Тісті беріліс қораптары мен редукторларды жобалау кезінде біліктердің айналу жиілігін, айналу моментін және қуаттың берілу тиімділігін дәл есептеу маңызды рөл атқарады. Тісті беріліс санын есептегіш құралы бірден алтыға дейінгі сатыдан тұратын сыртқы тісті берілістер тізбегін құрастыруға және оның кинематикалық пен энергетикалық сипаттамаларын талдауға мүмкіндік береді. Тістер санын енгізу арқылы кіріс білігінен шығыс білігіне дейінгі беріліс қатынасын, білік жылдамдығын, айналу бағытын, айналу моментін, ПӘК шығындарын және есептік моменттің сәйкестігін қадағалауға болады.
Бұл құрал қарапайым немесе күрделі тісті берілістердің қатынасын есептеуді, сондай-ақ әрбір білік бойынша егжей-тегжейлі талдауды тікелей пайдаланушының құрылғысында орындайды.
Тісті берілістер тізбегінің құрылымы мен жұмыс принципі
Тісті берілістер тізбегі айналу қозғалысы мен моментті бір біліктен екінші білікке беру үшін қолданылады. Құралда «Тісті берілістер тізбегі» бөлімінде әрбір қатар бір сыртқы тісті ілінісуді білдіреді. Жетектегі тісті дөңгелек келесі кезеңнің жетекші дөңгелегімен бір білікті бөліседі.
Тісті берілістердің екі негізгі түрі болады:
- Қарапайым тісті беріліс: Әрбір білікте тек бір ғана тісті дөңгелек орналасады. Мұндай жүйеде аралық тісті дөңгелектер (паразит дөңгелектер) қолданылуы мүмкін.
- Күрделі тісті беріліс: Бір білікте екі немесе одан да көп тісті дөңгелек орналасып, олар әртүрлі сатыларда жетекші және жетектегі рөлін атқарады. Бұл шектеулі кеңістікте үлкен беріліс қатынасына қол жеткізуге мүмкіндік береді.
Құрал бірден алтыға дейінгі тісті беріліс кезеңін қолдайды. Пайдаланушы қажеттілігіне қарай «Тісті беріліс кезеңін қосу» батырмасы арқылы жаңа сатыларды қоса алады немесе қажет емес сатыларды жоя алады.
Беріліс қатынасын есептеу және жіктеу
Беріліс қатынасы (немесе беріліс саны) жетектегі тісті дөңгелектегі тістер санын жетекші тісті дөңгелектегі тістер санына бөлу арқылы анықталады. Жалпы беріліс саны жеке сатылардың беріліс сандарының көбейтіндісіне тең.
Есептеу формуласы келесідей өрнектеледі:
- Сатының беріліс саны: iₖ = z driven,ₖ ÷ z driver,ₖ · жалпы беріліс саны: i = Π iₖ
Есептелген «Жалпы беріліс саны» мәніне байланысты жүйе келесі үш санаттың біріне жіктеледі:
- Жылдамдықты төмендету: Беріліс қатынасы 1-ден үлкен болғанда, шығыс білігінің жылдамдығы төмендеп, айналу моменті артады.
- Тікелей қатынас: Беріліс қатынасы дәл 1-ге тең болғанда, жылдамдық пен момент өзгеріссіз қалады.
- Жылдамдықты арттыру: Беріліс қатынасы 1-ден кіші болғанда, шығыс білігінің жылдамдығы артып, айналу моменті төмендейді.
Айналу бағыты да сатылар санына байланысты анықталады. Сыртқы тісті берілістің әрбір сатысы айналу бағытын қарама-қарсыға өзгертеді. Сондықтан, жұп санды сатылардан тұратын тізбек кіріспен бірдей бағытта, ал тақ санды сатылардан тұратын тізбек кіріске қарама-қарсы бағытта айналады.
