Pavaros: viskas, ką reikia žinoti apie šias žvaigždutes

Los krumpliaračiai Jie yra daugybėje dabartinių mechanizmų, pradedant analoginiais laikrodžiais, baigiant transporto priemonių varikliais, pavarų dėžėmis, per robotus, spausdintuvus ir daugelį kitų mechatroninių sistemų. Jų dėka, perdavimo sistemos gali būti sukurtos ir peržengia judėjimo perteikimo ribas, jos taip pat gali tai pakeisti.

Todėl jie yra labai svarbūs elementai turėtumėte žinoti, kaip jie veikia Teisingai. Tokiu būdu galite naudoti tinkamas pavaras savo projektams ir geriau suprasti, kaip jie veikia ...

Kas yra pavara?

Yra grandininės sistemos, skriemulių sistemos, frikciniai ratai ir kt. Visi jie perdavimo sistemos su savo privalumais ir trūkumais. Tačiau iš visų išsiskiria pavarų sistema, kuri dažniausiai yra mėgstamiausia dėl jų savybių:

• Jie gali atlaikyti dideles jėgas dėl savo dantų neslystant, kaip gali būti frikcinių ratų ar skriemulių atveju.
• Tai yra grįžtama sistema, galinti perduoti jėgą ar judėjimą į abi puses.
• Jie leidžia labai tiksliai kontroliuoti judėjimą, kaip matyti iš žingsniniai varikliai, pavyzdžiui.
• Jie leidžia sukurti kompaktiškas perdavimo sistemas priešais grandines ar skriemulius.
• Skirtingi dydžiai gali būti derinami, kad trukdytų pasukti kiekvieną ašį. Paprastai, kai naudojamos dvi žvaigždutės, didesnė pavara vadinama ratu ir mažu krumpliaračiu.

Un pavara arba krumpliaratis tai ne kas kita, kaip rato tipas, kurio išoriniame ar vidiniame krašte išraižyta dantų serija, atsižvelgiant į tai, kokia pavarų rūšis ji yra. Šios žvaigždutės bus sukamos, kad suktų sukimo momentą ant velenų, prie kurių jos pritvirtintos, ir jas galima sugrupuoti, kad susidarytų sudėtingesnės pavarų sistemos, derinant jų dantis.

Akivaizdu, kad tai būtų įmanoma, dantų tipas ir dydis turi atitikti. Priešingu atveju jie bus nesuderinami ir netiks. Šie parametrai aptariami kitame skyriuje ...

Krumpliaračio dalys

Kad dvi pavaros derėtų, dantų skersmuo ir skaičius gali būti skirtingi, tačiau jie turi atsižvelgti į daugybę veiksnių, dėl kurių pavara būti suderinami vienas su kitu, pavyzdžiui, jų naudojamo danties tipą, matmenis ir kt.

Kaip matote ankstesniame paveikslėlyje, yra kelios dalys su pavara, kurią turėtumėte žinoti:

• Septumas ar rankos: tai dalis, kuri atsakinga už karūnos ir kubo sujungimą, kad perduotų judesį. Jie gali būti daugiau ar mažiau stori, o jo sudėtis ir stiprumas labai priklausys nuo stiprumo ir svorio. Kartais jie dažniausiai perveriami, norint sumažinti svorį, kartais pasirenkama tvirta pertvara.
• Kubas: tai dalis, kurioje pritvirtintas judesio perdavimo velenas ir pritvirtinta prie pertvaros.
• Vainikas: yra krumpliaračio plotas, kuriame buvo nupjauti dantys. Tai yra svarbiausia, nes nuo to priklausys pavaros suderinamumas, elgsena ir veikimas.
• Dantis: tai vienas iš vainiko dantų ar iškyšų. Dantį galima suskirstyti į kelias dalis:
  • Herbasyra išorinė danties dalis arba galiukas.
  • Veidas ir šonasyra viršutinė ir apatinė danties šono dalis, tai yra kontaktinis paviršius tarp dviejų akių akių.
  • Slėnis: tai apatinė danties dalis arba tarpinė sritis tarp dviejų dantų, kur bus įrengtas kito dantyto rato, su kuriuo jis susisuka, keteros.

Visa tai generuoja seriją vainiko geometrijos kad bus atskirti pavarų tipai ir savybės:

• Šaknies apskritimas: žymi dantų slėnį ar dugną. Tai yra, jis nustato vidinį pavaros skersmenį.
• Pirmykštis apskritimas: nustato padalijimą tarp dviejų danties šono dalių: veido ir šono. Tai labai svarbus parametras, nes visi kiti yra apibrėžti remiantis juo. Jis padalins dantį į dvi dalis - dedendumą ir priedą.
  • Danties pėda arba dedendumas: būtent apatinė danties sritis yra tarp pradinio ir šaknies apskritimo.
  • Danties galva arba priedas: viršutinė danties sritis, einanti nuo pradinio ir išorinio apskritimo.
• Galvos apimtis- pažymės dantų keterą, tai yra išorinį krumpliaračio skersmenį.

