i = N2 / N1 → n2 = n1 × (N1 / N2)

Πώς να υπολογίσετε τον αριθμό των δοντιών του γραναζιού για οποιαδήποτε αναλογία ταχύτητας

Επιλογή του αριθμού των δοντιών του γραναζιού με αντίστροφη εργασία από μια απαιτούμενη αναλογία στροφών, ταχύτητα άξονα ή ροπή εξόδου — και στη συνέχεια έλεγχος αυτών των αριθμών σε σχέση με τους μηχανικούς περιορισμούς που καθορίζουν εάν η μονάδα κίνησης θα λειτουργεί πραγματικά αξιόπιστα κατά τη λειτουργία.

Ζητήστε από τους μηχανικούς μας να επαληθεύσουν τον υπολογισμό του αριθμού των δοντιών σας

Ένας μηχανολόγος μηχανικός που προέβλεπε μια νέα κίνηση μεταφορικού ιμάντα το 2024 έπρεπε να μειώσει την ταχύτητα ενός κινητήρα 1.450 σ.α.λ. σε ταχύτητα άξονα 185 σ.α.λ. για έναν κοχλιωτό μεταφορικό ιμάντα — αναλογία περίπου 7,8:1. Επέλεξε μια αλυσίδα #80 με οδηγό 17 δοντιών και γρανάζι με κίνηση 133 δοντιών για να επιτύχει ακριβώς 7,82:1. Ο υπολογισμός ήταν σωστός. Ο μηχανισμός κίνησης δεν κατάφερε να επιτύχει την απαιτούμενη απόδοση στην ταχύτητα σχεδιασμού εντός της πρώτης εβδομάδας. Ο γρανάζι κίνησης 133 δοντιών είχε εξωτερική διάμετρο περίπου 1.082 mm — η οποία υπερέβαινε το διαθέσιμο διάκενο εγκατάστασης κατά 220 mm. Η αναλογία ήταν σωστή. Το φυσικό περίβλημα δεν ήταν. Ο μηχανισμός κίνησης έπρεπε να ανακατασκευαστεί ως διάταξη δύο σταδίων με ενδιάμεσο άξονα, με διπλάσιο κόστος κατασκευής.

Ο σωστός υπολογισμός του αριθμού των δοντιών του γραναζιού σημαίνει περισσότερα από την απλή επίλυση της εξίσωσης αναλογίας. Σημαίνει ότι πρέπει να επεξεργαστείτε τους πέντε περιορισμούς που καθορίζουν εάν ένα σύνολο αριθμού δοντιών είναι πραγματικά χρησιμοποιήσιμο — ελάχιστος αριθμός δοντιών οδηγού, μέγιστη διάμετρος κινούμενου γραναζιού, γωνία περιτύλιξης, κεντρική απόσταση και η απαίτηση του δοντιού κυνηγιού για ομοιόμορφη κατανομή φθοράς. Αυτός ο οδηγός καλύπτει και τους πέντε, με επεξεργασμένα παραδείγματα για τα πιο συνηθισμένα σενάρια υπολογισμού.

σχέση μεταξύ ταχύτητας μετάδοσης και ροπής

Ο βασικός τύπος αναλογίας και τι σας δίνει

Οι Τέσσερις Εξισώσεις Αλυσιδωτής Οδήγησης
i = N2 / N1
Σχέση μετάδοσης κίνησης. N2 = κινούμενο (μεγαλύτερο) γρανάζι. N1 = κινούμενο (μικρότερο) γρανάζι.
n2 = n1 × (N1/N2)
Ταχύτητα άξονα εξόδου σε σ.α.λ. n1 = ταχύτητα οδηγού. Αποτέλεσμα: ταχύτητα εξόδου.
T2 = T1 × i × η
Ροπή εξόδου. T1 = ροπή εισόδου (Nm). η = απόδοση κίνησης (0,97–0,985).
PD = p / sin(180°/N)
Διάμετρος κύκλου βήματος αλυσίδας. p = βήμα αλυσίδας (mm). N = αριθμός δοντιών. Χρησιμοποιείται για τον έλεγχο του περιβλήματος του γραναζιού.

Η εξίσωση αναλογίας σας λέει τη σχέση μεταξύ του αριθμού των δοντιών — δεν σας λέει ποιοι συγκεκριμένοι αριθμοί δοντιών πρέπει να χρησιμοποιήσετε. Μια αναλογία 4:1 μπορεί να επιτευχθεί με 17:68, 18:72, 19:76, 21:84 ή δεκάδες άλλους συνδυασμούς. Κάθε συνδυασμός παράγει μια ελαφρώς διαφορετική διάμετρο κύκλου βήματος για το κινούμενο γρανάζι, ένα ελαφρώς διαφορετικό μήκος αλυσίδας και έναν διαφορετικό αριθμό δοντιών σε επαφή με το κατσαβίδι. Οι περιορισμοί που ακολουθούν καθορίζουν ποιοι συνδυασμοί είναι πραγματικά χρησιμοποιήσιμοι για μια δεδομένη εφαρμογή.

