Skirtingai nuo žemiau pateiktų Lego pavarų ir velenų, dauguma variklių turi visiškai apvalius velenus. Dėl to sunku pritvirtinti krumpliaračius, skriemulius ir žvaigždutes.
Pagrindiniai krumpliaračių tvirtinimo prie velenų būdai yra klijai, presavimas, kryžminės išgręžtos skylės, suspaudimas, varžtai, raktų grioveliai, evoliucinės įvorės ir kūginės fiksavimo įvorės. Daugumoje pramoninių įrenginių bus naudojami raktai ir (arba) varžtai. Nors klijai ir presavimo tvirtinimo detalės paprastai atliekamos esant mažam sukimo momentui arba pomėgiams.
Išnagrinėkime kiekvieną metodą, pasverdami privalumus ir trūkumus. Aš taip pat naudosiu terminus; krumpliaračiai, skriemuliai, žvaigždutės ir kumšteliai, pakaitomis, nes šiame straipsnyje kalbama apie įrenginio montavimą, o ne apie tai, ką jis daro.
Klijai
Klijai dažniausiai naudojami hobio reikmėms su plastikine pavara. Ne tik todėl, kad plastikinės pavaros negali atlaikyti didelio sukimo momento, bet ir dėl to, kad velenų skersmuo išlieka mažas.
Kadangi veleno skersmuo didėja, santykinis klijų jungties stiprumas ir veleno stiprumas yra lygus maždaug 3/16″ (5 mm), kai naudojamas konservatyvus 1000 psi (7 N/mm) klijų stiprumas ir C1018 plieno velenas ( 54 ksi, 370 MPa).
Išvada: klijų naudojimas yra geras pasirinkimas mažiems velenams
Kaip minėta, dauguma klijų gamintojų reklamuos mažiausiai 1000 psi, o kai kurie net iki 3000+ psi. Juosmens šlyties bandymas atliekamas su klijais pritvirtinus dvi ilgas plonas juostas ant išmatuojamo ploto. Strypų galai ištraukiami iki gedimo. Jėga padalinama iš ploto, o rezultatas yra juosmens šlyties stiprumas.
Paprastai čia projektuoju pagal mažą reklamuojamo šlyties stiprumo skaičių, nes yra daug veiksnių, galinčių sumažinti tikrąjį stiprumą. Tarp jų yra paviršiaus paruošimas, paviršiaus padengimas, temperatūra ir drėgmė.
Prieš tepant klijus, skriemulio ir veleno paviršius reikės grublėti švitriniu popieriumi (~200 – 300 grūdų) arba smulkia dilde. Dėl to klijai turės mažų įbrėžimų, prie kurių bus galima sugriebti. Tada norėsite išvalyti ir nuriebalinti valikliu, o tada visiškai išdžiovinti. Paprastai mėgstu naudoti stabdžių valiklį, nes jo turiu šalia.
Norėdami išsiaiškinti, ar jūsų programa atlaikys taikomą sukimo momentą. Naudokite šias formules.
Kur plotas yra paviršiaus plotas tarp veleno ir skriemulio, d yra veleno skersmuo, L yra veleno ir skriemulio persidengimo ilgis, F yra vidinė šlyties jėga tarp veleno ir skriemulio, Ssyra klijų šlyties stiprumas, o T yra pritaikytas (arba didžiausias sukimo momentas).
Naudodami vidutinį 1000 psi klijų šlyties stiprumą, 0,19 colio skersmenį ir 0,38 colio persidengimo ilgį galime nustatyti, kad didžiausias sukimo momentas yra 43,1 lb.
Yra trys pagrindiniai klijavimo metodo trūkumai, norint prijungti skriemulį prie veleno
Sukimo momentą riboja skersmuo ir sukibimo stiprumas, kaip jau minėta
Yra galimybė, kad velenas ir skriemulys būtų ne centre ir (arba) statmenai. Tai gali būti sumažinta dėl tolerancijos tarp šių dviejų, bet ne tokia griežta, kad nuvalytumėte visus klijus.
