Dişliler: Bu dişliler hakkında bilmeniz gereken her şey

Jardines de Viveros dişliler Analog saatlerden araç motorlarına, dişli kutularına, robotlara, yazıcılara ve diğer birçok mekatronik sisteme kadar çok sayıda mevcut mekanizmadalar. Onlar sayesinde iletim sistemleri yapılabilmekte ve hareketi iletme ötesine geçebilmekte, aynı zamanda değiştirebilmektedir.

Bu nedenle, onlar çok önemli unsurlardır nasıl çalıştıklarını bilmelisin Doğru şekilde. Bu sayede projeleriniz için doğru dişlileri kullanabilir ve nasıl çalıştıklarını daha iyi anlayabilirsiniz...

dişli nedir?

Zincir sistemleri, kasnak sistemleri, sürtünme tekerlekleri vb. Hepsi iletim sistemleri avantajları ve dezavantajları ile. Ancak hepsinden, genellikle özellikleri için favori olan dişli sistemi öne çıkıyor:

• Sürtünme tekerlekleri veya kasnaklarda olduğu gibi, dişleri nedeniyle büyük kuvvetlere kaymadan dayanabilirler.
• Güç veya hareketi her iki yönde iletebilen, tersine çevrilebilir bir sistemdir.
• Şekilde görüldüğü gibi çok hassas hareket kontrolü sağlarlar. step motorlarÖrneğin,.
• Zincirlerin veya kasnakların önünde kompakt transmisyon sistemleri oluşturmaya izin verirler.
• Her eksenin dönüşüne müdahale etmek için farklı boyutlar birleştirilebilir. Genel olarak, iki dişli kullanıldığında, daha büyük dişli çark ve küçük dişli çark olarak adlandırılır.

Un dişli veya dişli çark Dişli tipine bağlı olarak dış veya iç kenarına oyulmuş bir dizi dişe sahip bir tekerlek türünden başka bir şey değildir. Bu dişliler, bağlı oldukları millerde tork üretmek için döner hareket halinde olacaktır ve dişlerini birbirine uyduran daha karmaşık dişli sistemleri oluşturmak için birlikte gruplandırılabilirler.

Açıkçası, bunun mümkün olması için, dişlerin tipi ve boyutu eşleşmek zorunda. Aksi takdirde uyumsuz olacak ve sığmayacaktır. Bu parametreler bir sonraki bölümde tartışılacak olanlardır ...

Bir dişlinin parçaları

İki dişlinin birbirine uyması için dişlerin çapı ve sayısı değişebilir, ancak dişliyi oluşturan bir dizi faktöre saygı göstermelidirler. birbiriyle uyumlu olmak, kullandıkları diş tipi, boyutları vb.

Bir önceki resimde de görebileceğiniz gibi, birkaç parça bir viteste bilmeniz gerekenler:

• Septum veya kollar: Hareketi iletmek için taç ve küpü birleştirmekle görevli kısımdır. Az ya da çok kalın olabilirler ve bileşimi ve gücü büyük ölçüde güç ve ağırlığa bağlı olacaktır. Bazen ağırlığı azaltmak için genellikle delinirler, diğer zamanlarda sağlam bir bölme seçilir.
• Küp: Hareket aktarma milinin akuple olduğu ve bölmeye bağlanan kısımdır.
• Korona: Dişlerin kesildiği dişlinin alanıdır. En önemlisidir, çünkü dişlinin uyumluluğu, davranışı ve performansı buna bağlı olacaktır.
• Diş: Kronun dişlerinden veya çıkıntılarından biridir. Diş birkaç bölüme ayrılabilir:
  • Crest: dişin dış kısmı veya ucudur.
  • Yüz ve yan: dişin yan tarafının üst ve alt kısmı, yani birbirine geçen iki dişli çark arasındaki temas yüzeyidir.
  • Valle: Dişin alt kısmı veya iki diş arasındaki ara bölge, birbirine geçtiği başka bir dişli çarkın tepesinin barındırılacağı yerdir.

Bütün bunlar bir dizi üretir taç geometrileri dişlilerin türlerini ve özelliklerini ayırt edecek:

• Kök çevresi: dişlerin vadisini veya dibini işaretler. Yani dişlinin iç çapını sınırlar.
• ilkel çevre: dişin iki tarafı arasındaki ayrımı kurar: yüz ve yan. Bu çok önemli bir parametredir, çünkü diğerleri ona göre tanımlanır. Dişi dedendum ve zeyilname olmak üzere iki kısma ayırır.
  • Diş ayak veya dedendum: orijinal çevresi ile kök çevresi arasında kalan dişin alt bölgesidir.
  • Diş başı veya ek: dişin orijinal çevresinden ve dış çevresinden geçen üst alanı.
• Baş çevresi- dişlerin tepesini, yani dişlinin dış çapını işaretleyecektir.

