Rullīšu ķēdes zobu attiecības projektēšanas principi

Rullīšu ķēdes zobu attiecības projektēšanas principi

Rūpnieciskās pārvades un mehāniskās jaudas pārvades scenārijos pārvades veiktspējarullīšu ķēdestieši nosaka iekārtu darbības efektivitāti un kalpošanas laiku. Kā galvenā rullīšu ķēdes transmisijas sistēmas sastāvdaļa, zobu attiecības konstrukcija ir izšķirošs faktors, kas ietekmē transmisijas precizitāti, nestspēju un kopējo stabilitāti. Neatkarīgi no tā, vai tas ir motociklu piedziņās, rūpnieciskajās konveijeru līnijās vai jaudas pārvadē lauksaimniecības mašīnās, zobu attiecības konstrukcijas optimizēšana palielina transmisijas sistēmas efektivitāti un samazina nodiluma un bojājumu risku. Šajā rakstā tiks sistemātiski analizēti rullīšu ķēdes zobu attiecību projektēšanas principi no tehniskā viedokļa, sniedzot profesionālu atsauci inženieriem un nozares praktiķiem visā pasaulē.

I. Rullīšu ķēdes zobu attiecības projektēšanas galvenie mērķi

Zobu attiecības projektēšanas būtība ir līdzsvarot trīs transmisijas sistēmas pamatprasības, saskaņojot zobu skaitu uz piedziņas un piedziņas zobratiem. Tas ir arī visu projektēšanas principu sākumpunkts:
* **Transmisijas efektivitātes maksimizēšana:** Enerģijas zudumu samazināšana sazobes laikā, efektīvas jaudas pārneses nodrošināšana no piedziņas uz piedzenošo zobratu un palielinātas berzes vai jaudas zuduma novēršana, ko izraisa zobu attiecības nelīdzsvarotība;
* **Darbības stabilitātes uzlabošana:** Vibrācijas, triecienu un ķēdes izlaišanas riska samazināšana, nodrošinot transmisijas attiecības precizitāti. Īpaši lielātruma vai mainīgas slodzes apstākļos stabila zobu attiecība ir nepārtrauktas iekārtu darbības pamats.
* **Komponentu kalpošanas laika pagarināšana:** Rullīšu ķēdes un zobratu nodiluma līdzsvarošana, novēršot priekšlaicīgus bojājumus, ko izraisa lokalizēta sprieguma koncentrācija, tādējādi samazinot apkopes izmaksas un dīkstāves biežumu.
II. Zobu attiecības veidošanas pamatprincipi

1. Racionāla zobu skaita saskaņošana uz piedziņas un dzenošajiem zobratiem, lai izvairītos no ekstremālām pārnesumskaitļu atšķirībām

Zobu attiecība starp piedziņas un piedziņas zobratiem (i = zobu skaits uz piedziņas zobrata Z2 / zobu skaits uz piedziņas zobrata Z1) tieši nosaka transmisijas efektu. Konstrukcijai jāievēro princips "nav galējību, atbilstoša saskaņošana": Piedziņas zobrata zobu skaitam nevajadzētu būt pārāk mazam: Ja piedziņas zobrata Z1 zobu skaits ir pārāk mazs (parasti ieteicams ne mazāk kā 17 zobi un ne mazāk kā 21 zobs lielas slodzes apstākļos), ķēdes posma un zoba virsmas saskares laukums samazināsies, ievērojami palielinot spiedienu uz zoba virsmas vienību. Tas ne tikai viegli izraisa zobu virsmas nodilumu un ķēdes posma stiepes deformāciju, bet arī var izraisīt ķēdes izlaišanu vai ķēdes nobraukšanu no sliedēm. Īpaši ANSI standarta 12A, 16A un citām liela soļa veltņu ķēdēm nepietiekams zobu skaits uz piedziņas zobrata saasinās saķeres triecienu un saīsinās kalpošanas laiku.

Piedzītā zobrata zobu skaitam nevajadzētu būt pārāk lielam: lai gan pārāk liels zobu skaits uz piedzenamā zobrata Z2 var samazināt transmisijas ātrumu un palielināt griezes momentu, tas novedīs pie lielāka zobrata izmēra, tādējādi palielinot uzstādīšanas vietas prasības. Tas var izraisīt arī ķēdes sagriešanos vai transmisijas aizturi pārāk liela ķēdes posma un zoba virsmas sazobes leņķa dēļ. Parasti piedzenamā zobrata zobu skaitam nevajadzētu pārsniegt 120 zobus; īpašos gadījumos ir nepieciešama visaptveroša pielāgošana, ņemot vērā aprīkojuma vietu un transmisijas prasības.