Οι πέντε περιορισμοί που καθορίζουν τους έγκυρους συνδυασμούς αριθμού δοντιών

1
Ελάχιστος αριθμός δοντιών οδηγού: 17T (ANSI B29.1)

Το πρότυπο ANSI B29.1 ορίζει τα 17 δόντια ως το πρακτικό ελάχιστο για ομαλή λειτουργία της αλυσίδας. Κάτω από τα 17T, η μεταβολή της ταχύτητας του φαινομένου πολυγώνου υπερβαίνει το ±1,7% — το όριο πάνω από το οποίο η δόνηση στον κινούμενο άξονα γίνεται μετρήσιμη. Αυτό δεν είναι ένα αυστηρό δομικό όριο. Η αλυσίδα εφαρμόζει φυσικά σε λιγότερα δόντια. Είναι ένα όριο διάρκειας ζωής λόγω ομαλότητας και κόπωσης. Για εφαρμογές ακριβείας (ευρετηρίαση σερβομηχανισμών, μονάδες μέτρησης), το ελάχιστο 21T στον οδηγό είναι το πρακτικό επίπεδο μηχανικής.

Πρακτικός κανόνας: Ξεκινήστε κάθε υπολογισμό αριθμού δοντιών με N1 = 17 (ή 19 ή 21 για ακρίβεια). Ποτέ μην μειώνετε το N1 για να επιτύχετε μια αναλογία — προσαρμόστε αντ' αυτού το N2.

2
Μέγιστη διάμετρος κινούμενου γραναζιού: περίβλημα εγκατάστασης

Η διάμετρος του κύκλου βήματος (PD) του κινούμενου αλυσοτροχού υπολογίζεται ως: PD = p / sin(180° / N2). Η εξωτερική διάμετρος (OD) είναι περίπου: OD ≈ PD + 0,625p (χρησιμοποιώντας την τυπική προσέγγιση ύψους δοντιού). Αυτή η OD πρέπει να ταιριάζει εντός του διαθέσιμου περιβλήματος εγκατάστασης, συμπεριλαμβανομένων όλων των αποστάσεων από τα παρακείμενα εξαρτήματα, τα προστατευτικά και τα περιβλήματα. Για υψηλούς λόγους μείωσης, η OD του κινούμενου αλυσοτροχού είναι συνήθως ο περιορισμός σύνδεσης — όχι ο ίδιος ο λόγος.

Αναλογία N1=17, N2= PD #60 (χιλ.) Εξωτερική διάμετρος #60 (mm) PD #40 (χιλ.) Εξωτερική διάμετρος #40 (mm)
2:1 34 206.8 218.7 138.0 146.0
3:1 51 309.7 321.6 206.8 214.7
4:1 68 412.9 424.8 275.6 283.5
5:1 85 516.0 527.9 344.4 352.3
6:1 102 619.4 631.3 413.5 421.4
7:1 119 722.8 734.7 482.3 490.2

3
Ελάχιστη γωνία περιτύλιξης στον οδηγό: 120° (6 δόντια σε επαφή)

Το πρότυπο ANSI B29.1 απαιτεί ελάχιστη γωνία περιτύλιξης 120° στο μικρό γρανάζι (οδηγού) για να ισχύουν οι δημοσιευμένες ονομαστικές τιμές ισχύος. Κάτω από 120°, ο αριθμός των δοντιών που βρίσκονται ταυτόχρονα σε επαφή με το φορτίο μειώνεται κάτω από 3-4 και το φορτίο ανά δόντι αυξάνεται μέχρι το σημείο όπου η ικανότητα έλξης της αλυσίδας πρέπει να μειωθεί. Η γωνία περιτύλιξης εξαρτάται από την αναλογία και την απόσταση μεταξύ των κέντρων: οι υψηλότερες αναλογίες και οι μικρότερες αποστάσεις μεταξύ των κέντρων μειώνουν τη γωνία περιτύλιξης. Ο τύπος είναι: θ = 180° − 2 × arcsin((PD2 − PD1) / (2C)), όπου τα PD2 και PD1 είναι οι διαμέτρους του κύκλου κίνησης και του βήματος του οδηγού και το C είναι η απόσταση μεταξύ των κέντρων. Για τις περισσότερες πρακτικές κεντρικές αποστάσεις (30-50 φορές το βήμα της αλυσίδας), οι αναλογίες έως και 5:1 διατηρούν ελάχιστη περιτύλιξη 120° χωρίς διόρθωση.