Jokiu būdu negalima sureguliuoti ar pakeisti komponentų, jei nėra galimybės sugadinti 1 arba abiejų komponentų. Svarbu koreguoti, o šis metodas to visiškai neleidžia.
Prispaudimas
Suspaudimas yra išbandytas ir tikras krumpliaračių tvirtinimo prie velenų būdas. Jis buvo naudojamas geležinkelių pramonėje kaip būdas sutaupyti pinigų, kai ratų sąrankos susidėvi arba tampa nebeapvalios.
Pagrindinis rato suvirinimas turi tiksliai apdirbtą skersmenį, o aplink jį uždedama plona grūdinto plieno juosta. Juosta arba „padanga“ iš tikrųjų yra mažesnė už apdirbtą paviršių. Tai leidžia retkarčiais pakeisti nebrangią juostą, o ne visą rato agregatą.
Šiame vaizdo įraše parodyta, kaip padanga nuimama nuo rato naudojant šilumą. Kylant temperatūrai, juostos skersmuo išsiplės. Ratas (vidinis skersmuo) išliks maždaug tokio paties dydžio, nes jis turi daug daugiau masės ir greičiau išskleis šilumą.
Šiuo metu juostą galima nuimti ir įdiegti naują tuo pačiu būdu.
Kadangi ant jo nėra mechaninio užrakto, jis yra 100% pagrįstas trintimi ir gali paslysti. Išmatuoti ir nustatyti prispaudimo tinkamumą yra sunku, todėl paprastai reikia daryti prielaidas.
Čia Pr yra slėgis tarp paviršių, δ yra prispaudimo dydis, d yra veleno skersmuo, doyra išorinis stebulės arba krumpliaračio skersmuo, diyra veleno vidinis skersmuo (jei tuščiaviduris), μ yra trinties tarp medžiagų koeficientas, o E ir ν yra medžiagų Youngo modulis ir Puasono santykis.
Paspauskite krumpliaračius ant veleno
Medžiagos kaitinimas padidins skersmenį; todėl mažinant prispaudimo dydį, δ. Dėl to pavarą lengviau įlipti arba nulipti, tačiau atvėsus galutinis rezultatas toks pats.
Jei tai darote namuose su plastikinėmis pavaromis. Pabandykite juos įkaitinti orkaitėje maždaug 175–200 laipsnių (79–93 laipsnių) ir pastumkite ant veleno.
Šis metodas yra reguliuojamas, bet nelengvas, todėl gali tekti išardyti kelis komponentus, kad karštis jų nesunaikintų.
Kryžminės išgręžtos skylės
Išgręžus skylę per krumpliaračio stebulę ir veleną yra puikus būdas gauti didelį sukimo momentą. Tai taip pat apsaugo nuo perkrovos velenui, nes kaištis nusikirps (lūžys), jei sukimo momentas bus per didelis. Šioje programoje naudojami trys pagrindiniai kaiščių tipai, išvardyti toliau nuo silpniausių iki stipriausių.
Kryžminė išgręžta skylė su ritininiu (spyruokliniu) kaiščiu
Ritiniai (spyruokliniai arba plyšiniai) kaiščiai – tai plokšti strypai, susukti į apvalią formą. Jie linkę spyruokliškai atsidaryti (taigi, spyruokliniai kaiščiai), todėl jie pakankamai prispaudžiami, kad kaištis neišslystų. Aš rekomenduoju tai, o ne kitas dvi parinktis.
Šlyties kaiščiai – šie kaiščiai yra tvirti ir turi įpjovą vidurio taške, kur kaištis sutirtų veikiant tam tikrai jėgai. Svarbu gauti kaištį, kuriame įpjova būtų toje pačioje plokštumoje kaip veleno skersmuo.