Tahmin edebileceğiniz gibi, kuron, çap ve diş tiplerine bağlı olarak vites değiştirmek göre:

• Diş sayısı: dişli oranını tanımlayacaktır ve bir şanzıman sistemindeki davranışını belirlemek için en belirleyici parametrelerden biridir.
• diş yüksekliği: vadiden sırta kadar olan toplam yükseklik.
• Dairesel adım: dişin bir kısmı ile bir sonraki dişin aynı kısmı arasındaki mesafe. Yani dişlerin ne kadar uzakta olduğu da sayıyla alakalıdır.
• kalınlık: dişlinin kalınlığıdır.

Dişli Uygulamaları

W dişli uygulamaları çok var, daha önce de yorumladığım gibi. Pratik uygulamalarından bazıları şunlardır:

• Araç vites kutuları.
• Döndürme kontrolü için step motorlar.
• Hidrolik bombalar.
• Döner veya hareket aktarma elemanları gibi her türlü motor.
• Diferansiyel mekanizmalar.
• Kafaları veya silindirleri hareket ettirmek için yazıcılar.
• Hareketli parçalar için robotlar.
• Endüstriyel makineler.
• Analog saatler.
• Mekanik parçalara sahip ev aletleri.
• Hareketli parçaları olan elektronik cihazlar.
• Kapı açma motorları.
• Mobil oyuncaklar.
• Tarım makinesi.
• Havacılık.
• Enerji üretimi (rüzgar, termal, ...).
• vb.

Arduino, robotlar vb. ile projeleriniz için çok sayıda başka uygulama düşünebilirsiniz. Birçok mekanizmayı otomatikleştirebilir ve hızlarla vs. oynayabilirsiniz.

Vites çeşitleri

Dişlerine ve dişlinin özelliklerine göre, sahip olduğunuz farklı dişli türleri her birinin avantajları ve dezavantajları olan parmaklarınızın ucunda, bu nedenle her uygulama için doğru olanı seçmek önemlidir.

Jardines de Viveros en yaygın türler ses:

• Silindirik: paralel eksenler için kullanılır.
  • Düz: en yaygın olanlarıdır, çok yüksek hızlara sahip olmayan basit bir vites gerektiğinde kullanılırlar.
  • Helezoni: öncekilerin biraz daha gelişmiş bir versiyonudur. İçlerinde dişler, bir silindir (tek veya çift) etrafında paralel sarmal yollarda düzenlenmiştir. Düz yollara göre daha sessiz olmaları, daha yüksek hızlarda çalışması, daha fazla güç iletebilmeleri ve daha düzgün ve güvenli bir harekete sahip olmaları gibi açık avantajları vardır.
• Konik: 90º'de bile farklı açılarda yerleştirilmiş eksenler arasındaki hareketi iletmek için kullanılırlar.
  • Düz: düz dişler kullanırlar ve düz silindirik olanlarla aynı özellikleri paylaşırlar.
  • Sarmal: bu durumda, helisellerde olduğu gibi daha yüksek hızları ve kuvvetleri desteklerler.
• İç dişli: dişleri veya tacı dışarıda oymak yerine, içeride var. Onlar kadar yaygın değiller, ancak belirli uygulamalar için de kullanılıyorlar.
• Planetaryumlar: etrafında daha küçük diğerlerinin döndüğü merkezi bir dişlinin bulunduğu belirli şanzıman sistemlerinde kullanılan bir dişli takımıdır. Yörüngede dönüyor gibi göründükleri için bu adı almıştır.
• sonsuz vida: bazı endüstriyel veya elektronik mekanizmalarda yaygın bir dişlidir. Dişleri spiral şeklinde kesilmiş bir dişli kullanır. Titreşim veya gürültü olmadan çok sabit bir hız üretirler. Ekseni sonsuz vidaya eğik olan düz dişli bir tekerleğe iletebilirler.
• Raf ve pinyon: bazı mekanizmalarda da yaygın olan ve bir eksenin dönme hareketini doğrusal harekete veya tam tersine dönüştürmeye izin veren bir dişli takımıdır.

eğer ilgilenirsen Onun kompozisyonu, ayrıca aşağıdakiler gibi malzemeler arasında ayrım yapabilirsiniz:

• madenlerGenellikle farklı çelik, bakır alaşımları, alüminyum alaşımları, dökme demir veya gri dökme demir, magnezyum alaşımları vb.
• Plastikler: elektronikte, oyuncaklarda vb. kullanılırlar. Bunlar polikarbonat, poliamid veya PVC dişliler, asetal reçineler, PEEK polietereterketon, politetrafloroetilen (PTFE) ve sıvı kristal polimerlerdir (LCP).
• Madera: yaygın değildir, sadece eski mekanizmalarda veya bazı oyuncaklarda bulunur.
• diğerleri: çok özel durumlar için başka elyafların veya özel malzemelerin kullanılması muhtemeldir.

