Вовед во преносни механизми со запченици
Преносните механизми со запченици се фундаментални механички системи кои служат за пренос на ротационото движење и вртежниот момент од едно вратило на друго. Во зависност од конфигурацијата, разликуваме едноставни и сложени преносни механизми. Кај едноставните механизми, секое вратило носи само еден запченик, што значи дека секој степен на пренос се состои од едно зафаќање на два запченика. Кај сложените преносни механизми, на едно или повеќе меѓувратила се наоѓаат по два запченика, овозможувајќи постигнување на големи преносни односи во компактен простор.
Овој калкулатор овозможува анализа на надворешни преносни механизми со фиксна оска од еден до шест степени на пренос. Секој степен претставува едно надворешно зафаќање на запченици, каде што гонетиот запченик од претходниот степен го дели истото вратило со погонскиот запченик од следниот степен.
Разбирање на преносниот однос
Преносниот однос на редукција се дефинира како однос помеѓу бројот на заби на гонетиот запченик и бројот на заби на погонскиот запченик:
iₖ = (z_(driven,k)) / (z_(driver,k))
За вкупниот преносен однос на повеќестепен преносен механизам, поединечните односи на секој степен се множат:
i = ∏ iₖ
Резултатот од пресметката го класифицира преносот во една од трите категории:
- намалување на брзината (кога вкупниот преносен однос е поголем од 1),
- директен пренос (кога односот е точно 1),
- зголемување на брзината (кога односот е помал од 1).
Вредностите за бројот на заби за секој степен мора да бидат цели броеви во опсег од 1 до 100,000. Доколку се внесе нецелобројна или несигурна вредност, алатката ќе прикаже грешка во формат: „Степен ‹stage›, ‹field›: внесете цел број на заби од 1 до 100,000.“ или „‹where›: „‹token›“ не е број.“.
Улогата на меѓузапчениците
Еден меѓузапченик (паразитен запченик) поставен помеѓу погонскиот и гонетиот запченик служи за промена на насоката на ротација и за премостување на растојанието помеѓу вратилата. Бидејќи неговиот број на заби се појавува и како гонет и како погонски во математичката формула, тој целосно се крати од крајната вредност на вкупниот преносен однос.
Поради оваа кинематска карактеристика, меѓузапченикот не треба да се внесува како посебен степен на редукција во калкулаторот, освен ако тој не е цврсто поврзан на исто вратило со друг запченик за да формира вистински сложен степен на пренос. Насоката на ротација на излезното вратило се одредува според бројот на зафаќања и се прикажува како „иста насока како влезната“ или „спротивна насока од влезната“.
Степен на корисно дејство и загуби на моќност
При пренос на моќност низ запчестите парови, се јавуваат загуби предизвикани од триење помеѓу забите во зафат, матење на маслото за подмачкување и отпор во лежиштата. Степенот на корисно дејство на зафатот се внесува како процент поголем од 0% и не повеќе од 100%. Доколку вредноста е надвор од овие граници, се појавува предупредувањето: „Степен ‹stage›: степенот на корисно дејство на зафатот мора да биде поголем од 0% и не повеќе од 100%“.
Вкупниот степен на корисно дејство на преносниот механизам се пресметува со множење на степените на корисно дејство на сите поединечни степени:
η = ∏ ηₖ
Овие загуби директно влијаат на излезниот вртежен момент и излезната моќност, но немаат никакво влијание врз кинематската излезна брзина (RPM). Излезната брзина зависи исклучиво од геометрискиот однос на забите.
Фактори на експлоатација во машинскиот дизајн
При проектирање на преносни механизми, реалното работно оптоварување мора да се коригира со фактор на дизајн / експлоатација за да се компензираат динамичките удари, нерамномерноста во работата на погонската машина и очекуваниот работен век. Овој фактор се избира од техничките каталози на производителите (како што е Boston Gear 700 Series) и мора да биде во опсег од 1 до 10. Внесувањето вредност надвор од овој опсег ја активира грешката: „Факторот на сигурност / работниот фактор мора да биде помеѓу 1 и 10.“.