Kaiščiai – tai tik didelio stiprumo tvirti kaiščiai. Jei jūsų skylė per didelė, tikriausiai turėsite juos klijuoti (taip pat ir kirpimo kaiščius). Jei jūsų aplikacija keičia kryptį arba apkrovą, galite paskatinti klijus per anksti sugesti ir smeigtuką iškristi.
Kiekvienas kaištis turės reklamuojamą trūkimo stiprumą, o skersmenį ir tipą galite pasirinkti pagal toliau pateiktas lygtis. Fsyra šlyties jėga, T yra taikomas sukimo momentas ir d yra veleno skersmuo.
Šis metodas suteikia daug galimybių valdyti didesnį sukimo momentą, bet vis tiek nesuteikia jokio reguliavimo išgręžus skylę. Jei sumaišysite per daug kartų, kotas atrodys kaip šveicariškas sūris.
Pagrindinis privalumas yra tai, kad beveik kiekvienas gali padaryti šią jungtį. Viskas, ko jums reikia, yra gręžtuvas, grąžtai ir plaktukas.Pirmiausia rekomenduoju išgręžti mažesnį 1/16–3/32 skersmenį ir dantų krapštuku patikrinti išlygiavimą.Jei jis geras, išgręžkite iki norimo skersmens. Jei ne, pasukite į kitą veleno dalį ir bandykite dar kartą.
Kaip prie velenų pritvirtinti krumpliaračius, žvaigždutes ir skriemulius
Parašė Corey Rasmussen iš Gears, Mechanical Design Paskutinį kartą atnaujinta 2024 m. rugpjūčio 22 d.
Skirtingai nuo žemiau pateiktų Lego pavarų ir velenų, dauguma variklių turi visiškai apvalius velenus. Dėl to sunku pritvirtinti krumpliaračius, skriemulius ir žvaigždutes.
Pagrindiniai krumpliaračių tvirtinimo prie velenų būdai yra klijai, presavimas, kryžminės išgręžtos skylės, suspaudimas, varžtai, raktų grioveliai, evoliucinės įvorės ir kūginės fiksavimo įvorės. Daugumoje pramoninių įrenginių bus naudojami raktai ir (arba) varžtai. Nors klijai ir presavimo tvirtinimo detalės paprastai atliekamos esant mažam sukimo momentui arba pomėgiams.
Išnagrinėkime kiekvieną metodą, pasverdami privalumus ir trūkumus. Aš taip pat naudosiu terminus; krumpliaračiai, skriemuliai, žvaigždutės ir kumšteliai, pakaitomis, nes šiame straipsnyje kalbama apie įrenginio montavimą, o ne apie tai, ką jis daro.
Klijai
Klijai dažniausiai naudojami hobio reikmėms su plastikine pavara. Ne tik todėl, kad plastikinės pavaros negali atlaikyti didelio sukimo momento, bet ir dėl to, kad velenų skersmuo išlieka mažas.
Vaizdas „Creative Commons“ sutikimas
Norite sužinoti daugiau apie „Gears“?
Prisiregistruokite į NEMOKAMĄ išsamią įrankių projektavimo meistriškumo klasę (500 USD vertės), į kurią įeina jo planetinės pavaros skaičiuoklė (250 USD vertė) ir savaitinis Mentored Engineer informacinis biuletenis
Vardas:
Geriausias el. paštas:
Išsamios įrangos dizaino meistriškumo klasė yra 17 dalių vaizdo įrašų ir teksto serija, kurioje išmoksite:
Kaip nustatyti krumpliaračių dydį, kad jie susirištų
Apskaičiuokite krumpliaračio dantų įtempimą
Apskaičiuokite perdavimo skaičių planetų sistemoje
Baigę šį kursą, pirmą kartą galėsite tinkamai suprojektuoti ir specifikuoti pavarų dėžes savo reikmėms.