Gears'ı nereden satın alabilirim?

Sen farklı dişli türleri bul birçok mekanik veya elektronik mağazasında. Örneğin, işte bazı örnekler:

• Plastik motor dişli takımı. 64 farklı tip ile.
• Ürün bulunamadı.
• Heliseller dahil 16 farklı metal parçadan oluşan kit.
• Plastik mil dişli takımı.

Bu ürünlerin boyutları küçüktür, daha büyük dişlilere ihtiyacınız varsa, muhtemelen onları bu kadar kolay bulamazsınız. Ayrıca, çok özel bir şeye ihtiyacınız varsa, birçok torna atölyesi senin için yap. 3D yazıcılar aynı zamanda yapımcıların kendi donanımlarını yaratmalarına da yardımcı oluyorlar.

Dişli sistemleri için temel hesaplamalar

Bu GIF'de görebileceğiniz gibi, iki dişli birbirine geçtiğinde, her iki eksenin de olduğunu anlamalısınız. ters yönde dönecek ve aynı anlamda değil. Gördüğünüz gibi kırmızı pürüzlü rue sağa dönüyor, mavi ise sola dönüyor.

Bu nedenle, bir eksenin aynı yönde dönmesi için yeşil olan gibi ek bir tekerlek eklenmelidir. Bu şekilde kırmızı ve yeşil aynı yönde döner. Bunun nedeni, mavi sola döndürüldüğünde, mavi-yeşil devreye girdiğinde yeşilin kırmızı ile senkronize olarak dönüş yönünü tekrar tersine çevirmesidir.

Bu GIF'de takdir edilebilecek başka bir şey de dönüş hızı. Tüm dişliler aynı çapa ve diş sayısına sahip olsaydı, tüm miller aynı hızda dönüyor olurdu. Öte yandan diş sayısı/çap değiştirildiğinde hız da değişir. Bu durumda görebileceğiniz gibi, kırmızı daha küçük bir çapa sahip olduğu için en hızlı dönen, mavi orta hızda dönen ve yeşil en yavaş dönendir.

Buna yanıt olarak, boyutlarla oynayarak hızların değiştirilebileceğini düşünmek mümkün.. Haklısınız, tıpkı bir bisikletin viteslerle veya vites kutusunun bir arabanın vites oranlarıyla yapması gibi. Üstelik sadece bu değil, dönüş hızı üzerinde de hesaplamalar yapabilirsiniz.

Birbirine geçmiş iki dişliniz olduğunda, bir küçük (pinyon) ve başka bir büyük (tekerlek), aşağıdakiler meydana gelebilir:

• Pinyona motorun veya çekişin uygulandığını ve çarkın sürüldüğünü hayal edersek, pinyon daha büyük bir tekerleğe sahip olarak yüksek hızda dönmesine rağmen, onu yavaşlatacak ve bir dişli görevi görecektir. redüktör. Sadece aynı boyutta olsaydılar (pinyon = tekerlek) her iki aks da aynı hızda dönerdi.
• Öte yandan, çekişe sahip olanın tekerlek olduğunu ve ona bir hız uygulandığını hayal edersek, düşük olsa bile, pinyon küçük boyutu gibi davrandığından daha hızlı dönecektir. çarpan.

Dişli şanzıman hesaplamaları

Bunu anladıktan sonra iki vites arasında basit bir şanzıman sisteminin hesaplamalarını uygulayarak yapabilirsiniz. formül:

N1 Z1 = N2 Z2

Burada Z, birbirine geçen dişli 1 ve 2'nin diş sayısıdır ve N, millerin devir/dakika (dakikada devir veya devir/dakika) cinsinden dönme hızıdır. İçin örnek, basitleştirmek için yukarıdaki GIF'de hayal edin:

• Kırmızı (sürücü) = 4 diş ve motor, miline 7 RPM'lik bir dönüş hızı uyguluyor.
• Mavi = 8 diş
• Yeşil = 16 diş

Bu sistemde dönüşü hesaplamak istiyorsanız önce mavinin hızını hesaplamanız gerekir:

4 7 = 8 z

z = 4 7/8

z = 3.5 dev/dak

Yani mavi eksen, kırmızı olanın 3.5 RPM'sinden biraz daha yavaş olan 4 RPM'de dönüyor olacaktır. Artık mavinin hızını bildiğinize göre yeşilin dönüşünü hesaplamak istiyorsanız:

8 3.5 = 16 z

z = 8 3.5/16

Z = 1.75.

