[olivru]

Хочется изготовить лебедку. Немножко необычную, но в общем то ничего радикального. 3 планетарных ступени с передающим числом 5 каждая, т.е. общий к-т - 125. Но никогда не учился на машиностроителя. Как правильно рассчитать высоту зуба, толщину шестерен, чтоб ни много, ни мало, а в самый раз? Ни разу не знаю

Поэтому ищу наставника (а может и соучастника), хорошо знающего и чувствующего материалы, прочности для зубчатых передач. Все подробности в дальнейших контактах. А пока просто короткий вопрос для затравки беседы:
Ступень планетарной передачи с передаточным числом 5. Эффективный диаметр коронной шестерни - 130 мм, эффективный диаметр солнечной - соответственно в 5 раз меньше 26 мм. Диаметры 3-х сателитов - 52 мм. Какой толщины должны быть эти шестерни, а также неподвижных водила и осей сателитов, если скорость вращения короны - до герца, а касательная нагрузка на коронную шестерню - до 4 Тн?

Добавлено 10 го июня.
Как и обещал в сообщениях этой темы, подготовил более подробное изложение проекта. Разместил его здесь. Там же и достаточно текстовых пояснений.
Единственно, там сохранены те ошибки, на которые мне уже указали в этой теме. Поэтому в реальности передаточное число первой (силовой) передачи планируется не 5, а 4-4.5, количество зубьев в солнечной и венечной шестернях этой передачи кратно не 3, а 4-м, а сателитов (а значит и штоков, передающих редуктору неподвижное усилие) в этой передаче не 3, а 4. Тогда и нагрузка на зубья снизится на треть, и диаметр вала солнечной шестерни силовой передачи увеличится достаточно, чтобы передать немалый крутящий момент.

Можно даже еще уменьшить передаточное число чуть ниже 4, чтобы разместить не 4 а 5 сателитов (догда 5 штоков), но наверное так мельчить уже смысла нет

[Хмурый]

Почему-бы не использовать червячный редуктор? И тормоз тогда не нужен будет.
Есть готовые http://www.reduktorntc.ru/produkt_1/r71.shtml ...

[Солидворкер]

Поддерживаю предыдущего оратора. Передаточное отношение 125 для червяка -не проблема, изготовить его проще, самоторможение, габариты небольшие.

[Малевич]

Очевидно, 1Гц = 1 об/с или 60 об/мин на барабане. На входе редуктора 60х125 = 7500 об/мин. Какой червячный сможет работать при таких оборотах? До кучи крутящий момент на выходе 4000*9,8*0,065 = 2550 Н*м, что у НТЦ не ищется.
olivru, что планируете, коль не секрет, - лебёдка к джипу со встроенным редуктором? Навскидку - есть сомнения в том, что в заданные габариты выходная планетарная ступень уложится.

[Liukk]

olivru, сразу видно что вы не машиностроитель.
У нас были курсовые по планетарным редукторам в институте:
полгода по ТММ (Теория Механизмов и Машин (Тут Моя Могила))
и полгода на Деталях Машин. И завкафедрой ДМ был Кудрявцев (законодатель мод по планетарным редукторам)
Купите лучше готовый редуктор. Ибо проблем с изготовлением вы получите немерено:
Цитирую :
Очень важно выбрать оптимальную схему механизма, так как одно и то же заданное передаточное отношение можно обеспечить различными схемами , которые будут значительно отличаться по кпд, массе, габаритам и другим дополнительным условиям.
При проектировании планетарных механизмов ( при подборе чисел зубьев) необходимо выполнить и проверить ряд условий:
1. Отклонение от заданного передаточного отношения механизма не должно превышать 10 %.
2. Зубчатые колеса нулевые. У них должен отсутствовать подрез зубьев. В этом случае колеса с внешними зубьями должны иметь не менее 18 зубьев, а с внутренними ( коронные шестерни) не менее 85 зубьев.
3. В зацеплении сателлит – коронная шестерня не должно происходить заклинивания. Данное условие обеспечивается при разности чисел зубьев коронной шестерни и зацепляющегося с ней сателлита равной 8.
4. Входной и выходной валы планетарного механизма должны быть соосными то есть находиться на одном уровне друг с другом.
5. Должно быть выполнено условие соседства : окружности вершин соседних сателлитов не должны касаться друг друга.
6. Необходимо обеспечить выполнение условия сборки, которое проверяется только расчетом. По чертежу механизма выполнение указанного условия проверить не удасться.