Kurso ir skaičiuotuvo bendra vertė viršija 750 USD! NEMOKAMAI
Mes gerbiame jūsų el. pašto privatumą
Kadangi veleno skersmuo didėja, santykinis klijų jungties stiprumas ir veleno stiprumas yra lygus maždaug 3/16″ (5 mm), kai naudojamas konservatyvus 1000 psi (7 N/mm) klijų stiprumas ir C1018 plieno velenas ( 54 ksi, 370 MPa).
Išvada: klijų naudojimas yra geras pasirinkimas mažiems velenams
Kaip minėta, dauguma klijų gamintojų reklamuos mažiausiai 1000 psi, o kai kurie net iki 3000+ psi. Juosmens šlyties bandymas atliekamas su klijais pritvirtinus dvi ilgas plonas juostas ant išmatuojamo ploto. Strypų galai ištraukiami iki gedimo. Jėga padalinama iš ploto, o rezultatas yra juosmens šlyties stiprumas.
Paprastai čia projektuoju pagal mažą reklamuojamo šlyties stiprumo skaičių, nes yra daug veiksnių, galinčių sumažinti tikrąjį stiprumą. Tarp jų yra paviršiaus paruošimas, paviršiaus padengimas, temperatūra ir drėgmė.
Prieš tepant klijus, skriemulio ir veleno paviršius reikės grublėti švitriniu popieriumi (~200 – 300 grūdų) arba smulkia dilde. Dėl to klijai turės mažų įbrėžimų, prie kurių bus galima sugriebti. Tada norėsite išvalyti ir nuriebalinti valikliu, o tada visiškai išdžiovinti. Paprastai mėgstu naudoti stabdžių valiklį, nes jo turiu šalia.
Norėdami išsiaiškinti, ar jūsų programa atlaikys taikomą sukimo momentą. Naudokite šias formules.
Kur plotas yra paviršiaus plotas tarp veleno ir skriemulio, d yra veleno skersmuo, L yra veleno ir skriemulio persidengimo ilgis, F yra vidinė šlyties jėga tarp veleno ir skriemulio, Ssyra klijų šlyties stiprumas, o T yra pritaikytas (arba didžiausias sukimo momentas).
Naudodami vidutinį 1000 psi klijų šlyties stiprumą, 0,19 colio skersmenį ir 0,38 colio persidengimo ilgį galime nustatyti, kad didžiausias sukimo momentas yra 43,1 lb.
Yra trys pagrindiniai klijavimo metodo trūkumai, norint prijungti skriemulį prie veleno
Sukimo momentą riboja skersmuo ir sukibimo stiprumas, kaip jau minėta
Yra galimybė, kad velenas ir skriemulys būtų ne centre ir (arba) statmenai. Tai gali būti sumažinta dėl tolerancijos tarp šių dviejų, bet ne tokia griežta, kad nuvalytumėte visus klijus.
Jokiu būdu negalima sureguliuoti ar pakeisti komponentų, jei nėra galimybės sugadinti 1 arba abiejų komponentų. Svarbu koreguoti, o šis metodas to visiškai neleidžia.
Jungiate šachtus kartu? Peržiūrėkite mūsų veleno movų vadovą.
Prispaudimas
Suspaudimas yra išbandytas ir tikras krumpliaračių tvirtinimo prie velenų būdas. Jis buvo naudojamas geležinkelių pramonėje kaip būdas sutaupyti pinigų, kai ratų sąrankos susidėvi arba tampa nebeapvalios.
Pagrindinis rato suvirinimas turi tiksliai apdirbtą skersmenį, o aplink jį uždedama plona grūdinto plieno juosta. Juosta arba „padanga“ iš tikrųjų yra mažesnė už apdirbtą paviršių. Tai leidžia retkarčiais pakeisti nebrangią juostą, o ne visą rato agregatą.
