколико делова у брзини треба да знате:

• Септум или руке: то је део који је задужен за спајање круне и коцке ради преноса покрета. Могу бити више или мање густе, а његов састав и чврстоћа у великој мери ће зависити од снаге и тежине. Понекад се обично прободе како би се смањила тежина, други пут се бира чврста преграда.
• коцка: то је део на који је причвршћено вратило за пренос покрета и који је причвршћен на преграду.
• Корона: је површина зупчаника на којој су сечени зуби. То је најважније, јер ће компатибилност, понашање и перформансе опреме зависити од тога.
• Зуб: то је један од зуба или избочина круне. Зуб се може поделити на неколико делова:
  • Цреста: је спољни део или врх зуба.
  • Лице и бок: је горњи и доњи део бочне стране зуба, односно контактна површина између два зупчаника која се спајају.
  • Валлеи: то је доњи део зуба или средње подручје између два зуба, где ће бити смештен гребен другог назубљеног точка са којим је уплетен.

Све ово генерише серију геометрије круница који ће разликовати врсте и особине зупчаника:

• Обим корена: означава долину или дно зуба. Односно, ограничава унутрашњи пречник зупчаника.
• Примитивни обим: успоставља поделу између два дела бочне стране зуба: лица и бока. То је врло важан параметар, будући да се сви остали дефинишу на основу њега. Зуб ће поделити на два дела, дедендум и додатак.
  • Зубно стопало или дедендум: то је доње подручје зуба које се налази између првобитног обима и обима корена.
  • Глава зуба или додатак: горња област зуба која иде од првобитног и спољног обима.
• Обим главе- означиће гребен зуба, односно спољни пречник зупчаника.

Као што можете да замислите, у зависности од крунице, пречника и врсте зуба варирају брзине у складу:

• Број зуба: дефинисаће преносни однос и један је од најважнијих параметара за одређивање његовог понашања у преносном систему.
• Висина зуба: укупна висина, од долине до гребена.
• Кружни корак: растојање између једног дела зуба и истог дела следећег зуба. Односно, колико су зуби удаљени, што је такође повезано са бројем.
• Дебљина: је дебљина зупчаника.

Геар Апплицатионс

Тхе примене зупчаника има их много, као што сам већ раније коментарисао. Неке од његових практичних примена су:

• Мењачи за возила.
• Корачни мотори за контролу окретања.
• Хидрауличне бомбе.
• Мотори свих врста, попут елемената за пренос окретања или преноса.
• Диференцијални механизми.
• Штампачи за померање глава или ваљака.
• Роботи за покретне делове.
• Индустријске машине.
• Аналогни сатови.
• Кућански апарати са механичким деловима.
• Електронски уређаји са покретним деловима.
• Мотори за отварање врата.
• Мобилне играчке.
• Пољопривредне машине.
• Ваздухопловство.
• Производња енергије (ветар, топлотна енергија, ...).
• итд

Можете смислити мноштво других апликација за своје пројекте са Ардуином, роботима итд. Можете аутоматизовати многе механизме и играти се брзинама итд.

Врсте зупчаника

Према његовим зубима и карактеристикама саме опреме, имате различите врсте зупчаника надохват руке, свака са својим предностима и недостацима, па је важно одабрати праву за сваку апликацију.

Л најчешћи типови звук:

• Цилиндрични: користе се за паралелне осе.
  • Равно: најчешћи су, користе се када је потребна једноставна брзина са не баш великим брзинама.
  • Хелицал: они су нешто напреднија верзија претходних. У њима су зуби поређани паралелно завојним путевима око цилиндра (једноструки или двоструки). Они имају очигледну предност у односу на равне линије, попут тишег рада при већим брзинама, преноса веће снаге и равномернијег и сигурнијег кретања.
• Конусни: користе се за пренос кретања између осе постављених под различитим угловима, чак и под 90º.
  • Равно: користе равне зубе и деле карактеристике са равним цилиндричним.
  • Спирала: у овом случају подржавају веће брзине и силе, као што се догодило спиралним спиралама.
• Унутрашња опрема: уместо да су зуби или круна исклесани споља, они их имају изнутра. Нису толико чести, али се користе и за одређене примене.
• Планетаријуми: то је скуп зупчаника који се користи у одређеним преносним системима где постоји централни зупчаник око којег се окрећу други мањи. Због тога и има то име, јер изгледа да орбитирају.
• Бескрајни шраф: то је уобичајена опрема у неким индустријским или електронским механизмима. Користи зупчаник чији су зуби изрезани у спирални облик. Они генеришу врло константну брзину и без вибрација или буке. Они могу да преносе на точак са правим зупцем чија је ос коса за пужа.
• Сталак и зупчаник: то је скуп зупчаника који је такође уобичајен у неким механизмима и који омогућава ротационо кретање осе да се трансформише у линеарно кретање или обрнуто.