Минималниот номинален вртежен момент се пресметува како:
T_(rated) = T_(load) × K_(service)
Алатката ја споредува проценетата вредност на излезниот вртежен момент со овој номинален момент и ја прикажува соодветната маргина. Доколку капацитетот е задоволителен, се прикажува пораката: „Проценетиот излез е ‹margin›× од пресметаното работно оптоварување.“. Во спротивно, се појавува предупредувањето: „Проценетиот излез е само ‹margin›× од пресметаното работно оптоварување — под внесеното барање.“.
Ограничувања на кинематските процени
Пресметките на овој калкулатор се ограничени на кинематика и прелиминарна процена на моќност за надворешни запченици со фиксна оска. Алатката не ги моделира следните системи и параметри:
- Планетарни, внатрешни, полжавести, ременски или ланчани преноси.
- Пресметки за цврстина на забите на свиткување во коренот или контактен напон ( pitting ).
- Зазор помеѓу забите ( backlash ), деформација на вратилата, лежиштата или крутоста на куќиштето.
За целосно димензионирање на менувачот, потребно е да се извршат детални проверки согласно стандардите (на пример, ISO или AGMA) земајќи ги предвид материјалот, термичката обработка и геометријата на забите.
Преглед на формули и пресметки
Следниот табеларен преглед ги прикажува математичките релации кои се извршуваат локално во прелистувачот на корисникот:
| Параметар | Формула за пресметка |
|---|---|
| Преносен однос на степен | iₖ = z_(driven,k) ÷ z_(driver,k) |
| Вкупен преносен однос | i = ∏ iₖ |
| Излезна брзина | n_(out) = n_(in) ÷ i |
| Проценет излезен вртежен момент | T_(out) = T_(in) × i × η |
| Моќност на вратило | P = 2π n T ÷ 60 |
| Минимален номинален вртежен момент | T_(rated) = T_(load) × K_(service) |
Често поставувани прашања (FAQ)
Како точно се дефинира преносниот однос на запчениците?
Оваа страница користи преносен однос на редукција: гонетите заби поделени со погонските заби, што е исто така еднакво на влезната брзина поделена со излезната брзина. Погонски запченик со 20 заби кој врти запченик со 60 заби дава однос 3:1: излезот се врти еднаш за секои три вртења на влезот. Вредностите под 1 претставуваат зголемување на брзината. Некои каталози го објавуваат реципрочниот однос како однос на брзини, па затоа оваа страница одделно ја прикажува излезната/влезната брзина за да се отстрани таа двосмисленост.
Дали меѓузапченикот го менува вкупниот преносен однос?
Еден меѓузапченик помеѓу погонскиот и гонетиот запченик ја менува насоката на ротација и растојанието меѓу вратилата, но неговиот број на заби се крати од големината на вкупниот преносен однос. Не го додавајте како уште еден степен на редукција овде, освен ако не дели вратило со друг запченик и навистина формира следен сложен степен.
Зошто степенот на корисно дејство го менува вртежниот момент, но не и пресметаниот број на вртежи (RPM)?
Правилно зафатените запченици го задржуваат својот кинематски однос на брзини дури и кога триењето, матењето на маслото и лежиштата трошат моќност. Затоа, изгубената моќност се појавува како помал достапен излезен вртежен момент при истата брзина одредена од бројот на заби. Внесете го измерениот степен на корисно дејство или оној деклариран од производителот за секое зафаќање; 100% е корисно само како идеална споредба.
Дали резултатот од работниот фактор е фактор на сигурност на запченикот?
Не. Тој само го множи работното оптоварување за да даде минимален номинален вртежен момент за прелиминарен избор. Вистинската номинална вредност на запченикот зависи од работниот циклус, ударите, материјалот, геометријата, свиткувањето на забите и контактниот напон, животниот век, подмачкувањето, температурата, вратилата, лежиштата и куќиштето. Изберете го факторот од соодветниот стандард или табела на производителот, а потоа проверете го вистинскиот менувач во однос на сите тие номинални вредности.
Приватност и обработка на податоци
Секоја вредност за запчениците, брзината, вртежниот момент и оптоварувањето се пресметува на овој уред и не се прикачува. Обработката се врши целосно во вашиот веб-прелистувач, со што се обезбедува локална обработка на вашите внесени инженерски податоци.