Šiame vaizdo įraše parodyta, kaip padanga nuimama nuo rato naudojant šilumą. Kylant temperatūrai, juostos skersmuo išsiplės. Ratas (vidinis skersmuo) išliks maždaug tokio paties dydžio, nes jis turi daug daugiau masės ir greičiau išskleis šilumą.
Šiuo metu juostą galima nuimti ir įdiegti naują tuo pačiu būdu.
Kadangi ant jo nėra mechaninio užrakto, jis yra 100% pagrįstas trintimi ir gali paslysti. Išmatuoti ir nustatyti prispaudimo tinkamumą yra sunku, todėl paprastai reikia daryti prielaidas.
Super LėtasNemokama internetinė Shaft Press Fit skaičiuoklėarba Go Pro
Čia Pr yra slėgis tarp paviršių, δ yra prispaudimo dydis, d yra veleno skersmuo, doyra išorinis stebulės arba krumpliaračio skersmuo, diyra veleno vidinis skersmuo (jei tuščiaviduris), μ yra trinties tarp medžiagų koeficientas, o E ir ν yra medžiagų Youngo modulis ir Puasono santykis.
Paspauskite krumpliaračius ant veleno
Medžiagos kaitinimas padidins skersmenį; todėl mažinant prispaudimo dydį, δ. Dėl to pavarą lengviau įlipti arba nulipti, tačiau atvėsus galutinis rezultatas toks pats.
Jei tai darote namuose su plastikinėmis pavaromis. Pabandykite juos įkaitinti orkaitėje maždaug 175–200 laipsnių (79–93 laipsnių) ir pastumkite ant veleno.
Šis metodas yra reguliuojamas, bet nelengvas, todėl gali tekti išardyti kelis komponentus, kad karštis jų nesunaikintų.
Kryžminės išgręžtos skylės
Išgręžus skylę per krumpliaračio stebulę ir veleną yra puikus būdas gauti didelį sukimo momentą. Tai taip pat apsaugo nuo perkrovos velenui, nes kaištis nusikirps (lūžys), jei sukimo momentas bus per didelis. Šioje programoje naudojami trys pagrindiniai kaiščių tipai, išvardyti toliau nuo silpniausių iki stipriausių.
Kryžminė išgręžta skylė su ritininiu (spyruokliniu) kaiščiu
Ritiniai (spyruokliniai arba plyšiniai) kaiščiai – tai plokšti strypai, susukti į apvalią formą. Jie linkę spyruokliškai atsidaryti (taigi, spyruokliniai kaiščiai), todėl jie pakankamai prispaudžiami, kad kaištis neišslystų. Aš rekomenduoju tai, o ne kitas dvi parinktis.
Šlyties kaiščiai – šie kaiščiai yra tvirti ir turi įpjovą vidurio taške, kur kaištis sutirtų veikiant tam tikrai jėgai. Svarbu gauti kaištį, kuriame įpjova būtų toje pačioje plokštumoje kaip veleno skersmuo.
Kaiščiai – tai tik didelio stiprumo tvirti kaiščiai. Jei jūsų skylė per didelė, tikriausiai turėsite juos klijuoti (taip pat ir kirpimo kaiščius). Jei jūsų aplikacija keičia kryptį arba apkrovą, galite paskatinti klijus per anksti sugesti ir smeigtuką iškristi.
Kiekvienas kaištis turės reklamuojamą trūkimo stiprumą, o skersmenį ir tipą galite pasirinkti pagal toliau pateiktas lygtis. Fsyra šlyties jėga, T yra taikomas sukimo momentas ir d yra veleno skersmuo.
Šis metodas suteikia daug galimybių valdyti didesnį sukimo momentą, bet vis tiek nesuteikia jokio reguliavimo išgręžus skylę. Jei sumaišysite per daug kartų, kotas atrodys kaip šveicariškas sūris.