2. Pielāgojiet pārnesumu skaitļa diapazonu transmisijas vajadzībām
Dažādiem pielietojuma scenārijiem ir atšķirīgas prasības transmisijas attiecībai, taču pārnesumskaitlis ir jākontrolē saprātīgā diapazonā, lai līdzsvarotu efektivitāti un stabilitāti:
* **Parastās transmisijas scenāriji (piemēram, vispārējā tehnika, konveijeru līnijas):** Pārnesumu attiecību ieteicams regulēt no 1:1 līdz 7:1. Šajā diapazonā optimāls ir rullīšu ķēdes un zobrata saķeres efekts, kā rezultātā enerģijas zudumi ir zemi un nodilums vienmērīgs.
* **Lielas slodzes vai zema ātruma transmisijas scenāriji (piemēram, lauksaimniecības tehnika, smagā tehnika):** Pārnesumu attiecību var atbilstoši palielināt no 1:1 līdz 10:1, taču tas prasa izmantot rullīšu ķēdes ar lielāku soli (piemēram, 16A, 20A) un pastiprinātu zobu virsmas konstrukciju, lai izvairītos no bojājumiem pārmērīgas slodzes dēļ.
* **Ātrgaitas transmisijas scenāriji (piemēram, motora un iekārtas savienojums):** Pārnesumu attiecība jākontrolē no 1:1 līdz 5:1, lai samazinātu vibrāciju un troksni, ko rada pārmērīgi augsta sazobes frekvence. Vienlaikus jānodrošina pietiekams zobu skaits uz piedziņas zobrata, lai samazinātu centrbēdzes spēka ietekmi uz ķēdes darbību.

3. Lai samazinātu koncentrētu nodilumu, prioritāri pievērsiet uzmanību kopim zobu skaitam

Dzenošo un dzenošo zobratu zobu skaitam ideālā gadījumā jāatbilst "kopīgā pirmskaitļa" principam (t. i., abu zobu skaita lielākais kopīgais dalītājs ir 1). Šī ir būtiska detaļa, lai pagarinātu rullīšu ķēžu un zobratu kalpošanas laiku:

Ja zobu skaits ir kopīgs, ķēdes posmu un ķēdes rata zobu kontakts būs vienmērīgāks, novēršot viena un tā paša ķēdes posmu komplekta atkārtotu saķeršanos ar vienu un to pašu zobu komplektu, tādējādi izkliedējot nodiluma punktus un samazinot pārmērīgu nodilumu uz lokalizētām zobu virsmām vai ķēdes posmu stiepes deformāciju.

Ja pilnīga kopīgu zobu skaita noteikšana nav iespējama, zobu skaita lielākais kopīgais dalītājs jāsamazina līdz minimumam (piemēram, 2 vai 3), un tas jāapvieno ar saprātīgu ķēdes posmu konstrukciju (ķēdes posmu skaita un zobu skaita attiecībai jābūt atbilstošai, lai izvairītos no nevienmērīga sazobuma, ko izraisa “pāra ķēdes posmu un nepāra zobu skaits”).

4. Atbilstoši rullīšu ķēžu modeļi un sietveida raksturlielumi
Zobu attiecības dizainu nevar atdalīt no pašas rullīšu ķēdes parametriem, un tas ir visaptveroši jāņem vērā saistībā ar ķēdes soli, rullīšu diametru, stiepes izturību un citām īpašībām:

Īsa soļa precīzām veltņu ķēdēm (piemēram, ANSI 08B, 10A) zobu virsmas sazobes precizitātes prasības ir augstākas, un zobu attiecībai nevajadzētu būt pārāk lielai. Ieteicams to kontrolēt no 1:1 līdz 6:1, lai nodrošinātu vienmērīgu sazobes klīrensu un samazinātu iesprūšanas risku.

Divkārša soļa konveijera ķēdēm lielāka soļa dēļ zobu skaits uz piedziņas zobrata nedrīkst būt pārāk mazs (ieteicams, lai tas nebūtu mazāks par 20 zobiem). Zobu attiecībai jāatbilst transportēšanas ātrumam un slodzei, lai izvairītos no palielinātas sazobes ietekmes lielā soļa dēļ.

