~ 121: 1 zmniejszenie prędkości; czy więcej biegów jest lepszych?

Sprowadzenie silnika urządzenia 1750 RPM 110 VAC do około 60 RPM, może trochę mniej. Jest to domowy projekt na tanie, więc należy unikać wyrzucania kilkuset dolarów na gotową skrzynię biegów, a ja pracuję z dziećmi jako projekt szkolny, a więc tworzę ręcznie, jak to możliwe.

Sklejka 1/2 "do początkowego prototypu / potwierdzenia koncepcji, z planowanym przejściem do wydrukowanych w 3D przekładni. Zakładając, że podziałka zębów wynosi 18-25 mm, i że bawimy się liczbą zębów między zębami w celu rozłożenia zużycia i łza, która byłaby lepsza pod względem trwałości, drgań, hałasu? Mniej biegów z większym przełożeniem na każdym kroku lub więcej biegów o mniejszym przełożeniu?

Drgania przekładni / hałas są powodowane przez różne rzeczy, ale liczba zębów nie jest głównym czynnikiem napędzającym. Liczba zębów wpłynie na odporność na zginanie i wżerowanie zębów kół zębatych, co oznacza, że ​​możesz wydłużyć je, chociaż jeśli moment obrotowy jest minimalny, prawdopodobnie nie musisz się tym martwić.

Aby zredukować hałas, musisz zredukować błąd przekładni (mimowolne biegi powinny być jak najbliższe idealnej geometrycznie). Pomoże w tym dobre wykończenie powierzchni zębów przekładni, drukowanie 3D brzmi dobrze zarówno dla dokładności, jak i wykończenia powierzchni w twojej aplikacji. (Może warto sprawdzić wytrzymałość materiału, co wybierzesz, aby upewnić się, że może on wytrzymać moment obrotowy z silnika)

Gdybym był tobą (zakładając, że moment obrotowy silnika jest na tyle niski, że zasadniczo masz nieskończoną żywotność zmęczeniową), wybrałbym większą redukcję na jednym biegu (aby zaoszczędzić miejsce) i skupiłbym się na robieniu zębów tak dokładnie, jak to możliwe, z gładkie wykończenie powierzchni. Spójrz także na zmniejszenie luzu, w aplikacjach o niskiej prędkości może to być główne źródło hałasu.

Poza tym polecam to przeczytać - jest to całkiem miłe podsumowanie w celu zmniejszenia hałasu przekładni. Istnieje kilka źródeł hałasu, z którymi nie będziesz w stanie nic zrobić.

Jeśli nie masz pewności co do trwałości, wybierz więcej biegów, aby uniknąć jednego dużego kroku. W przypadku hałasu popraw dokładność geometrii i wykończenia powierzchni na wszystkich biegach, jeśli to możliwe, zmniejsz luz (ale nie za bardzo!).

Źródło: Pracowałem jako projektant sprzętu.

Według jednego źródła podziałka zęba to odległość na obwodzie koła zębatego dla jednego zęba i jednej szczeliny. Jeśli twoja wartość jest prawidłowa, będziesz miał dość dużą średnicę.

Z drugiej strony, jeśli chodzi o średnicę podziałową, przekładnia obniża się do prawie małego poziomu.

Jeśli weźmiesz pod uwagę 1750 obrotów na minutę źródła, docelowe obroty wynoszące 40 oznaczają stosunek 35: 1, niezły stosunek całkowity.

Jeśli punktem początkowym jest koło zębate o średnicy 25 mm, będzie ono miało prawie metr średnicy (875 mm). Oczywiście, jeśli powiększysz przekładnię napędową, napędzane koło zębate musi wzrosnąć.

Złożony układ kół zębatych może być nieco lepiej dopasowany, jeśli masz pionową przestrzeń do układania kół zębatych. Inną możliwą opcją byłoby stworzenie i użycie zestawu planetarnego. 35: 1 mieści się w zakresie możliwości takiego mechanizmu.

Na Thingiverse znajdują się „pęczki” modeli przekładni planetarnych do drukowania 3D.

Obecnie pracuję nad projektem obejmującym znacznie niższy współczynnik, tylko 1,5: 1, co oznacza koło słoneczne 80T i koło koronowe 120T. Rozmiary przekładni planetarnych w tym zastosowaniu są bez znaczenia. Aby uzyskać większą wymaganą redukcję, musisz ułożyć co najmniej dwa etapy, co wychodzi poza mój obecny zakres zrozumienia.

Thingiverse ma kilka projektów wieloetapowych, które wyglądają szczególnie atrakcyjnie . Konstrukcja oparta jest na redukcji 6: 1, dlatego dwa etapy zapewniłyby 36: 1, prawie wyżej wspomniany 35: 1.

Wydajność tej konstrukcji nie jest pokazana, ale napęd korby można dostosować do wału silnika. Jeśli chcesz skonstruować to ze sklejki, możesz wziąć liczbę zębów dla komponentów i wprowadzić je do jednego z wielu dostępnych programów generatora przekładni .

Powyższa strona pokazuje, jak osiągnąć większą redukcję za pomocą złożonego zestawu zębatego zamiast zestawu planetarnego, ale nadal pozwoli ci zbudować niezbędne rysunki (i pliki do pobrania), aby zbudować model.

Jeśli zrobię to poprawnie, powyższa strona i podany link pojawią się z wejściem 1750 rpm i wyjściem 36 rpm. Nieco niżej niż prosiłeś, ale musiałem zmienić tylko jedną cyfrę, a wynik nadaje się do celów demonstracyjnych.

Aby odpowiedzieć na twoje główne pytanie, mniej biegów oznacza mniejsze zużycie, mniej hałasu, ale o wiele więcej miejsca na to. Zestawy przekładni planetarnych nie są znane z tego, że są ciche, szczególnie gdy wkład jest tak wysoki, ale złożony zestaw przekładni może nie być znacznie cichszy, chociaż w tym drugim projekcie będzie mniej elementów przekładni.

Zaprojektowany dla największego rozmiaru, jaki możesz dopasować do swojej aplikacji, aby rozłożyć zużycie na większym obszarze. Smarowanie, nawet na drewnie, będzie miało wielką wartość przy zapewnionej prędkości.

Większe koła zębate znajdą się w asortymencie narzędzi ręcznych, takich jak piła kopiująca, chyba że dysponujesz dużymi zasobami wycinarki laserowej. Myślę, że świetnie bym się bawił w twojej klasie, gdybym miał takie możliwości w młodości.

Dlaczego warto korzystać z narzędzi drukowanych w 3D?

Druk 3D to straszny sposób na tworzenie kół zębatych i można po prostu kupić standardowe z odpowiednimi profilami zębów z półki.

W przypadku tego rodzaju wysokiego przełożenia przekładnia planetarna jest ogólnie lepsza niż długie złożone przekładnie zębate.

Jednak wydaje się, że lepiej jest z napędem pasowym. Koła pasowe Vee są dość tanie, mogą osiągnąć wymagany stosunek bez zbytniego mieszania i są względnie ciche i co ważne nadają się do wytwarzania w niskiej technologii, ponieważ są dość tolerancyjne względem niewspółosiowości i mają wiele nieodłącznych możliwości regulacji. W przeciwieństwie do skrzyń biegów, które wymagają dość dobrych tolerancji produkcyjnych.

Z tych wszystkich powodów napędy pasowe są zwykle preferowaną opcją dla narzędzi stacjonarnych napędzanych silnikami prądu przemiennego.