Pagrindinis privalumas yra tai, kad beveik kiekvienas gali padaryti šią jungtį. Viskas, ko jums reikia, yra gręžtuvas, grąžtai ir plaktukas.Pirmiausia rekomenduoju išgręžti mažesnį 1/16–3/32 skersmenį ir dantų krapštuku patikrinti išlygiavimą.Jei jis geras, išgręžkite iki norimo skersmens. Jei ne, pasukite į kitą veleno dalį ir bandykite dar kartą.
SuspaudimasStebulės
Nors tai nėra įprastas krumpliaračių tvirtinimo prie velenų būdas, jis yra prieinamas. Kai pavara perkeliama per veleną, reguliavimo varžtas priveržiamas ir sukimo momentą palaikys trintis. Koeficientas gali būti sumažintas netyčia dėl alyvuotų velenų arba naudojant apsaugos nuo užspaudimo. Taikant šį metodą geriausia naudoti skirtingus metalus.
Dėl komponentų reljefų gamybos sąnaudų šis metodas daugeliu atvejų yra pernelyg brangus.
Tiesiog venkite tokio tipo sąnarių!
Nustatykite varžtus
Reguliuojamojo sraigto (tik) tvirtinimo prie veleno metodas yra labai paplitęs paskirstymo skriemulių, krumpliaračių ir žvaigždučių atveju.
Sunku nustatyti, kokį sukimo momentą galite gauti iš tokios movos. Rezultatas gali labai skirtis dėl trinties koeficiento, taikomo sukimo momento, sriegių tepimo ir reguliavimo varžto tipo. Pagrindinė lygtis yra tokia:
Kur T yra išėjimo sukimo momentas, μ yra trinties koeficientas, F yra normalioji vieno sraigto jėga, o d yra sukimosi skersmuo.
Daugelis žmonių tiesiog priveržia varžtą kiek įmanoma. Kol skriemulys neslys nuo per didelio sukimo momento, viskas bus gerai. Tačiau kai taip atsitiks, jūs greitai susidėsite griovelį į veleną. Tai sumažina veleno skersmenį; taip sumažinant maksimalų galimą pasiekti sukimo momentą.
Pagrindinis privalumas yra tai, kad šis metodas yra 100% reguliuojamas sukimuisi prie veleno ir jo ilgio. Paprastai šis metodas galimas tik su 1/2 colio (13 mm) ar mažesnio dydžio velenu.
Raktai
Daugeliui pramoninių pritaikymų standartiniai velenai yra su raktais.Beveik bet kokia lentynos įranga bus įvairių dydžių su raktų angomis. Taip pat galite nusipirkti juos su nebaigtomis angomis ir, jei norite, iškirpti savo raktų griovelį.
Renkantis angos dydį įsitikinkite, kad nesirenkate veleno, kuris yra per didelis pavarai. Neseniai turėjau sistemą, kuri naudojo 10-dantuotą žvaigždutę ant 1 colio veleno. Paleidimo metu sistema turėjo tam tikrų slėgio šuolių, todėl žvaigždutė pertrūko per pusę.
Tai padaryti pavyko taip lengvai, nes medžiaga tarp stebulės išorės ir rakto griovelio buvo tik 1/8 colio storio. Mes sugebėjome padvigubinti tai iki ¼, pridėdami vieną dantį. Tai situacija, kai evoliucinis įdubas būti geresnis pasirinkimas (apie tai vėliau).
Dauguma krumpliaračių yra sulaikomi nuo slydimo ant veleno naudojant tik vieną ar du varžtus. Paprastai vienas varžtas bus ant rakto, o kitas - 90 laipsnių kampu ir prispaustas prie veleno. Spyruoklinėms krumpliaračiams to pakanka, tačiau sraigtinėms krumpliaračiams reikia daugiau teigiamo veleno sujungimo, kad būtų atsižvelgta į šoninę apkrovą. Galimi sprendimai yra traukos guoliai, kūginiai ritininiai guoliai arba fiksavimo žiedai.