4
Μέγιστη αναλογία ενός σταδίου: 7:1 (σύσταση ANSI)

Το ANSI B29.1 συνιστά μέγιστη αναλογία μονού σταδίου 7:1. Πάνω από αυτήν την αναλογία, η διατήρηση γωνίας περιτύλιξης 120° απαιτεί είτε μια μη πρακτικά μεγάλη απόσταση από το κέντρο είτε έναν εντατήρα αλυσίδας στην πλευρά χαλάρωσης. Πιο πρακτικά, ο κινούμενος οδοντωτός τροχός γίνεται πολύ μεγάλος (βλ. Περιορισμό 2 παραπάνω) και η χαλάρωση της αλυσίδας στο μεγάλο άνοιγμα της πλευράς χαλάρωσης απαιτεί ενεργή τάνυση. Αναλογίες άνω του 7:1 θα πρέπει να επιτυγχάνονται με κίνηση δύο σταδίων — δύο ζεύγη γραναζιών σε σειρά σε έναν ενδιάμεσο άξονα. Μια κίνηση δύο σταδίων που φτάνει τα 49:1 (7:1 × 7:1) είναι φυσικά εφικτή, ενώ μια κίνηση 49:1 ενός σταδίου δεν είναι σχεδόν ποτέ πρακτική σε κανένα χρήσιμο βήμα αλυσίδας.

5
Αρχή του κυνηγετικού δοντιού: αποφυγή κοινών παραγόντων μεταξύ N1 και N2

Όταν οι αριθμοί δοντιών N1 και N2 έχουν κοινό παράγοντα μεγαλύτερο από 1, ο ίδιος κύλινδρος έρχεται σε επαφή με το ίδιο δόντι του αλυσοτροχού σε κάθε περιστροφή — η φθορά συγκεντρώνεται σε ένα υποσύνολο δοντιών αντί να κατανέμεται ομοιόμορφα σε όλα αυτά. Για έναν οδηγό 17T και έναν οδηγό 34T (αναλογία 2:1), κάθε κύλινδρος έρχεται σε επαφή με τα ίδια 17 από τα 34 οδηγούμενα δόντια — τα εναλλασσόμενα 17 οδηγούμενα δόντια δεν φορτίζονται ποτέ. Η χρήση οδηγού 17T με οδηγό 35T (μη ακέραια αναλογία) διασφαλίζει ότι κάθε οδηγούμενο δόντι εμπλέκεται με την πάροδο του χρόνου. Ο κανόνας: κάντε τα N1 και N2 να έχουν μέγιστο κοινό διαιρέτη (ΜΚΔ) 1, όπου είναι δυνατόν.

Παράδειγμα 1: Μηχανισμός μείωσης ταχύτητας για μεταφορικό ιμάντα συσκευασίας

Προσδιορισμός: Άξονας εξόδου κινητήρα στις 1.450 σ.α.λ. Απαιτούμενη ταχύτητα άξονα μεταφορικού μέσου: 96 σ.α.λ. Διαθέσιμος φάκελος εγκατάστασης για κινούμενο γρανάζι: μέγιστη εξωτερική διάμετρος 280 mm. Βήμα αλυσίδας: ANSI #50 (15,875 mm). Εφαρμογή: ευρετήριο γραμμής συσκευασίας — απαιτείται ομαλή λειτουργία.