Сюда добавятся подшипники, которые могут просто не поместиться на колесе (валу), и начинай расчёт заново...
Где нарезать внутренние зубчатые колёса планируете? Да и вообще весь редуктор делать?
Почитайте вложение, и подумайте

[olivru]

Сообщение от Малевич Очевидно, 1Гц = 1 об/с или 60 об/мин на барабане. На входе редуктора 60х125 = 7500 об/мин. Какой червячный сможет работать при таких оборотах? До кучи крутящий момент на выходе 4000*9,8*0,065 = 2550 Н*м, что у НТЦ не ищется. olivru, что планируете, коль не секрет, - лебёдка к джипу со встроенным редуктором? Навскидку - есть сомнения в том, что в заданные габариты выходная планетарная ступень уложится.

Передаточное число 125 - не самоцель. Можно и меньше.

Планирую лебедку, как и говорил. Но не к джипу, а для разгрузки (а в идеале и погрузки) в большегрузные автомобили грузов до 3.5 тн на место. Причем без полиспастов (задолбали уже полиспасты, когда шестеренки с этим куда менее материалоемко справляются). Но лебедка должна уметь работать и в автономном режиме, т.е. от бортовых аккумуляторов. А значит при дифиците энергии. Поэтому движок хочется сделать 2-целевым - чтобы на опускание работал, как генератор. Именно поэтому червяк не подходит. Он самотормозящий. Вдобавок КПД у него лишь чуть выше 50%. Тогда уж впесто червяка проще использовать "жульническую" планетарку (с разрезной коронной шестерней, одна половина которой к вращающемуся валу прикреплена, а другая - к корпусу, водило и сателиты подвижны). Там и кпд примерно тот же, может даже чуть выше, и проще-дешевле изготовить, и места меньше займет. Автомобильные лебедки дешевые так и делают.

Но никто даже не попробовал примерно прикинуть и ответить на вопрос по толщине шестерен и водил, заданный в первом сообщении.

[Хмурый]

опасное это дело груз тормозить при режиме работы двигателя в качестве генератора...

[olivru]

Сообщение от Liukk olivru, сразу видно что вы не машиностроитель.

Так об этом и говорю. Зато Вы, судя по сообщению, он.
Попробую сейчас в личку ответить.

[Liukk]

Сообщение от olivru Но никто даже не попробовал примерно прикинуть и ответить на вопрос по толщине шестерен и водил, заданный в первом сообщении.

Без прорисовки схемы и ответов на 6 вопросов, которые я привёл, говорить от толщине шестерёнок преждевременно

[olivru]

Сообщение от Хмурый опасное это дело груз тормозить при режиме работы двигателя в качестве генератора...

Абсолютно согласен. Но ведь не невозможное. Пока думаем, считаем. Если получится - будем делать так. Ну а нет - будем разбазаривать энергию, что плохо, но не фатально. А быть может даже поставим еще одну электромашинку как раз собирать энергию при опускании груза.

Без прорисовки схемы и ответов на 6 вопросов, которые я привёл, говорить от толщине шестерёнок преждевременно

что, даже +\- 50%?

3. В зацеплении сателлит – коронная шестерня не должно происходить заклинивания. Данное условие обеспечивается при разности чисел зубьев коронной шестерни и зацепляющегося с ней сателлита равной 8.

МОжет я неправильно понимаю, но разве это число не зависит от числа сателитов, и не кратно ему?

5. Должно быть выполнено условие соседства : окружности вершин соседних сателлитов не должны касаться друг друга.

Это понятная школьная геометрия - можно не упоминать

Почитайте вложение, и подумайте Вложения Тип файла: doc Plan_mex.doc (150.5 Кб, 2 просмотров)

Кстати, еще пока не уверен до конца, что все правильно осмыслил, но похоже последнюю (силовую) передачу выгоднее делать по первой схеме из этого файла (а не так, как у меня), т.е. результирующее вращение снимать с водила, а не с короны. тогда и шестерни можно потоньше сделать, и усилия на зубьях будут ниже при бОльшем передаточном числе. Уже спасибо за этот файл - хоть и косвенно, но подтолкнул к возможным иным решениям.... Хотя похоже все таки нет - это хорошо будет для одноступенчатой передачи, а для 2-3 не получится - большие консоли на осях передач.