Аралық тісті дөңгелектердің рөлі
Аралық тісті дөңгелек (паразит дөңгелек) жетекші және жетектегі дөңгелектердің арасында орналасады. Ол екі негізгі қызметті атқарады: біліктер арасындағы қашықтықты арттыру және шығыс білігінің айналу бағытын өзгерту.
Аралық тісті дөңгелектің тістер саны жалпы беріліс қатынасының шамасына әсер етпейді, өйткені ол есептеу барысында қысқарып кетеді. Сондықтан, егер аралық дөңгелек басқа тісті дөңгелекпен бір білікті бөлісіп, күрделі саты құрамаса, оны есептегішке жеке төмендету кезеңі ретінде қосудың қажеті жоқ.
Тісті берілістің ПӘК-і және қуат шығындары
Тісті ілінісу кезінде үйкеліс, майдың шайқалуы және мойынтіректердегі қарсылық салдарынан қуат жоғалады. Әрбір саты үшін «Ілінісу ПӘК-і» пайыздық мән ретінде енгізіледі. Жалпы жүйенің тиімділігі келесі формула бойынша есептеледі:
- Жалпы ПӘК: η = Π ηₖ
ПӘК шығындары жүйенің кинематикалық жылдамдығына әсер етпейді. Шығыс жылдамдығы тек тістер санының қатынасымен анықталады:
- Шығыс жылдамдық: n out = n in ÷ i
Алайда, ПӘК шығындары шығыс білігіндегі айналу моменті мен қуатты тікелей азайтады:
- Есептелген шығыс айналу моменті: T out = T in × i × η
- Білік қуаты: P = 2πnT ÷ 60
Осылайша, механикалық шығындар жылу түрінде бөлініп, «Есептелген ілінісу шығыны» ретінде жүйеден шығарылады.
Пайдалану коэффициенті және жүктемені тексеру
Жобалау тәжірибесінде жетектегі машинаның жұмыс режимі мен соққы жүктемелерін ескеру үшін пайдалану коэффициенті қолданылады. «Есептік / пайдалану коэффициенті» 1 мен 10 аралығындағы мәнді қабылдайды. Ол келесі формула бойынша минималды номиналды айналу моментін анықтау үшін қолданылады:
- Минималды номиналды айналу моменті: T rated = T load × K service
Есептегіш шығыс білігіндегі қолжетімді айналу моментін осы қажетті номиналды мәнмен салыстырып, «Есептелген айналу моментінің қоры» мәнін шығарады. Егер қолжетімді момент жеткілікті болса, жүйе сәйкестік туралы хабарламаны көрсетеді, ал жеткіліксіз болған жағдайда талаптың орындалмағанын ескертеді.
Кинематикалық есептеулердің шектеулері
Бұл құрал тек қозғалмайтын осьті сыртқы тісті берілістердің кинематикасы мен қуатын бағалауға арналған. Ол планетарлық, ішкі, червякты, белдікті немесе шынжырлы берілістерді модельдемейді.
Тістер саны мен ПӘК-ке негізделген есептеулер редукторды толық жобалау үшін жеткіліксіз. Тісті берілістің нақты беріктігі мен жарамдылығын бағалау үшін келесі параметрлерді тиісті стандарттар мен өндіруші нұсқаулықтары бойынша бөлек тексеру қажет:
- Модуль немесе диаметрлік қадам
- Ілінісу бұрышы, профильдің ығысуы және тіс түбінің кесілуі
- Тіс ені мен материалы
- Тіс түбінің иілуі және контактілі кернеу (шаршауға төзімділік)
- Бүйірлік саңылау (backlash)
- Біліктер, шпонкалар және мойынтіректердің беріктігі
- Майлау жүйесі, температуралық режим және корпустың қаттылығы
Әдістеме және техникалық дереккөздер
Есептеулердің негізі ретінде келесі стандарттар мен техникалық нұсқаулықтар алынған:
- KHK Gears, Calculation of Gear Dimensions: Цилиндрлік тісті берілістердің тістер саны мен геометриялық параметрлерінің арақатынасын анықтайды.