Kaip galite įsivaizduoti, priklausomai nuo dantų vainiko, skersmens ir tipų, galite keisti pavarą pagal:

• Dantų skaičius: jis nustatys pavaros santykį ir yra vienas iš labiausiai lemiančių parametrų, leidžiantis nustatyti jo elgesį perdavimo sistemoje.
• Danties aukštis: bendras aukštis, nuo slėnio iki kalvagūbrio.
• Žiedinis žingsnis: atstumas tarp vienos danties dalies ir tos pačios kito danties dalies. Tai yra, kaip toli vienas nuo kito yra dantys, o tai taip pat yra susiję su skaičiumi.
• Storis: yra pavaros storis.

Pavarų programos

The pavarų pritaikymas jų yra daug, kaip jau komentavau anksčiau. Kai kurie jo praktiniai pritaikymai yra:

• Transporto priemonių pavarų dėžės.
• Žingsniniai varikliai sukant valdymą.
• Hidraulinės bombos.
• Visų rūšių varikliai, pavyzdžiui, posūkio ar judesio perdavimo elementai.
• Diferenciniai mechanizmai.
• Spausdintuvai galvutėms ar ritinėliams perkelti.
• Robotai judančioms dalims.
• Pramoninės mašinos.
• Analoginiai laikrodžiai.
• Buitiniai prietaisai su mechaninėmis dalimis.
• Elektroniniai prietaisai su judančiomis dalimis.
• Durų atidarymo varikliai.
• Mobilūs žaislai.
• Žemės ūkio technika.
• Aeronautika.
• Energijos gamyba (vėjo, šilumos, ...).
• ir taip toliau

Galite sugalvoti apie daugybę kitų programų, skirtų jūsų projektams su „Arduino“, robotais ir kt. Galite automatizuoti daugelį mechanizmų ir žaisti greičiu ir kt.

Pavarų tipai

Pagal jo dantis ir pačios pavaros ypatybes jūs turite skirtingų tipų pavaras po ranka, kiekvienas su savo privalumais ir trūkumais, todėl svarbu pasirinkti tinkamą kiekvienai programai.

Los labiausiai paplitusios rūšys garsas:

• Cilindrinis: naudojami lygiagrečioms ašims.
  • Tiesiai: jie yra labiausiai paplitę, naudojami, kai reikalinga paprasta pavara su ne labai dideliu greičiu.
  • Spiralinis: tai šiek tiek pažangesnė ankstesnių versijų versija. Juose dantys yra išdėstyti lygiagrečiais spiralės keliais aplink cilindrą (viengubą arba dvigubą). Jie turi aiškų pranašumą prieš tiesias, pavyzdžiui, yra tylesni, dirba didesniu greičiu, gali perduoti daugiau galios, judėti tolygiau ir saugiau.
• Kūginis: jie naudojami judėti tarp ašių, išdėstytų skirtingais kampais, net 90 ° kampu.
  • Tiesiai: jie naudoja tiesius dantis ir turi vienodas savybes su tiesiais cilindriniais.
  • Spiralinis: šiuo atveju jie palaiko didesnį greitį ir jėgas, kaip nutiko sraigtams.
• Vidinė pavara: užuot dantis ar vainiką išraižę išorėje, jie turi jį viduje. Jie nėra tokie įprasti, tačiau jie taip pat naudojami tam tikroms programoms.
• Planetariumai: tai pavarų rinkinys, naudojamas tam tikrose perdavimo sistemose, kur yra centrinė pavara, aplink kurią sukasi kiti mažesni. Štai kodėl jis turi tą pavadinimą, nes atrodo, kad jie skrieja aplink orbitą.
• Nesibaigiantis varžtas: tai yra įprasta kai kurių pramoninių ar elektroninių mechanizmų pavara. Jis naudoja pavarą, kurios dantys yra supjaustyti spiralės formos. Jie sukuria labai pastovų greitį ir be vibracijos ar triukšmo. Jie gali perduoti tiesų dantytą ratą, kurio ašis yra pasvirusi į nesibaigiantį varžtą.
• Stovas ir ratukas: tai pavarų rinkinys, kuris taip pat yra įprastas kai kuriuose mechanizmuose ir kuris leidžia sukti ašies judėjimą į linijinį judėjimą arba atvirkščiai.