Ако присуствујете Његов састав, такође можете разликовати материјале као што су:

• Метали: обично се израђују од различитих врста челика, легура бакра, легура алуминијума, ливеног гвожђа или сивог лива, легура магнезијума итд.
• Пластика: користе се у електроници, играчкама итд. То су зупчаници од поликарбоната, полиамида или ПВЦ-а, ацеталне смоле, ПЕЕК полиетеретеркетон, политетрафлуоретилен (ПТФЕ) и полимери са течним кристалима (ЛЦП).
• Воод: нису чести, само у старим механизмима или у одређеним играчкама.
• други: вероватно је да се за врло специфичне случајеве користе друга влакна или одређени материјали.

Где купити зупчанице?

Ви наћи различите врсте зупчаника у многим продавницама механике или електронике. На пример, ево неколико примера:

• Комплет моторних зупчаника од пластике. Са 64 различите врсте.
• Није пронађен ниједан производ.
• Комплет од 16 различитих металних делова, укључујући спирале.
• Комплет зупчаника од пластичног вретена.

Ови производи су малих димензија, ако су вам потребни већи зупчаници, вероватно их нећете пронаћи тако лако. Такође, ако вам треба нешто врло специфично, могу то учинити многе токарне направи за тебе. Тхе КСНУМКСД штампачи Такође помажу произвођачима да креирају сопствену опрему.

Основни прорачуни за системе ланчаника

Као што можете видети на овом ГИФ-у, морате да схватите да када се два зупчаника споје, обе осе ротираће се у супротном смеру и то не у истом смислу. Као што видите, ако погледате црвену назубљену руту, она се окреће удесно, док се плава окреће улево.

Стога, да би се ос окретала у истом смеру било би потребно додати још један додатни точак, попут зеленог. На тај начин се црвена и зелена окрећу у истом смеру. То је зато што, док се плава окреће улево, када укључује плаво-зелену, зелена ће поново окретати смер ротације, синхронизујући се са црвеном.

Још једна ствар која се може ценити у том ГИФ-у је брзина окретања. Да су сви зупчаници имали исти пречник и број зубаца, сва вратила би се ротирала истом брзином. С друге стране, када се промени број / пречник зуба, мења се и брзина. Као што видите у овом случају, црвена је она која се најбрже врти, јер има мањи пречник, док се плава врти средњом брзином, а зелена најспорије.

Као одговор на ово, могуће је помислити да се играњем величина могу променити брзине. У праву сте, баш као што то бицикл може са зупчаницима или мењач са преносним односима аутомобила. И не само то, можете и да израчунате брзину окретања.

Када имате два зупчаника у мрежи, један мали (зупчаник) и још један велики (точак), могло би се десити следеће:

• Ако замислимо да се мотор или вуча примењују на зупчаник и вози точак, иако се зупчаник ротира великом брзином, имајући већи точак, успориће га, делујући као редуктор. Само ако би биле исте величине (зупчаник = точак), обе осовине би се ротирале истом брзином.
• С друге стране, ако замислимо да точак има вучу и примењује се брзина, чак и ако је мала, зупчаник ће се брже окретати, јер његова мала величина делује као множилац.