Βήμα προς βήμα λύση
  1. Απαιτούμενη αναλογία: i = n1 / n2 = 1450 / 96 = 15.1:1Αυτό υπερβαίνει το μέγιστο 7:1 μονοβάθμιας → απαιτούμενη κίνηση δύο σταδίων.
  2. Χωρίστε την αναλογία σε δύο στάδια: √15,1 ≈ 3,89. Στοχεύστε σε δύο παρόμοια στάδια. Αναλογία Σταδίου 1 ≈ 3,9:1. Αναλογία Σταδίου 2 ≈ 3,87:1 (3,9 × 3,87 = 15,09 — αρκετά κοντά). Στρογγυλοποιήστε στον εφικτό αριθμό δοντιών.
  3. Αριθμός δοντιών σταδίου 1: Ξεκινήστε με N1 = 19T (εφαρμογή ακριβείας). N2 = 19 × 3,9 = 74,1 → στρογγυλοποιήστε σε 73T (περιττή τιμή — ικανοποιεί τον κανόνα των κυνηγετικών δοντιών, ΜΚΔ(19,73) = 1). Πραγματική αναλογία στάδιο 1: 73/19 = 3,842.
  4. Αριθμός δοντιών σταδίου 2: Ενδιάμεση ταχύτητα άξονα = 1450 / 3,842 = 377 σ.α.λ. Απαιτούμενη σχέση περιστροφής σταδίου 2 για την επίτευξη 96 σ.α.λ.: 377 / 96 = 3,927. Ξεκινήστε με N3 = 19T. N4 = 19 × 3,927 = 74,6 → 75T (GCD(19,75) = 1). Πραγματική σχέση περιστροφής σταδίου 2: 75/19 = 3,947. Τελική έξοδος: 1450 / (3,842 × 3,947) = 95,6 σ.α.λ. ≈ 96 σ.α.λ. ✓
  5. Ελέγξτε την εξωτερική διάμετρο του κινούμενου γραναζιού σε σχέση με την περιβάλλουσα περιοχή: Το μεγαλύτερο γρανάζι είναι 75T σε βήμα #50. PD = 15,875 / sin(180°/75) = 15,875 / sin(2,4°) = 15,875 / 0,04188 = 379,1 mm. OD ≈ 379,1 + (0,625 × 15,875) = 379,1 + 9,9 = 389 χιλιοστάΑυτό υπερβαίνει το περιθώριο των 280 mm — πρέπει να μειωθεί το βήμα ή να αυξηθεί ο αριθμός των σταδίων.
  6. Ψήφισμα: Μειώστε σε αλυσίδα #40 (βήμα 12,70 mm). 75T σε βήμα #40: PD = 12,70 / sin(2,4°) = 303,3 mm. OD ≈ 303,3 + 7,9 = 311 χιλιοστάΑκόμα 31 mm πάνω. Μείωση σε 70T: PD = 12,70 / sin(2,57°) = 283,2 mm. OD ≈ 283,2 + 7,9 = 291 χιλιοστάΕντός περιβλήματος με μέγιστο πλάτος 280 mm. Νέα αναλογία σταδίου 2: 70/19 = 3,684. Τελική ταχύτητα: 1450 / (3,842 × 3,684) = 102,4 σ.α.λ.Αποδεκτό για αυτήν την εφαρμογή (ανοχή προδιαγραφών ±10%). ✓
Αντιφατικό: η μείωση του βήματος της αλυσίδας επιτρέπει μεγαλύτερο αριθμό δοντιών στην ίδια εξωτερική διάμετρο γραναζιού — βελτιώνοντας την ομαλότητα κατά την τοποθέτηση του περιβλήματος εγκατάστασης. Η μετάβαση από το βήμα #50 στο βήμα #40 μείωσε την εξωτερική διάμετρο του γραναζιού από 389 mm σε 311 mm με τον ίδιο αριθμό δοντιών. Αυτό το μικρότερο βήμα αυξάνει επίσης το σχετικό όφελος του αριθμού των δοντιών του οδηγού — στα 19T, η αλυσίδα #40 έχει μικρότερη διακύμανση ταχύτητας λόγω πολυγωνικού φαινομένου από την αλυσίδα #50 επειδή το φυσικό μήκος της χορδής (και επομένως η γωνιακή διακύμανση ανά σύνδεσμο) είναι μικρότερο. Η λύση με μικρότερο βήμα και υψηλότερο αριθμό δοντιών σε ένα περιορισμένο περίβλημα είναι συχνά τόσο πιο ομαλή όσο και μικρότερη από την προφανή λύση με μεγαλύτερο βήμα.

Παράδειγμα 2: Σύστημα αύξησης ταχύτητας (Overdrive) για γεννήτρια

Προσδιορισμός: PTO κινητήρα ντίζελ στις 1.000 σ.α.λ. Η γεννήτρια απαιτεί είσοδο 1.800 σ.α.λ. Βήμα αλυσίδας: ANSI #80 (25,4 mm) — ήδη καθορίζεται από τον κατασκευαστή του κινητήρα. Βρείτε τον σωστό αριθμό δοντιών του γραναζιού.

i = n_engine / n_gen = 1000/1800 = 0,556
N2/N1 = 0,556 → N1 > N2 (αύξηση ταχύτητας)
N2 = κινούμενο (γεννήτρια) = μικρότερο γρανάζι
N1 = οδηγός (κινητήρας) = μεγαλύτερο γρανάζι

Σε μια διαμόρφωση overdrive, ο οδηγός είναι ο μεγαλύτερος οδοντωτός τροχός. Ξεκινήστε με τουλάχιστον 17T στον κινούμενο οδοντωτό τροχό (τον μικρότερο): N2 = 17T. N1 = N2 / i = 17 / 0,556 = 30,6 → στρογγυλοποιήστε στα 31T. Πραγματική αναλογία: 17/31 = 0,548. Πραγματικές στροφές γεννήτριας: 1000 / 0,548 = 1.825 σ.α.λ. — εντός 1,4% από τον στόχο. ΜΚΔ(31, 17) = 1 ✓ (ικανοποιημένο δόντι κυνηγιού).

