Помогите новичку с расчетами цилиндрической зубчатой передачи

[electro.m8 0]

Доброго времени товарищи. Прошу Вашей помощи с расчетами. Сразу извиняюсь за непрофессиональную речь (объясняю как могу, так сказать на пальцах:)). Так как я абсолютно никогда небыл связан с деталями машин изучение матерьяла и поиск необходимой информации для меня очень затруднен, поэтому и решил обратиться в данный ресурс. Поддержите юного механика:)

Что конкретно мне нужно (рисунок с примерной конечной целью прилагается).

Принцип работы: Получается шестерня 1 расположенная на электродвигателе вращается шестерню 2 которая однолитна с шестерней 3 (вообщем то это одна шестерня с меньшим кругом и большим кругом) выход вращения (энергии) идет с 3 шестерни.

Вопросы:

Так как хочу изготовить макет, не имеет разницы из пластика будет шестерни либо из метала, масштабы желательно поменьше (можно и большее если в этом есть необходимость), шестерня 2 должна быть раз в 10 меньше шестерни 1(но это не принципиально +- позволяется). Шестерня 1 и 3 одного размера. Желательно 1 и 3 = 10 см; 2 = 1 см. в диаметре. Главное достичь максимально легкое их вращение.

   - Какой материал использовать для изготовления шестерн?

   - Какую форму зубцов на шестерни использовать?

   - Использовать ли Шестерни зафиксированные на валу, а вал на подшипниках. Либо встраивать подшипник в шестерню?

   - Какие подшипники?

   - Возможно что то еще, чего я не знаю???

Вопросы по расчетам (формулам):

   - Какая формула используется для расчета мощности мотора для данной схемы (сколько потребуется электроэнергии для вращения полученной в будущем цепи шестерн.)?

   - Формула расчета КПД наверное тоже нужно?

   - Наверное еще какие нибудь, какие подскажите???

Изменено 12 августа 2014 пользователем electro.m8

[ilya_w 85]

Для начала нужно перейти на миллиметры, не трусы, чай, кроим :)

Чтобы крутить шестерни, мощности не нужно (трение не считаем), нужно знать что приводится в движение этим редуктором. Если часовая стрелка, то мощность маленькая нужна, если лебедка, то естественно больше.

Соответственно и конструкция (тип зубчатого колеса, подшипники, компоновка) определяется, грубо говоря, по этим условиям . Думаю, спецы по редукторам дадут свои рекомендации, если вы подробнее опишете, для чего это затевается. Литературы, кстати, по редукторам, много.

[Алексей SHM 24]

            У Вас нарисована повышающая передача, т. е число оборотов на выходе будет больше, чем на э/двигателе, а крутящий момент наоборот уменьшится. То ли вы хотите? Я бы рекомендовал ввести еще одну пару, чтобы уменьшить передаточное число в паре.

            Материал зубчатых колес зависит от передаваемой нагрузки. Если для макета (без передачи нагрузки) можно оргстекло (хорошо обрабатывается). для небольших нагрузок можно пластик, желательно с антифрикционными свойствами. Например капролон (блочный полиамид). Хорошо обрабатывается и имеет антифрикционные свойства латунь ЛС 59-1.

             Форма зубьев (на самом деле тип зубчатого зацепления) зависит опять же от передаваемой нагрузки. Для нагруженной точной передачи лучше эвольвентное зацепление, для малонагруженной неточной - часовое (циклоидное).

            1-ое колесо лучше крепить непосредственно на валу э/двигателя. 2-ой блок колес лучше сделать сборным, иначе на шестерне 2 невозможно нарезать зубья. Лучше всего сделать вал-шестерню 2 с цапфами на концах, а на него напрессовать колесо 3.

            Подшипники приборные, можно и просто скольжения, в платинах, если моменты небольшие.

           Двигатель подбирается, исходя из крутящего момента (мощности) и числа оборотов на выходном валу. КПД в зацеплении и подшипниках конечно надо учитывать.

           Ну и литературу придется все же полистать. Ее много.

[electro.m8 0]

Спасибо большое за ответы, половины фраз пришлось через википедию прогонять=).

Зато натолкнули меня на более правильный вопрос.

Как мне можно рассчитать математически(формула?), как сказать нагрузку потраченную на вращение шестерн. По русски говоря образно двигатель с первой шестерней делал 60 об/мин. следовательно 3 шестерня тоже будет делать 60 об/мин? Так как крутящий момент уменьшится?  Как рассчитать первоначальное кол-во об/мин и конечное?

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Я бы рекомендовал ввести еще одну пару, чтобы уменьшить передаточное число в паре.

Вы имеете виду так?

[SERoz 201]

Как мне можно рассчитать математически(формула?), как сказать нагрузку потраченную на вращение шестерн. По русски говоря образно двигатель с первой шестерней делал 60 об/мин. следовательно 3 шестерня тоже будет делать 60 об/мин? Так как крутящий момент уменьшится? Как рассчитать первоначальное кол-во об/мин и конечное?

Программы:

Редуктор

Расчет зубчатых колес цилиндрического прямозубого редуктора

 

Или  Расчет редуктора (формулы)

 

[Алексей SHM 24]

               

Как мне можно рассчитать математически(формула?), как сказать нагрузку потраченную на вращение шестерн. По русски говоря образно двигатель с первой шестерней делал 60 об/мин. следовательно 3 шестерня тоже будет делать 60 об/мин? Так как крутящий момент уменьшится?  Как рассчитать первоначальное кол-во об/мин и конечное?

              В принципе Вам рекомендуют литературу и почитать конечно надо. Если коротко, то число оборотов выходного вала  n_в=n_э*i, где i-передаточное число. В Вашем случае i=10 , следовательно блок колес 2,3 будет совершать в 10 раз больше оборотов в мин., чем э/двигатель и колесо 1. Крутящий момент  связан с мощностью на валу Р и числом оборотов n, если не учитывать коэф-нтов перевода в разные единицы, формулой P=M_*n, или М=Р/n. Из последнего видно, что чем больше число оборотов на валу, тем меньше крутящий момент.

            А если вводить еще одну ступень, то не обязательно располагать центра в одну линию. Если повернуть 2-ой блок колес вокруг центра 1-го блока насколько конструкция позволит, то так покомпактнее будет.

          Плохо прочитал цитату. Если двигатель делает 60 об/мин, то колесо 3 будет делать 600 об/мин.