كيف تحسب قوة الانحناء لمحرك رف التروس؟

مرحبًا يا من هناك! كمورد لمحركات أقراص رف التروس ، غالبًا ما يتم سؤالك عن كيفية حساب قوة الانحناء لمحرك رف التروس. إنه جانب حاسم في ضمان موثوقية وأداء محركات الأقراص هذه ، لذلك أنا هنا لتحطيمها بطريقة سهلة الفهم.

أولاً ، دعنا نتحدث عن سبب أهمية قوة الانحناء. يتم استخدام محرك رف التروس لتحويل الحركة الدورانية إلى حركة خطية أو العكس. أثناء التشغيل ، تتعرض أسنان العتاد والرف لقوى مختلفة. إذا كانت قوة الانحناء لأسنان التروس غير كافية ، فيمكنها كسر أو تشوه ، مما يؤدي إلى فشل سابق لأوانه لنظام القيادة. لذلك ، يعد حساب قوة الانحناء أمرًا ضروريًا لتصميم محرك رف تروس متين وفعال.

فهم الأساسيات

يتم تحديد قوة الانحناء لمحرك رف التروس بشكل أساسي من خلال خصائص المواد من الترس والرف ، وهندسة الأسنان ، والأحمال المطبقة. لنبدأ بالمواد. المواد المختلفة لها خصائص ميكانيكية مختلفة ، مثل قوة العائد ، وقوة الشد النهائية ، والصلابة. على سبيل المثال،أجزاء نقل العتاد الصلب الكربونيتستخدم عادة في محركات أقراص رف التروس بسبب مزيج جيد من القوة والصلابة والفعالية التكلفة.

تلعب هندسة أسنان التروس أيضًا دورًا مهمًا. تؤثر المعلمات مثل الوحدة النمطية (M) ، وعدد الأسنان (z) ، وزاوية الضغط (α) ، وملف تعريف الأسنان ، على توزيع إجهاد الانحناء على الأسنان. الوحدة هي مقياس لحجم أسنان التروس. تعني وحدة أكبر عمومًا أسنانًا أقوى ، ولكنها تزيد أيضًا من حجم ووزن الترس.

صيغة لويس

واحدة من الأساليب الأساسية لحساب قوة الانحناء لأسنان التروس هي صيغة لويس. تم تطوير هذه الصيغة بواسطة Wilfred Lewis في عام 1892 ولا تزال تستخدم على نطاق واسع اليوم لحسابات التصميم الأولية.

يتم إعطاء صيغة لويس لإجهاد الانحناء (σ) على أسنان التروس بواسطة:

s = f / (b * m * y)

أين:

• F هي القوة العرضية التي تعمل على السن. يمكن حساب هذه القوة من الطاقة المنقولة عن طريق الترس وسرعتها الدورانية. على سبيل المثال ، إذا كنت تعرف الطاقة (P) في واط والسرعة الدورانية (N) في الثورات في الدقيقة (RPM) ، يمكن حساب القوة العرضية F (في Newtons) باستخدام الصيغة F = (60 * P) / (π * d * n) ، حيث يتم قطر الترس.
• ب هو عرض الوجه لسن العتاد. ويمثل عرض السن على طول محور الترس.
• M هي وحدة الترس.
• Y هو عامل شكل لويس. يعتمد عامل شكل لويس على عدد الأسنان وملف الأسنان. إنه رقم بدون أبعاد يمثل شكل الأسنان وكيف يتم توزيع الإجهاد على طوله. تتوفر طاولات عوامل شكل لويس لمحات الأسنان المختلفة وأعداد الأسنان.

حدود صيغة لويس

في حين أن صيغة لويس هي أداة بسيطة ومفيدة ، إلا أنها تحتوي على بعض القيود. إنه يفترض توزيعًا موحدًا للحمل على طول عرض الوجه للسن ، وهو ما ليس هو الحال دائمًا في التطبيقات العالمية الحقيقية. بالإضافة إلى ذلك ، لا يأخذ في الاعتبار عوامل مثل الأحمال الديناميكية ، وتركيز الإجهاد في جذر السن ، وتأثير انحراف الأسنان.