Έλεγχος φακέλου: Κινητήριος οδοντωτός τροχός (17T) σε βήμα #80: PD = 25,4 / sin(10,59°) = 138,1 mm. Εξωτερική διάμετρος ≈ 138,1 + 15,9 = 154 mm. Κινητήριος οδοντωτός τροχός (31T): PD = 25,4 / sin(5,81°) = 250,7 mm. Εξωτερική διάμετρος ≈ 250,7 + 15,9 = 267 mm. Και τα δύο βρίσκονται εντός των τυπικών περιβαλλόντων εγκατάστασης για έναν σύνδεσμο κινητήρα-γεννήτριας.

γρανάζι και αλυσίδα 2

Σύστημα κίνησης αλυσίδας και γραναζιού — ο υπολογισμός του σωστού αριθμού δοντιών διασφαλίζει την απαιτούμενη αναλογία ταχύτητας διατηρώντας παράλληλα τους περιορισμούς γεωμετρίας της κίνησης της αλυσίδας.

Συνδυασμοί γρήγορης αναφοράς για τον αριθμό των δοντιών για κοινές αναλογίες

Για τις συχνότερα καθορισμένες αναλογίες, ο παρακάτω πίνακας παρέχει προ-υπολογισμένα ζεύγη αριθμού δοντιών που ικανοποιούν και τους πέντε περιορισμούς — ελάχιστος οδηγός 17T, ΜΚΔ = 1, αναλογία ενός σταδίου ≤ 7:1 και καμία ακριβής ακέραια αναλογία (κάτι που θα εμπόδιζε την κατανομή των δοντιών κυνηγιού).

Απαιτούμενη αναλογία N1 (οδηγός) N2 (οδηγούμενο) Πραγματική αναλογία Σφάλμα αναλογίας ΜΚΔ PD (N2) στο #60 (mm) Σημειώσεις
1.5:1 19 29 1.526 +1.7% 1 ✓ 174.3 Συμπαγές· καλή ομαλότητα
2:1 19 37 1.947 −2.6% 1 ✓ 224.5 Το 19:38 είναι ακριβές αλλά το GCD=19 — αποφύγετε
2.5:1 17 43 2.529 +1.2% 1 ✓ 261.2
3:1 19 57 3.000 0% 19 ✗ 346.2 Χρησιμοποιήστε 19:58 (ΜΚΔ=1) ή 17:51 (ΜΚΔ=17!) → χρησιμοποιήστε 17:53 αντ' αυτού
3:1 (διορθωμένο) 17 53 3.118 +3.9% 1 ✓ 321.8 Αποδεκτό εάν ανοχή ταχύτητας ±5%
4:1 19 75 3.947 −1.3% 1 ✓ 455.5 19:76 ακριβές αλλά GCD=19 — αποφύγετε
5:1 19 97 5.105 +2.1% 1 ✓ 589.2 Μεγάλο κινούμενο γρανάζι — ελέγξτε την εξωτερική διάμετρο

Σχεδιασμός συστημάτων μετάδοσης κίνησης αλυσίδας δύο σταδίων: Διαχωρισμός ενδιάμεσου άξονα και λόγου σταδίων

Όταν η απαιτούμενη αναλογία υπερβαίνει το 7:1 ή όταν η εξωτερική διάμετρος του κινούμενου οδοντωτού τροχού υπερβαίνει το περιθώριο εγκατάστασης σε ένα μόνο στάδιο, η τυπική λύση είναι μια κίνηση δύο σταδίων με έναν ενδιάμεσο άξονα. Ο ενδιάμεσος άξονας φέρει τόσο έναν κινούμενο οδοντωτό τροχό (που λαμβάνει ισχύ από το Στάδιο 1) όσο και έναν οδοντωτό τροχό οδήγησης (που παρέχει ισχύ στο Στάδιο 2). Οι αναλογίες των δύο σταδίων πολλαπλασιάζονται για να δώσουν τη συνολική αναλογία: i_total = i_stage1 × i_stage2.