Gördüğünüz gibi yeşil, mavi ve yeşilden daha yavaş olan 1.75 RPM'de dönecektir. Ve motor yeşil eksende bulunursa ve tahrik tekerleği 4 RPM'de dönüyorsa, dönüş mavi için 8 RPM, kırmızı için 16 RPM olacaktır.

Bu nedenle, tahrik tekerleği küçük olduğunda, son mil üzerinde daha düşük bir hıza, ancak daha büyük bir kuvvete ulaşılır. Çekişi sağlayanın büyük tekerlek olması durumunda, küçük tekerlek daha yüksek hıza, ancak daha az kuvvete ulaşır. Çünkü orada güçler veya tork farklı? Şu formüle bakın:

P = T ω

P, watt (W) cinsinden şaft tarafından iletilen güç olduğunda, T geliştirilmiş torktur (Nm), ω milin döndüğü açısal hız (rad / s). Motorun gücü korunur ve dönme hızı çarpılır veya azaltılırsa, T. de değişir.T sabit tutulursa ve hız değiştirilirse aynı şey olur, o zaman P değiştirilir.

Muhtemelen ayrıca bir eksenin X RPM'de dönüp dönmediğini, doğrusal olarak ne kadar ilerleyeceğini, yani Çizgisel hız. Örneğin, kırmızı olanda bir DC motorunuz olduğunu ve yeşil eksende bir motorun bir yüzey üzerinde hareket etmesi için bir tekerlek yerleştirdiğinizi hayal edin. Ne kadar hızlı gidecekti?

Bunu yapmak için, taktığınız lastiğin çevresini hesaplamanız yeterlidir. Bunu yapmak için çapı Pi ile çarpın ve size çevreyi verecektir. Tekerleğin her dönüşte ne kadar ilerleyebileceğini bilerek ve her dakika hangi dönüşü dikkate alarak doğrusal hız elde edilebilir ...

Bunu daha iyi anlamanız için size bir video gösteriyorum:

Sonsuz dişli ve zincir dişlisi için hesaplamalar

Gelince sonsuz dişli ve dişli, şu formülle hesaplanabilir:

ben = 1 / Z

Bunun nedeni vidanın bu sistemde helisel olarak kesilmiş tek dişli bir zincir dişlisi olarak düşünülmesidir. Yani örneğin 60 dişli bir zincir dişliniz varsa, o zaman 1/60 olacaktır (bu, dişlinin 60 dönüşü tamamlaması için vidanın 1 kez dönmesi gerektiği anlamına gelir). Ayrıca diğerleri gibi geri dönüşü olmayan bir mekanizmadır yani dişli çark döndürülemez yani solucan döner, sadece solucan burada tahrik mili olabilir.

Raf ve pinyon hesaplamaları

sistem için Raf ve pinyon, hesaplamalar tekrar değişir, bu durumda bunlar:

V = (pZN) / 60

Yani, pinyon dişlerinin hatvesini (metre olarak), pinyon dişlerinin sayısı ve pinyon dönüşlerinin sayısıyla (RPM olarak) çarpın. Ve bu 60'a bölünür. Örneğin, 30 dişli pinyonlu, 0.025m hatveli ve 40 RPM dönüş hızına sahip bir sisteminiz olduğunu hayal edin:

V = (0.025) / 30

V = 0.5 m / s

Yani her saniye yarım metre ilerleyecekti. Ve bu durumda, evet tersine çevrilebilirYani, kremayer uzunlamasına hareket ettirilirse, pinyon döndürülebilir.

Hatta formülü göz önünde bulundurarak bir mesafeyi kat etmenin ne kadar süreceğini bile hesaplayabilirsiniz. düzgün çizgi hareketi (v = d / t), yani hız, mesafenin zamana bölünmesine eşitse, zaman temizlenir:

t = d / v

Bu nedenle, hesaplamak istediğiniz hızı ve mesafeyi zaten bildiğinize göre, örneğin, 1 metrelik bir mesafeyi ne kadar süreceğini hesaplamak istediğinizi hayal edin:

t = 1 / 0.5

t = 2 saniye

Umarım dişliler hakkında en azından en temel bilgileri edinmenize yardımcı olmuşumdur, böylece nasıl çalıştıklarını ve gelecekteki projelerinizde bunları kendi yararınıza nasıl kullanabileceğinizi anlayabilirsiniz.