Прорачуни преноса зупчаника

Једном када сте ово схватили, можете извршити прорачуне једноставног система преноса између два степена преноса применом Формула:

Н1 З1 = Н2 З2

Где је З број зубаца зупчаника 1 и 2 који су уплетени, а Н брзина ротације вратила у обртајима у минути (обртаја у минути или обртаја у минути). За ејемпло, замислите то у ГИФ-у изнад, да поједноставимо:

• Црвени (погон) = 4 зуба и мотор примењује брзину ротације на вратилу од 7 о / мин.
• Плава = 8 зуба
• Зелена = 16 зуба

Ако желите да израчунате скретање у овом систему, прво морате израчунати брзину плаве боје:

4 7 = 8 з

з = 4 7/8

з = 3.5 о / мин

Односно, плава ос би се окретала за 3.5 о / мин, нешто спорије од 4 о / мин црвене. Ако сте желели да израчунате окретање зелене боје, сада када знате брзину плаве боје:

8 3.5 = 16 з

з = 8 3.5/16

з = 1.75

Као што видите, зелена би се вртјела на 1.75 о / мин, што је спорије од плаве и зелене. А шта би се десило ако се мотор налази на зеленој оси, а погонски точак се окреће са 4 обртаја у минути, тада би ротација била 8 о / мин за плаву, 16 о / мин за црвену.

Из тога следи да се када је погонски точак мали постиже мања брзина на завршном вратилу, али већа сила. У случају да велики точак носи вучу, мали точак постиже већу брзину, али мање силе. Зато што снаге или обртног момента различит? Погледајте ову формулу:

П = Т ω

Где је П снага коју осовина преноси у ватима (В), Т је развијени обртни моменат (Нм), ω угаона брзина којом се вратило окреће (рад / с). Ако се снага мотора задржи и брзина ротације помножи или смањи, тада се мења и Т. Исто се дешава ако се Т одржава константном и брзина варира, тада се мења П.

Вероватно ћете такође желети да израчунате да ли се ос окреће за Кс РПМ, колико би напредовала линеарно, односно линеарна брзина. На пример, замислите да у црвеном имате једносмерни мотор, а на зеленој оси поставите точак тако да мотор путује по површини. Колико брзо би ишло?

Да бисте то урадили, само треба да израчунате обим гуме коју сте поставили. Да бисте то урадили, помножите пречник са Пи и добиће вам обим. Знајући шта точак може напредовати са сваким завојем и узимајући у обзир шта се окреће сваког минута, може се добити линеарна брзина ...

Овде вам показујем видео како бисте ово могли боље разумети:

Прорачуни за пуж и ланчаник

Као пужни зупчаник и ланчаник, може се израчунати формулом:

и = 1 / З

То је тако јер се вијак у овом систему сматра једним зупчастим ланчаником који је спирално пресечен. Дакле, ако имате, на пример, ланчаник са 60 зубаца, он ће бити 1/60 (то значи да би вијак морао да се заврти 60 пута да би ланчаник завршио 1 окретање). Поред тога, то је механизам који није реверзибилан као други, односно ланчаник се не може окретати тако да се пуж окреће, овде само пуж може бити погонско вратило.

Прорачун зупчаника и зупчаника

За систем Сталак и зупчаник, прорачуни се поново мењају, у овом случају су:

В = (п · З · Н) / 60

Односно, помножите корак зупчаних зупчаника (у метрима), бројем зупчаних зупчаника и бројем окретаја зупчаних зупчаника (у РПМ). А то се дели са 60. На пример, замислите да имате систем са зупчаником од 30 зуба, кораком од 0.025 м и брзином центрифуге од 40 о / мин:

В = (0.025) / 30

В = 0.5 м / с

Односно, напредовао би за пола метра сваке секунде. И, у овом случају, да је реверзибилноОдносно, ако се рацк помера уздужно, зупчаник се може окретати.

Можете чак и израчунати колико би времена требало да пређете удаљеност узимајући у обзир формулу за једнолично кретање линија (в = д / т), то јест, ако је брзина једнака удаљености подељеној са временом, тада се време брише:

т = д / в

Стога, већ знајући на пример брзину и удаљеност коју желите да израчунате, замислите да желите да израчунате колико би времена требало да пређете 1 метар:

т = 1 / 0.5

т = 2 секунде

Надам се да сам вам помогао да стекнете барем најважнија знања о зупчаницима, како бисте разумели како они функционишу и како их можете користити у своју корист у будућим пројектима.