- RoyMech, Gear Efficiency: Тісті берілістердің ПӘК-ін анықтау және көп сатылы жүйелерде тиімділік коэффициенттерін көбейту ережелерін сипаттайды.
- Boston Gear, 700 Series catalog: Пайдалану коэффициентін қолдану арқылы минималды номиналды айналу моментін есептеу және редукторларды алдын ала таңдау нұсқаулығын ұсынады.
Құпиялылық және деректерді өңдеу
Пайдаланушы енгізген әрбір тісті дөңгелек, жылдамдық, айналу моменті және жүктеме мәні тек осы құрылғыда (пайдаланушының браузерінде) есептеледі. Ешқандай дерек сыртқы серверлерге жүктелмейді немесе жіберілмейді.
Жиі қойылатын сұрақтар (FAQ)
Сұрақ: Тісті беріліс қатынасы қалай есептеледі?
Жауап: Бұл бетте төмендету беріліс қатынасы қолданылады: жетектегі тістер сануюін жетекші тістер санына бөлу, бұл сонымен қатар кіріс жылдамдығын шығыс жылдамдығына бөлуге тең. 20 тісті жетекші дөңгелектің 60 тісті дөңгелекті айналдыруы 3:1 қатынасын береді: кіріс білігінің әрбір үш айналымына шығыс білігі бір рет айналады. 1-ден төмен мәндер жылдамдықтың артуын білдіреді. Кейбір каталогтар кері шаманы жылдамдық қатынасы ретінде жариялайды, сондықтан бұл түсініспеушілікті болдырмау үшін бұл бетте шығыс/кіріс жылдамдығы бөлек көрсетіледі.
Сұрақ: Аралық тісті дөңгелек жалпы беріліс қатынасын өзгерте ме?
Жауап: Жетекші және жетектегі тісті дөңгелектер арасындағы жалғыз аралық тісті дөңгелек (паразит) айналу бағыты мен біліктер арасындағы қашықтықты өзгертеді, бірақ оның тістер саны жалпы беріліс қатынасының шамасына әсер етпейді. Егер ол басқа тісті дөңгелекпен бір білікті бөлісіп, шынымен келесі күрделі кезеңді құрамаса, оны бұл жерде бөлек төмендету кезеңі ретінде қоспаңыз.
Сұрақ: Неліктен ПӘК айналу моментін өзгерткенімен, есептелген айналу жиілігін (RPM) өзгертпейді?
Жауап: Дұрыс ілініскен тісті берілістер үйкеліс, майдың шайқалуы және мойынтіректер қуатты тұтынса да, өздерінің кинематикалық жылдамдық қатынасын сақтайды. Сондықтан жоғалған қуат тістер саны бойынша есептелген жылдамдықта қолжетімді шығыс айналу моментінің азаюы ретінде көрінеді. Әрбір ілінісу үшін өлшенген немесе өндіруші көрсеткен ПӘК-ті енгізіңіз; 100% мәні тек идеалды салыстыру ретінде пайдалы.
Сұрақ: Пайдалану коэффициентінің нәтижесі тісті берілістің қауіпсіздік коэффициенті болып табыла ма?
Жауап: Жоқ. Ол тек алдын ала таңдау үшін жұмыс жүктемесін минималды номиналды айналу моментіне көбейтеді. Тісті берілістің нақты номиналды сипаттамасы жұмыс цикліне, соққыларға, материалға, геометрияға, тістің иілуіне және контактілі кернеуге, қызмет ету мерзіміне, майлауға, температураға, біліктерге, мойынтіректерге және корпусқа байланысты болады. Коэффициентті қолданыстағы стандарттан немесе өндірушінің кестесінен таңдап, содан кейін нақты беріліс қорабын осы сипаттамалардың барлығына сәйкестігін тексеріңіз.