Lai nodrošinātu saderību starp ķēdes rata zobu skaitu un rullīšu ķēdes modeli, jāievēro starptautiskie standarti, piemēram, ANSI un DIN. Piemēram, 12A rullīšu ķēdei atbilstošajam ķēdes rata gala apļa diametram un saknes apļa diametram jābūt precīzi saskaņotiem ar zobu skaitu, lai izvairītos no zobu attiecības faktiskās pārraides efekta ietekmes izmēru noviržu dēļ. III. Galvenie faktori, kas ietekmē pārnesumu attiecības dizainu

1. Slodzes raksturlielumi
Vieglas slodzes, stabilas slodzes (piemēram, mazi ventilatori, instrumenti): Var izmantot mazāku zobu skaitu uz piedziņas zobrata un vidēju pārnesumskaitli, līdzsvarojot transmisijas efektivitāti un iekārtu miniaturizāciju.
Smagas slodzes, trieciena slodzes (piemēram, drupinātāji, kalnrūpniecības tehnika): Lai samazinātu trieciena spēku uz zoba virsmas vienību, ir jāpalielina zobu skaits uz piedziņas zobrata un jāsamazina pārnesumskaitlis. Lai palielinātu nestspēju, jāizmanto augstas stiprības rullīšu ķēdes.

2. Ātruma prasības
Ātrgaitas transmisija (piedziņas zobrata ātrums > 3000 apgr./min): Pārnesumu attiecība ir jākontrolē nelielā diapazonā. Palielinot piedziņas zobrata zobu skaitu, samazinās sazošanās reižu skaits, samazinot vibrāciju un troksni, vienlaikus nodrošinot ķēdes un zobrata dinamisko līdzsvaru.
Zema ātruma transmisija (piedziņas zobrata ātrums < 500 apgr./min): Pārnesumskaitli var atbilstoši palielināt, palielinot piedziņas zobrata zobu skaitu, lai palielinātu izejas griezes momentu. Nav nepieciešams pārmērīgi ierobežot piedziņas zobrata zobu skaitu, taču jāizvairās no uzstādīšanas neērtībām, ko rada pārmērīgi lieli zobrata izmēri.

3. Pārraides precizitātes prasības

Augstas precizitātes transmisijas (piemēram, automatizētas ražošanas līnijas, precīzijas darbgaldi): Pārnesumu attiecībai precīzi jāatbilst projektētajai vērtībai. Prioritāti piešķiriet kombinācijām ar savstarpēji vienādu zobu skaitu, lai samazinātu uzkrātās pārneses kļūdas un izvairītos no pārneses aiztures, ko izraisa pārāk liels pārnesumu skaits.

Parastās precīzijas transmisijas (piemēram, vispārējie konveijeri, lauksaimniecības tehnika): Pārnesumu attiecību var regulēt saprātīgā diapazonā. Uzsvars jāliek uz darbības stabilitātes un slodzes pielāgošanās spējas nodrošināšanu; absolūta zobu skaita precizitāte nav nepieciešama.

4. Uzstādīšanas vietas ierobežojumi

Ja uzstādīšanas vieta ir ierobežota, pārnesumskaitlis jāoptimizē pieļaujamajā vietā. Ja sānu vieta nav pietiekama, piedziņas riteņa zobu skaitu var atbilstoši samazināt, lai pazeminātu pārnesumskaitli. Ja aksiālā vieta ir ierobežota, var izvēlēties īsa soļa veltņu ķēdi ar piemērotu pārnesumskaitli, lai izvairītos no pārāk liela ķēdes rata diametra ietekmes uz uzstādīšanu.

IV. Bieži sastopamie nepareizie priekšstati un to novēršanas metodes pārnesumu skaitļu projektēšanā

Maldīgs priekšstats 1: Akla tiekšanās pēc liela pārnesumskaitļa, lai palielinātu griezes momentu. Pārmērīga pārnesumskaitļa palielināšana novedīs pie pārāk liela piedziņas riteņa un nepamatota sazobes leņķa, kas ne tikai apgrūtinās uzstādīšanu, bet arī saasina ķēdes sagriešanos un nodilumu. Maldīgs priekšstats 1: Ņemot vērā slodzes un ātruma prasības, kontrolējiet pārnesumskaitļa augšējo robežu, vienlaikus nodrošinot griezes momentu. Ja nepieciešams, nomainiet vienpakāpes transmisijas ar augstu pārnesumskaitli ar daudzpakāpju transmisijām.