Για την καλύτερη συνολική απόδοση κίνησης σε μια διάταξη δύο σταδίων, οι αναλογίες σταδίων θα πρέπει να είναι περίπου ίσες — αυτό ελαχιστοποιεί το μέγεθος του μεγαλύτερου αλυσοτροχού στο σύστημα. Ένα άνισο διαχωρισμό σταδίων (π.χ., 3:1 και 5:1 για ένα συνολικό 15:1) παράγει ένα μεγαλύτερο μέγιστο γρανάζι από ένα ίσο διαχωρισμό (π.χ., 3,87:1 και 3,87:1 για το ίδιο 15:1). Οι ίσες αναλογίες σταδίων παράγουν επίσης ίσες τάσεις αλυσίδας και στα δύο στάδια όταν η μεταδιδόμενη ισχύς είναι η ίδια, γεγονός που απλοποιεί τον προσδιορισμό του μεγέθους της αλυσίδας.

Τα ενδιάμεσα ρουλεμάν άξονα πρέπει να έχουν μέγεθος για τα συνδυασμένα ακτινικά φορτία και από τις δύο αλυσιδωτές κινήσεις που δρουν στον άξονα. Σε μια διβάθμια κίνηση, οι τάσεις της σφιχτής πλευράς από το Στάδιο 1 και το Στάδιο 2 δρουν σε κατευθύνσεις που καθορίζονται από τη γεωμετρία της αλυσίδας — εάν και οι δύο σφιχτές πλευρές τραβήξουν τον ενδιάμεσο άξονα σε αντίθετες κατευθύνσεις, τα φορτία των ρουλεμάν ακυρώνονται εν μέρει. Εάν και οι δύο τραβήξουν προς την ίδια κατεύθυνση, αθροίζονται. Σχεδιάστε πάντα το διάγραμμα γεωμετρίας της αλυσίδας και υπολογίστε το προκύπτον διάνυσμα φορτίου άξονα πριν καθορίσετε τα ενδιάμεσα ρουλεμάν άξονα. Αυτό το βήμα παραλείπεται συχνά στην πράξη, με αποτέλεσμα τα ενδιάμεσα ρουλεμάν άξονα να παρουσιάζουν υπομεγέθη σφάλματα πριν από οποιαδήποτε αλυσίδα.

γρανάζι και αλυσίδα 1

Όπου ο υπολογισμός του αριθμού των δοντιών είναι το κρίσιμο βήμα σχεδιασμού

Αντικατάσταση γεωργικών μηχανημάτων. Κατά την αντικατάσταση κατεστραμμένων ή φθαρμένων γραναζιών σε παλαιότερα μηχανήματα όπου έχουν χαθεί τα έγγραφα, ο μόνος τρόπος για να επιβεβαιώσετε τον σωστό αριθμό δοντιών είναι να μετρήσετε τον αρχικό γρανάζι (εάν υπάρχει), να υπολογίσετε την αναλογία ταχύτητας από τον μετρούμενο αριθμό δοντιών και να επαληθεύσετε σε σχέση με τις λειτουργικές παραμέτρους του μηχανήματος. Ο λανθασμένος αριθμός δοντιών μεταβάλλει τους ρυθμούς τροφοδοσίας, τις ταχύτητες του μεταφορέα και τις ταχύτητες αλωνίσματος με τρόπους που επηρεάζουν την ποιότητα της καλλιέργειας και την αποτελεσματικότητα της συγκομιδής αντί να προκαλούν άμεση μηχανική βλάβη — καθιστώντας το σφάλμα πιο δύσκολο να διαγνωστεί. Για αντικαταστάσεις γεωργικών γραναζιών Όπου η τεκμηρίωση είναι ελλιπής, στείλτε τον αρχικό αριθμό δοντιών του γραναζιού συν τις στροφές του άξονα εισόδου και εξόδου και οι μηχανικοί μας μπορούν να επιβεβαιώσουν τη σωστή σχέση.

Τροποποίηση ταχύτητας μεταφορικού ιμάντα. Όταν χρειάζεται να αλλάξει η ταχύτητα μιας γραμμής μεταφοράς — συνήθως ως μέρος μιας αναβάθμισης της παραγωγικότητας — η πιο οικονομική προσέγγιση σε ένα σύστημα μετάδοσης κίνησης αλυσίδας είναι η αλλαγή του αριθμού των δοντιών του κινούμενου γραναζιού. Η αλλαγή από ένα κινούμενο γρανάζι 45T σε ένα κινούμενο 40T σε ένα υπάρχον κινούμενο αλυσίδας #60 με οδηγό 19T αυξάνει την ταχύτητα του μεταφορέα από 100% σε 45/40 = 112,5% της αρχικής. Το βήμα της αλυσίδας και το συνολικό σύστημα παραμένουν αμετάβλητα. Για γρανάζια τυπικής διαμέτρου σε κοινά βήματα αλυσίδας, μια αλλαγή στον αριθμό μεμονωμένων δοντιών μπορεί συνήθως να εφαρμοστεί εντός ενός προγραμματισμένου παραθύρου συντήρησης με ελάχιστο χρόνο διακοπής λειτουργίας.