[Liukk]

Если бы всё было так просто, то студенты 2 курса машиностроительного вуза не тратили бы полгода на курсовую работу по планетаному редуктору, причём только на схему. Силовой расчёт - в ДМ на третьем курсе.

[Малевич]

Сообщение от olivru Но никто даже не попробовал примерно прикинуть и ответить на вопрос по толщине шестерен и водил, заданный в первом сообщении.

Примерно прикинуть, не получится - это не один час кропотливой работы с рысканьев по справочникам, потому как прикидка выливается в скрупулёзный расчёт всех потрохов: валов, осей, подшипников и самих шестерён по разным критериям с неоднократной корректировкой полученного.
А вот Примерно прикинуть я Вам уже ответил - 99,9%, что в заданные габариты передача не уложится при любой толщине шестерён.
Почему? Примерная прикидка от имеющихся серийных редукторов, хотя бы в том же НТЦ: http://www.reduktorntc.ru/produkt_1/...0/r31_12.shtml
На крутящий момент 2550 Н*м нужен 80-й габарит редуктора (предпоследняя таблица). А дальше смотрите габариты корпуса, хотя бы по D1. Простым масштабированием длины зацепления многого не добьёшься: есть на то свои границы, так что можно доверять обкатанным серийным моделям. Это не говоря уж о диаметре вых. вала - у Вас делит. диаметр солнечной 26 мм, а вал у 3П-80М почему-то 45 мм. Примерно прикинуть выходной вал - это реальный вопрос; получается около 43 мм в диаметре (можно меньше - 40 мм, если изгиб отсутствует) - вот от этой цифры и начинайте заново свои выкладки по кинематике.

[Хмурый]

самое интересное, потом, будет изготовить и собрать корпус редуктора...
PS чертежи я даже не имею ввиду

[olivru]

Сообщение от Малевич Почему? Примерная прикидка от имеющихся серийных редукторов, хотя бы в том же НТЦ: http://www.reduktorntc.ru/produkt_1/...0/r31_12.shtml На крутящий момент 2550 Н*м нужен 80-й габарит редуктора (предпоследняя таблица). А дальше смотрите габариты корпуса, хотя бы по D1. Простым масштабированием длины зацепления многого не добьёшься: есть на то свои границы, так что можно доверять обкатанным серийным моделям. Это не говоря уж о диаметре вых. вала - у Вас делит. диаметр солнечной 26 мм, а вал у 3П-80М почему-то 45 мм. Примерно прикинуть выходной вал - это реальный вопрос; получается около 43 мм в диаметре (можно меньше - 40 мм, если изгиб отсутствует) - вот от этой цифры и начинайте заново свои выкладки по кинематике.

Печально, если так . Но я пока надежду окончательно не потерял. Может есть лазейка? На крайний случай вариант жульнического редуктора можно взять. Но он, конечно, гораздо хуже - греться будет, придется часто останавливать. Правда жестко заданных габаритов нет - есть желание минимизировать массу и габариты изделия.

2. Зубчатые колеса нулевые. У них должен отсутствовать подрез зубьев. В этом случае колеса с внешними зубьями должны иметь не менее 18 зубьев, а с внутренними ( коронные шестерни) не менее 85 зубьев.
Странное условие. Не очень верится. Видел много солнечных шестерен с менее 10 зубьев
3. В зацеплении сателлит – коронная шестерня не должно происходить заклинивания. Данное условие обеспечивается при разности чисел зубьев коронной шестерни и зацепляющегося с ней сателлита равной 8.Это вообще бред. Сателит не может даже теоретически иметь зубьев больше либо равной половины от короны. Просто чисто по геометрии. Получается, что если на короне больше 16 зубов, планетарка невозможна? Бред.

И кстати, все эти схемы из данного файла предполагают подвижное водило, с которого и снимается вторичный момент. Это сильно усложняет и утяжеляет имхо. Я мыслю все водила иметь неподвижными, на едином крепеже, что должно ощутимо упростить передачу моментов между ступенями, и облегчить весь редуктор. Пока предполагал толщину шестерен в 25-30 мм (чисто умозрительно). Но место добавить еще пару см есть.