Jei jūs lankotės Jo kompozicija, taip pat galite atskirti tokias medžiagas kaip:

• Metalai: jie dažniausiai gaminami iš įvairių rūšių plieno, vario lydinių, aliuminio lydinių, ketaus arba pilkojo ketaus, magnio lydinių ir kt.
• Plastikai: naudojama elektronikoje, žaisluose ir kt. Tai yra polikarbonato, poliamido arba PVC krumpliaračiai, acetalinės dervos, PEEK polietereterketonas, politetrafluoretilenas (PTFE) ir skystųjų kristalų polimerai (LCP).
• Madera: jie nėra įprasti, tik senuose mechanizmuose ar tam tikruose žaisluose.
• kiti: tikėtina, kad labai specifiniais atvejais naudojami kiti pluoštai ar specifinės medžiagos.

Kur pirkti pavaras?

Jums rasti skirtingų tipų pavaras daugelyje mechanikos ar elektronikos parduotuvių. Pavyzdžiui, čia yra keletas pavyzdžių:

• Plastikinis variklio pavarų komplektas. Su 64 skirtingais tipais.
• Nerasta jokių produktų.
• Komplektas iš 16 skirtingų metalinių dalių, įskaitant spiralines.
• Plastikinis veleno pavaros komplektas.

Šie gaminiai yra mažo dydžio, jei jums reikia didesnių pavarų, tikėtina, kad jų taip lengvai nerasite. Be to, jei jums reikia kažko labai konkretaus, daugelis sukimo dirbtuvių gali padaryk tai tau. 3D spausdintuvai Jie taip pat padeda gamintojams sukurti savo pavaras.

Pagrindiniai žvaigždžių sistemų skaičiavimai

Kaip matote šiame GIF, turite suprasti, kad kai dvi pavaros susikerta, abi ašys pasuks priešinga kryptimi ir ne ta pačia prasme. Kaip matote, pažvelgę ​​į raudoną dantytą gatvelę ji virsta į dešinę, o mėlyna - į kairę.

todėl kad ašis pasisuktų ta pačia kryptimi reikėtų pridėti papildomą ratą, pavyzdžiui, žalią. Tokiu būdu raudona ir žalia spalvos sukasi ta pačia kryptimi. Taip yra todėl, kad mėlynai pasisukus į kairę, įsijungiant mėlynai žaliai, žalia vėl pakeis sukimosi kryptį, sinchronizuodamasi su raudona spalva.

Kitas dalykas, kurį galima įvertinti tame GIF, yra posūkio greitis. Jei visų pavarų skersmuo ir dantų skaičius būtų vienodi, visi velenai suktųsi tuo pačiu greičiu. Kita vertus, kai keičiamas danties skaičius / skersmuo, keičiasi ir greitis. Kaip matote šiuo atveju, raudona sukasi greičiausiai, nes jos skersmuo mažesnis, mėlyna - vidutiniu greičiu, o žalia - lėčiausiai.

Reaguodamas į tai, galima galvoti, kad žaidžiant su dydžiais galima keisti greitį. Jūs esate teisus, lygiai taip pat, kaip dviratis gali tai padaryti naudodamas pavarų perjungimą, arba pavarų dėžė - su automobilio pavarų santykiais. Negana to, jūs taip pat galite apskaičiuoti posūkio greitį.

Kai sujungsite dvi pavaras, viena mažas (krumpliaratis) ir dar vienas didelis (ratas), gali atsirasti:

• Jei įsivaizduojame, kad variklis ar sukibimas yra pritaikytas krumpliaračiui ir ratas varomas, nors krumpliaratis sukasi dideliu greičiu, turėdamas didesnį ratą, jis jį sulėtins, veikdamas kaip reduktorius. Tik tuo atveju, jei jos būtų vienodo dydžio (ratas = ratas), abi ašys suktųsi tuo pačiu greičiu.
• Kita vertus, jei įsivaizduosime, kad sukibimą daro ratas ir taikomas greitis, net jei jis ir mažas, krumpliaratis pasisuks greičiau, nes jo mažas dydis veikia kaip daugiklis.

Pavarų perdavimo skaičiavimai

Tai supratę, galite atlikti paprastos perdavimo sistemos tarp dviejų pavarų skaičiavimus taikydami formulę:

N1 Z1 = N2 Z2

Kur Z yra sujungtų 1 ir 2 pavarų dantų skaičius, o N - velenų sukimosi greitis RPM (apsisukimai per minutę arba apsisukimai per minutę). Dėl ejemplo, įsivaizduokite, kad aukščiau pateiktame GIF supaprastinkite:

• Raudona (pavara) = 4 dantys, o variklis sukasi 7 aps./min.
• Mėlyna = 8 dantys
• Žalia = 16 dantų

Jei norite apskaičiuoti posūkį šioje sistemoje, pirmiausia turite apskaičiuoti mėlynos spalvos greitį:

4 7 = 8 z

z = 4 7/8

z = 3.5 RPM

Tai reiškia, kad mėlynas velenas suktųsi 3.5 aps./min., Šiek tiek lėčiau nei 4 raud. Jei norėtumėte apskaičiuoti žalios spalvos posūkį, dabar, kai žinote mėlynos spalvos greitį:

8 3.5 = 16 z

z = 8 3.5/16

z = 1.75

Kaip matote, žalia spalva suktųsi 1.75 aps./min., O tai yra lėčiau nei mėlyna ir žalia. Kas nutiktų, jei variklis būtų ant žaliosios ašies ir varomasis ratas suktųsi 4 aps./min., Tada mėlynai suktųsi 8, raudonai - 16 aps.