γρανάζι 1

Παράκαμψη κιβωτίου ταχυτήτων ή αλλαγή σχέσης μετάδοσης. Σε ορισμένες βιομηχανικές μονάδες μετάδοσης κίνησης, ένα κιβώτιο ταχυτήτων έχει υποστεί ζημιά ή τοποθετείται ένας νέος κινητήρας με διαφορετική ταχύτητα στην πινακίδα τύπου. Αντί να αντικατασταθεί το κιβώτιο ταχυτήτων, μια νέα σχέση μετάδοσης κίνησης αλυσίδας μπορεί μερικές φορές να επιτύχει απευθείας την απαιτούμενη ταχύτητα εξόδου. Για παράδειγμα, η αντικατάσταση ενός κιβωτίου ταχυτήτων 4:1 σε έναν μεταφορικό ιμάντα με άμεση αλυσίδα μετάδοσης κίνησης σε αναλογία 4:1 εξαλείφει εντελώς την απαίτηση συντήρησης του κιβωτίου ταχυτήτων. Αυτό είναι εφικτό μόνο εάν το μέγεθος της αλυσίδας μετάδοσης κίνησης και το μέγεθος της αλυσίδας μπορούν να αντέξουν την πλήρη ονομαστική ροπή — κάτι που απαιτεί την τήρηση των πέντε περιορισμών που περιγράφονται σε αυτό το άρθρο.