Если бы всё было так просто, то студенты 2 курса машиностроительного вуза не тратили бы полгода на курсовую работу по планетаному редуктору, причём только на схему. Силовой расчёт - в ДМ на третьем курсе.

Студенты - возможно. Хотя и для них эта курсовая -менее 20% времени, ибо надо еще остальные предметы тянуть. А для человека, спроектировавшего не один редуктор, думаю, это должно быть много проще задачей... если он, конечно, не начетчик, тупо применяющий вызубренные формулы и правила, а глубоко понимает и чувствует тонкости вопроса

[Serge Krasnikov]

Сообщение от olivru Правда жестко заданных габаритов нет - есть желание минимизировать массу и габариты изделия.

Волновые редуктора не рассматривал

[Солидворкер]

Сообщение от Малевич что у НТЦ не ищется

На НТЦ "Редуктор" вселенная не заканчивается, есть SEW, например, или Motovario.

[olivru]

Сообщение от Serge Krasnikov Волновые редуктора не рассматривал

Только что из вики узнал, что это. Пока поверхностно и осмысливаю. ... Не понимаю, сможет ли такой редуктор обеспечить мне такой могучий момент при малых габаритах и массе, и сильно подозреваю, что не сможет (мне крайне желательно, чтобы редуктор находился внутри барабана лебедки. А если его часть и вынести за пределы барабана, то диаметр вынесеной части может не более, чем на 2см превышать диам барабана, который 16 см, а трос на него намотан 8-10 мм). Не понемаю, как закрепить неподвижную часть редуктора к корпусу (может пока не разобрался). Не понимаю, из чего сделать гибкий элемент. Не понимаю, кто и где умеет это делать и за какие деньги. НО если мои непонимания временны и преодалеваются, был бы рад.

[Serge Krasnikov]

Сообщение от olivru Только что из вики узнал, что это. Пока поверхностно и осмысливаю. ... Не понимаю, сможет ли такой редуктор обеспечить мне такой могучий момент.

Момент он обеспечит

Не понемаю, как закрепить неподвижную часть редуктора к корпусу (может пока не разобрался).

А вот тут надо смотреть, есть на сколько я знаю вариации этого исполнения, лучше искать без гибкого элемента, это слабое место редуктора, гибкий элемент от усталости ломается

Не понимаю, из чего сделать гибкий элемент. Не понимаю, кто и где умеет это делать и за какие деньги.

Делают, сталкивался, правда давно.

НО если мои непонимания временны и преодалеваются, был бы рад.

Я не говорил, что это готовое решение, это надо смотреть, за вас никто решать не будет.

[Дмитрий Юпатов]

"Курсовое проектирование деталей машин" С.А. Чернавского вам в помощь. Схемы можно там же посмотреть. Например, таблица 5.1 схема 3 или 5. В этой же главе (5) и расчет есть и примеры конструктива.

[olivru]

Сообщение от Serge Krasnikov Момент он обеспечит

Как? Зуб будет ломать нагрузка в 4 тн. Барабан моей лебедки -не длинее 14 см (именно внутри него и хотелось разместить редуктор). для передачи такой нагрузки с нужным запасом прочности (хочу 2.5-3, т.е. поменьше, чем положено для грузоподъемной техники, но и на это нужно пару см2 весьма прочной стали)

Сообщение от Serge Krasnikov А вот тут надо смотреть, есть на сколько я знаю вариации этого исполнения, лучше искать без гибкого элемента, это слабое место редуктора, гибкий элемент от усталости ломается

А где посмотреть такие вариации? Я лишь от Вас узнал о существовании такой конструкции и пока не разбираюсь

Сообщение от Serge Krasnikov Делают, сталкивался, правда давно.

Вообще то все детали высокого передела хотел делать в Китае. Но можно и в России, если устроит цена. По любому, пока даже идей нет

Сообщение от Serge Krasnikov Я не говорил, что это готовое решение, это надо смотреть, за вас никто решать не будет.

Попробую поискать, конечно. Сейчас, правда, убегаю. Хотелось с собой в дорогу взять в голову для осмысления эту тему. Но что-то не хватает информации...