Taigi iš to išplaukia, kad kai varomasis ratas yra mažas, galiniam velenui pasiekiamas mažesnis greitis, bet didesnė jėga. Tuo atveju, kai sukibimą atlieka didelis ratas, mažas ratas pasiekia didesnį greitį, bet mažiau jėgos. Nes ten galia ar sukimo momentas skiriasi? Pažvelkite į šią formulę:

P = T ω

Kur P yra veleno perduota galia vatais (W), T yra sukurtas sukimo momentas (Nm), ω kampinis greitis, kuriuo sukasi velenas (rad / s). Jei išlaikoma variklio galia ir padauginamas arba sumažinamas sukimosi greitis, tada keičiasi ir T. Tas pats atsitinka, jei T laikomas pastovus ir keičiamas greitis, tada keičiasi P.

Jūs tikriausiai taip pat norėsite apskaičiuoti, ar ašis sukasi ties X RPM, kiek ji judėtų tiesiškai, tai yra linijinis greitis. Pavyzdžiui, įsivaizduokite, kad raudoname jūs turite nuolatinės srovės variklį, o ant žaliosios ašies - ratą, kad variklis judėtų per paviršių. Kaip greitai tai vyktų?

Norėdami tai padaryti, turite tiesiog apskaičiuoti sumontuotos padangos apimtį. Norėdami tai padaryti, padauginkite skersmenį iš Pi ir gausite perimetrą. Žinant, koks ratas gali pasisukti su kiekvienu posūkiu, ir atsižvelgiant į tai, kas sukasi kiekvieną minutę, galima gauti tiesinį greitį ...

Čia aš jums rodau vaizdo įrašą, kad galėtumėte tai suprasti geriau:

Sliekų ir žvaigždžių skaičiavimai

Dėl sliekinė pavara ir žvaigždutė, galima apskaičiuoti pagal formulę:

i = 1 / Z

Taip yra todėl, kad sraigtas šioje sistemoje laikomas spirališkai nupjauta vieno danties žvaigždute. Taigi, jei turite, pavyzdžiui, 60 dantų žvaigždę, tada ji bus 1/60 (tai reiškia, kad varžtas turėtų pasukti 60 kartų, kad žvaigždutė atliktų 1 apsisukimą). Be to, tai yra mechanizmas, kuris nėra grįžtamas, kaip kiti, tai yra, žvaigždės negalima pasukti taip, kad kirminas suktųsi, čia varomasis velenas gali būti tik sliekas.

Stovo ir krumpliaračio skaičiavimai

Sistemai Stovas ir krumpliaratis, skaičiavimai vėl keičiasi, šiuo atveju jie yra:

V = (p Z N) / 60

Tai yra, padauginkite krumpliaračio dantų žingsnį (metrais), iš krumpliaračio dantų skaičiaus ir iš krumpliaračio posūkių skaičiaus (RPM). Ir tai padalinta iš 60. Pavyzdžiui, įsivaizduokite, kad turite sistemą su 30 dantų krumpliaračiu, 0.025 m žingsniu ir 40 RPM sukimosi greičiu:

V = (0.025) / 30

V = 0.5 m / s

Tai yra, jis kas sekundę žengtų pusę metro. Ir šiuo atveju taip, tai yra grįžtamaTai yra, jei stovas judinamas išilgai, krumpliaratį galima priversti suktis.

Net galėtumėte apskaičiuoti, kiek laiko prireiks nuvažiuoti atstumą, atsižvelgiant į formulę vienodas linijos judėjimas (v = d / t), tai yra, jei greitis yra lygus atstumui, padalytam iš laiko, tada laikas išvalomas:

t = d / v

Taigi, jau žinodami, pavyzdžiui, greitį ir atstumą, kurį norite apskaičiuoti, įsivaizduokite, kad norite apskaičiuoti, kiek laiko prireiks nuvažiuoti 1 metrą:

t = 1 / 0.5

t = 2 sekundės

Tikiuosi, kad padėjau jums įgyti bent jau pačias būtiniausias žinias apie pavaras, kad suprastumėte, kaip jos veikia ir kaip galite jas panaudoti savo naudai savo būsimuose projektuose.