أساليب أكثر تقدما

بالنسبة للحسابات الأكثر دقة ، خاصة بالنسبة للتطبيقات المرتفعة أو الأداء ، هناك حاجة إلى طرق أكثر تقدمًا. إحدى هذه الطرق هي استخدام تحليل العناصر المحدودة (FEA). FEA هي تقنية رقمية يمكنها محاكاة سلوك محرك رف التروس في ظروف تحميل مختلفة. يمكن أن تأخذ في الاعتبار الهندسة المعقدة للأسنان ، وخصائص المواد ، والتفاعل بين الترس والرف.

هناك طريقة أخرى تتمثل في استخدام المعايير التي طورتها المنظمات الدولية مثل جمعية مصنعي العتاد الأمريكي (AGMA) والمنظمة الدولية للتوحيد (ISO). توفر هذه المعايير إجراءات وصيغ مفصلة لحساب قوة الانحناء لأسنان التروس ، مع مراعاة مجموعة واسعة من العوامل مثل العوامل الديناميكية وعوامل توزيع الحمل وعوامل تركيز الإجهاد.

اعتبارات لأنواع مختلفة من التروس

هناك أنواع مختلفة من التروس المستخدمة في محركات رف التروس ، مثل التروس المحفزة والتروس الحلزونية. كل نوع له خصائصه واعتباراته الخاصة عندما يتعلق الأمر بحساب قوة الانحناء.

تحفيز التروس
دقة تحفيز العتادلديك أسنان مستقيمة موازية لمحور الترس. إنها بسيطة للتصنيع وتستخدم على نطاق واسع في العديد من التطبيقات. عند حساب قوة الانحناء لتروس Spur ، يمكن تطبيق صيغة لويس أو الأساليب الأكثر تقدماً. ومع ذلك ، من المهم أن نلاحظ أن التروس Spur يمكن أن تولد ضوضاء واهتزاز كبير ، وخاصة في السرعات العالية.

التروس الحلزونية
التروس الحلزونية لها أسنان تميل بزاوية إلى محور الترس. يوفر هذا التصميم عملية أكثر سلاسة وأكثر هدوءًا مقارنةً بالتروس. ومع ذلك ، فإن حساب قوة الانحناء للتروس الحلزونية أكثر تعقيدًا لأن الحمل يتم توزيعه على أسنان متعددة في وقت واحد.آلات العتاد الحلزونييتطلب عمليات تصنيع أكثر دقة. توفر معايير AGMA و ISO صيغًا محددة لحساب قوة الانحناء للتروس الحلزونية ، مع مراعاة زاوية الحلزون ومشاركة الحمل بين الأسنان.

تحسين التصميم

بمجرد حساب قوة الانحناء لمحرك الرف ، قد تحتاج إلى تحسين التصميم لضمان تلبية معايير الأداء والموثوقية المطلوبة. قد يتضمن ذلك ضبط المادة أو هندسة الأسنان أو ظروف التشغيل.

على سبيل المثال ، إذا كان الإجهاد الانحناء المحسوب مرتفعًا جدًا ، فيمكنك زيادة عرض الوجه للعتاد أو زيادة الوحدة أو استخدام مادة ذات قوة أعلى. من ناحية أخرى ، إذا كان الإجهاد الانحناء أقل بكثير من الإجهاد المسموح به ، فقد تكون قادرًا على تقليل حجم أو وزن العتاد لتوفير التكاليف.

خاتمة

يعد حساب قوة الانحناء لمحرك رف التروس مهمة معقدة ولكنها أساسية. سواء كنت تستخدم صيغة لويس البسيطة للتصميم الأولي أو أساليب أكثر تقدمًا مثل المعايير FEA والمعايير الدولية لتطبيقات الأداء العالية ، من المهم أن يكون لديك فهم جيد للعوامل التي تؤثر على قوة الانحناء.

بصفتنا مورد لرفع رف رف ، لدينا الخبرة والخبرة لمساعدتك في تصميم Dear Rack Drive. يمكننا مساعدتك في حساب قوة الانحناء ، واختيار المواد المناسبة ، وتحسين التصميم لتطبيقك المحدد. إذا كنت في السوق للحصول على محرك رف تروس موثوق به أو تحتاج إلى مساعدة في تصميم الترس الخاص بك ، فلا تتردد في التواصل. نحن هنا لمناقشة متطلباتك وإيجاد أفضل حل لك.

مراجع

• دودلي ، DW (1984). كتيب تصميم العتاد العملي. ماكجرو - هيل.
• معايير AGMA. جمعية مصنعي العتاد الأمريكيين.
• معايير ISO. المنظمة الدولية للتوحيد.