Συχνές ερωτήσεις

Πόσο κοντά πρέπει να είναι η πραγματική αναλογία στον στόχο; Ποια ανοχή είναι αποδεκτή;
Η αποδεκτή ανοχή αναλογίας εξαρτάται εξ ολοκλήρου από τις απαιτήσεις της εφαρμογής. Για συστήματα μετάδοσης κίνησης με μεταφορικό ιμάντα όπου η ταχύτητα επηρεάζει την απόδοση: ±5% είναι συνήθως αποδεκτή — η αναλογία μετάδοσης κίνησης αλυσίδας καθορίζει την ταχύτητα του μεταφορικού ιμάντα και η μηχανική διεργασιών μπορεί συνήθως να ανεχθεί αυτήν την απόκλιση. Για συστήματα μετάδοσης κίνησης που είναι συνδεδεμένα με συγχρονισμένα μηχανήματα (όπου η αναλογία μετάδοσης κίνησης αλυσίδας πρέπει να ταιριάζει με μια μηχανική σχέση χρονισμού): ±1% ή λιγότερο — ο αριθμός των δοντιών πρέπει να επιλέγεται έτσι ώστε να επιτυγχάνεται μια πολύ στενή προσέγγιση με τη θεωρητική αναλογία. Για συστήματα μετάδοσης κίνησης όπου η ταχύτητα του άξονα εξόδου τροφοδοτεί ένα σύστημα ελέγχου ταχύτητας (VFD, σερβοκινητήρα): ±10% είναι αποδεκτό επειδή ο ελεγκτής ταχύτητας αντισταθμίζει το σφάλμα αναλογίας. Να επιβεβαιώνετε πάντα την ανοχή ταχύτητας του κινούμενου μηχανήματος πριν δεσμευτείτε σε έναν συνδυασμό αριθμού δοντιών.
Η χρήση περισσότερων δοντιών και στα δύο γρανάζια (ίδια αναλογία, μεγαλύτερος αριθμός δοντιών) βελτιώνει ή μειώνει την απόδοση της κίνησης;
Η αύξηση του αριθμού και των δύο δοντιών διατηρώντας παράλληλα την ίδια αναλογία βελτιώνει την απόδοση της μετάδοσης κίνησης με διάφορους μετρήσιμους τρόπους. Περισσότερα δόντια στον οδηγό μειώνουν την διακύμανση της ταχύτητας του φαινομένου πολυγώνου. Περισσότερα δόντια και στους δύο οδοντωτούς τροχούς αυξάνουν τις διαμέτρους του κύκλου βήματος, γεγονός που αυξάνει την ταχύτητα της αλυσίδας για τις ίδιες στροφές του άξονα — η αύξηση της ταχύτητας της αλυσίδας αυξάνει την αποτελεσματική ικανότητα μετάδοσης ισχύος (αφού ισχύς = έλξη αλυσίδας × ταχύτητα). Περισσότερα δόντια και στους δύο οδοντωτούς τροχούς αυξάνουν επίσης τον αριθμό των συνδέσμων που έρχονται σε επαφή με κάθε οδοντωτό τροχό ταυτόχρονα, κατανέμοντας το φορτίο εφελκυσμού σε περισσότερα δόντια και μειώνοντας την τάση επαφής ανά δόντι. Τα πρακτικά όρια στην «κλιμάκωση» του αριθμού των δοντιών είναι οι προκύπτουσες εξωτερικές διάμετροι του οδοντωτού τροχού (περιβάλλον εγκατάστασης) και η αυξημένη περιστροφική αδράνεια από τους μεγαλύτερους οδοντωτούς τροχούς (η οποία έχει σημασία σε μονάδες ευρετηρίασης υψηλής επιτάχυνσης).
Πώς μπορώ να υπολογίσω το μήκος της αλυσίδας σε κρίκους αφού επιβεβαιώσω τον αριθμό των δοντιών;
Μήκος αλυσίδας σε κρίκους: L = (2C/p) + (N1 + N2)/2 + ((N2 − N1)² × p) / (4π² × C), όπου C είναι η κεντρική απόσταση σε mm, p είναι το βήμα της αλυσίδας σε mm, N1 είναι ο αριθμός των δοντιών του οδηγού και N2 είναι ο αριθμός των δοντιών που οδηγούνται. Το αποτέλεσμα θα πρέπει να στρογγυλοποιηθεί σε έναν άρτιο ακέραιο αριθμό (για να επιτραπεί ένας τυπικός σύνδεσμος σύνδεσης αντί για έναν μετατοπισμένο ημι-σύνδεσμο). Στη συνέχεια, υπολογίστε αντίστροφα την πραγματική κεντρική απόσταση από τον στρογγυλεμένο αριθμό συνδέσμων χρησιμοποιώντας: C = (p/4) × {(L − (N1+N2)/2) + √[(L − (N1+N2)/2)² − 8((N2−N1)/2π)²]}. Αυτό δίνει την τελική κεντρική απόσταση που θα χρησιμοποιηθεί στην εγκατάσταση — συνήθως εντός μερικών χιλιοστών από την αρχική τιμή σχεδιασμού, προσαρμοσμένη από το εύρος λήψης του τεντωτήρα.
Μπορεί μια αλυσίδα μετάδοσης κίνησης να επιτύχει ακριβή ακέραια αναλογία χωρίς να παραβιάσει την αρχή του κυνηγετικού δοντιού;
Ναι — εάν ο αριθμός των δοντιών είναι co-prime (GCD = 1) παρά το γεγονός ότι η αναλογία είναι μια ακέραια προσέγγιση. Για παράδειγμα, το 17:34 δίνει μια ακριβή αναλογία 2:1 αλλά το GCD(17,34) = 17 — παραβιάζεται η αρχή του κυνηγετικού δοντιού. Ωστόσο, το 19:38 δίνει επίσης 2:1 με GCD(19,38) = 19. Η λύση για μια αναλογία 2:1 είναι να χρησιμοποιηθεί το 17:35 (αναλογία 2,06:1, GCD=1) αντί για οποιονδήποτε συνδυασμό όπου N2 = 2×N1. Η αρχή του κυνηγετικού δοντιού είναι πιο σημαντική για τους κινητήρες μακράς διαρκείας από την επίτευξη μιας ακριβούς ακέραιας αναλογίας. Για συγχρονισμένους μηχανικούς κινητήρες όπου μια ακριβής αναλογία 2:1 ή 3:1 είναι γεωμετρικά απαραίτητη (π.χ., ένας μηχανισμός χρονισμού εκκεντροφόρου άξονα), αποδεχτείτε τον περιορισμό GCD και βασιστείτε σε συχνότερα διαστήματα επιθεώρησης αντί για τον μηχανισμό κατανομής των κυνηγετικών δοντιών.

N2 = N1 × i → PD = p / sin(180° / N) → OD ≈ PD + 0,625p

Χρειάζεστε γρανάζια κατεργασμένα σύμφωνα με τον υπολογισμένο αριθμό δοντιών σας;

Στείλτε την απαιτούμενη σχέση μετάδοσης, τις ταχύτητες άξονα, το διαθέσιμο περιθώριο και το βήμα αλυσίδας — οι μηχανικοί μας επαληθεύουν τον συνδυασμό αριθμού δοντιών έναντι και των πέντε περιορισμών και επιβεβαιώνουν τις προδιαγραφές κατεργασίας οπών πριν από την κατασκευή.

Επιμέλεια: Cxm

Εικονική περιήγηση στο εργοστάσιό μας

ΕΤΙΚΕΤΕΣ:αλυσίδα | γρανάζι αλυσίδας | Δόντι τροχού