2. maldīgs priekšstats: Piedziņas ķēdes rata minimālā zobu skaita ignorēšana. Pārāk maza zobu skaita izmantošana piedziņas ķēdes ratā (piemēram, <15 zobi), lai panāktu iekārtas miniaturizāciju, novedīs pie sprieguma koncentrācijas uz zoba virsmas, paātrināta ķēdes nodiluma un pat ķēdes izlaišanas. 3. maldīgs priekšstats: Zobu un posmu skaita atbilstības ignorēšana. Ja ķēdes posmu skaits ir pāra skaitlis, bet gan piedziņas, gan piedziņas ķēdes ratam ir nepāra skaitlis zobu, bieža sazobe ķēdes savienojumos saasinās lokālo nodilumu. 4. maldīgs priekšstats: Ķēdes posmu un zobu skaita atbilstības nodrošināšana projektēšanas laikā. Prioritāte jāpiešķir kombinācijām ar nepāra skaitļa ķēdes posmiem un kopīgu zobu skaitu vai jāpanāk vienmērīgs sazobe, pielāgojot ķēdes posmu skaitu.

5. maldīgais priekšstats: Zobu un posmu numuru atbilstības ignorēšana. 4. mīts: Projektēšana, neievērojot starptautiskos standartus. Starptautisko standartu, piemēram, ANSI un DIN, zobu skaita un ķēdes modeļa saderības prasību neievērošana noved pie nepilnīgas ķēdes rata un rullīšu ķēdes saķeres, kas ietekmē pārnesuma skaitļa faktisko transmisijas veiktspēju. Risinājums: Lai nodrošinātu precīzu zobu skaita konstrukcijas atbilstību ķēdes modeļa zobu profilam un solim (piemēram, 12A, 16A, 08B), skatiet starptautiskajos standartos noteiktos rullīšu ķēžu un ķēdes ratu saderības parametrus.

V. Praktiski ieteikumi pārnesumskaitļa optimizācijai

**Projekta verifikācija, izmantojot simulāciju un testēšanu:** Izmantojiet transmisijas sistēmas simulācijas programmatūru, lai simulētu sazobes efektu, sprieguma sadalījumu un enerģijas zudumus dažādos pārnesumu skaitļos, lai izvēlētos optimālo risinājumu. Pirms faktiskās lietošanas veiciet stenda testēšanu, lai pārbaudītu pārnesumu skaitļa stabilitāti slodzes un ātruma izmaiņu gadījumā.

**Dinamiska regulēšana atkarībā no ekspluatācijas apstākļiem:** Ja iekārtas ekspluatācijas apstākļi (piemēram, slodze, ātrums) svārstās, izmantojiet transmisijas konstrukciju ar regulējamu pārnesumu attiecību vai izvēlieties tolerantāku pārnesumu kombināciju, lai izvairītos no tā, ka viens pārnesumu attiecība nespēj pielāgoties sarežģītiem ekspluatācijas apstākļiem. Lai uzlabotu ķēdes veiktspēju: Pēc zobu attiecības projektēšanas ir svarīgi regulāri pārbaudīt ķēdes spriegojumu un ķēdes rata nodilumu. Pielāgojiet zobu attiecību vai nomainiet ķēdes ratus pēc nepieciešamības, pamatojoties uz nodiluma līmeni, lai novērstu faktiskās zobu attiecības novirzes nodiluma dēļ.

Secinājums: Rullīšu ķēdes zobu attiecības projektēšana ir sarežģīts sistēmu inženierijas projekts, kas līdzsvaro teoriju un praksi. Tā pamatā ir transmisijas efektivitātes, stabilitātes un kalpošanas laika līdzsvarošana, izmantojot zinātnisku zobu saskaņošanu. Neatkarīgi no tā, vai tas ir rūpnieciskajās transmisijās, motociklu spēka transmisijās vai lauksaimniecības tehnikas lietojumos, ir svarīgi ievērot projektēšanas principus "saprātīga saskaņošana, vadības diapazons, savstarpēji saderīgs zobu skaits un standarta pielāgošana", lai nodrošinātu rullīšu ķēdes piedziņas sistēmas optimālu darbību.

Kā profesionāls zīmols, kas specializējas rūpnieciskajās piedziņas ķēdēs, bullead konsekventi izmanto tādus starptautiskos standartus kā ANSI un DIN kā etalonus, integrējot zobu attiecības optimizācijas koncepcijas produktu izstrādē un tehniskajā atbalstā. Tā pilns rullīšu ķēžu klāsts (tostarp īsa soļa precīzās ķēdes, dubultā soļa konveijera ķēdes un rūpnieciskās piedziņas ķēdes) piedāvā augstu pielāgojamību dažādiem zobu attiecības dizainiem, nodrošinot uzticamus risinājumus dažādiem transmisijas scenārijiem lietotājiem visā pasaulē.