расчет передачи рейка-шестерня

[koscom]

Такая схема только минимизирует люфты. Тут как при настройке вы установите поджим по верхнему отклонению на размер сортамента, если сделаете по минимуму, то при подъеме в местах верхнего отклонения будет происходить или заклинивание, или вмятине стенки квадратной трубы (с такой стенкой и давлением на середину стенки ). Хотя может это я перегибаю) и у вас таких упоров стоит достаточное количество

Бронзовые направляющие стоят в 2 ряда. Между ними почти метр. Я и не утверждаю, что люфт пропадет вообще. Они только уменьшат люфт при движении стрелы.

[koscom]

Ну если при настройке не зажмут, то сойдет, раз работало, впринципе имеет право на жизнь, ролики не сильно улучшат ситуацию, а пружины городить свои тонкости, ужесточать допуска - свои.

По расчету рейки еще вопросы остались?
Если есть возможность, то прорисуйте два варианта - с рейкой и с винтами. Вам лично для опыта очень полезно будет, есть вероятность что конструкция окажется лучше и может даже будет утверждена - но сомневаюсь что так сразу без эскиза согласятся на винты переходить, ведь есть проверенный вариант.

Да, если мы примем стандартный профиль зуба, прямолинейную передачу, ширину рейки в 40мм, m=4, делит диаметр примерно в 85 мм. Имеет право на жизнь такая рейка? Понимаю, что это наглость. Но все же... Буду благодарен.

[Kirilius83]

А почему примерно, и почему нечетное число? Или со смещением берете?
Вообще сама по себе ширина и модуль ни о чем не говорит. Зубьев 21? Удобнее брать четное (померить диаметры проще), но главное что больше минимального. Минимальная ширина определяется расчетом, чем шире тем прочнее но на широких венцах перекосы гораздо больше влияют на зацепление, приходится увеличивать точность установки рейки и шестерен, поэтому вам выгоднее венец поуже, иначе просто краем работать будет.

[koscom]

А почему примерно, и почему нечетное число? Или со смещением берете?
Вообще сама по себе ширина и модуль ни о чем не говорит. Зубьев 21? Удобнее брать четное (померить диаметры проще), но главное что больше минимального. Минимальная ширина определяется расчетом, чем шире тем прочнее но на широких венцах перекосы гораздо больше влияют на зацепление, приходится увеличивать точность установки рейки и шестерен, поэтому вам выгоднее венец поуже, иначе просто краем работать будет.

Сейчас посмотрел. Дел. диаметр 80мм, количество зубьев 20

[Kirilius83]

Расчеты на прочность-то что показывают?
Нужный момент на шестерне для перемещения посчитать ручками недолго, а дальше запустить в шафте расчет двух одинаковых шестерен, там напряжение и покажет. Хотя для понимания что к чему лучше конечно сначала ручками попробовать почитать, либо по методичке институтской либо по ГОСТу.

[Dometer]

Главное противоречие закладываемой кинематическо-силовой схемы, что точность "телескопа" обуславливается работоспособностью рейки, а не крана в целом. Кран бы не почуствовал люфта +/- 5 мм? А для зубчатого модуля m=4 и 1 мм много.
Либо надо делать отдельные направляющие для ног-опор, и отдельные (более точные) для реечной пары. И предусматривать гибкую развязку.

Почему бы не применить просто лебёдку ? Вместо двух мотор-редукторов - один. Сразу решается проблема синхронизации -  один барабан с двумя намотками по центру балки (мощности маленькие, много места не займёт).
Придётся за тросом следить. Но трос (если применить 2-х или больше-кратный полиспаст)) достатончо тонкий. Его легко вытщить для осмотра и замены.

Вопрос люфтов лучше решать не "зажимом" колонны, а смещением линий действия силы привода и нагрузки - пусть будет люфт, но постоянно в одну сторону.

[Kirilius83]

Ну, шестерня работает всегда одной стороной, тут реверса нет и размер бокового зазора в зацеплении не важен.
А общий допуск не межосевое надо брать не  по таблицам в зависимости от степени точности, а от нуля до максимально допустимого (соответствующему максимальному боковому зазору для зубчатого зацепления вообще, самой низкой точности). Формально, это и будет допуском на максимальный зазор в направляющих - а дальше уже смотреть насколько его реально реализовать.
Ну и перекосы по гостовским таблицам...

[Dometer]

Ну, шестерня работает всегда одной стороной, тут реверса нет и размер бокового зазора в зацеплении не важен.

Боковой зазор не важен. Важен радиальный. Ибо если рейка будет гулять от шестерни плюсминус миллиметр, то изначально придётся отодвинуть шестерню от рейки (чтоб гуляла от рейки 0..+2). А +2 мм от рейки - это уже на приличные четверть модуля смещение (от линии зацепления). Надо обеспечить в этом положении (проверить расчётом) коэффициент перекрытия.

И, если ужъ реечная концепция неотвратима, надо предусмотреть развязку рейки от ног-опор хотя-бы по углу вдоль рейки (чтобы азимутальные перекосы ног-опор не вляли на перекос зубчатой пары)  и сделать в этом направлении рейку самоустанавливающейся по шестерне.
Для этого можно сделать тыльную поверхность рейки не плоской а цилиндрической [выпуклый], и упереть в полукруглые [вогнутые] упорные ложементы на ноге-опоре.

[koscom]

Расчеты на прочность-то что показывают?
Нужный момент на шестерне для перемещения посчитать ручками недолго, а дальше запустить в шафте расчет двух одинаковых шестерен, там напряжение и покажет. Хотя для понимания что к чему лучше конечно сначала ручками попробовать почитать, либо по методичке институтской либо по ГОСТу.

Вот, что в компасе посчитал.
Правда не совсем понял, что значит в данном контексте (рис3) расчетная нагрузка, Н*м.

[Dometer]

Вот, что в компасе посчитал.
Правда не совсем понял, что значит в данном контексте (рис3) расчетная нагрузка, Н*м.

Это момент на шестерне, сопрягаемой с рейкой:

Нужный момент на шестерне для перемещения посчитать ручками ..

Но то что стоит соответсвует Исходой силе (рассчёт вполне приемлем).

... а дальше запустить в шафте расчет двух одинаковых шестерен, там напряжение и покажет. Хотя для понимания что к чему лучше конечно сначала ручками попробовать почитать, либо по методичке институтской либо по ГОСТу.

Ну, изгибную прочность и контактные напряжения  С ЗАПАСОМ посчитать можно. Но проблема - учесть дикие люфты (тут месячишко "ручной практики" с эвольвентами, похоже, что требуется) !

[Kirilius83]

Если 400 Нм - момент соответствует моменту для подъема секции (половины секции?), то некоторое время работать будет)))
Маловат запас по контактным напряжениям - 1,7. Т.к. точность расчетов (за счет точности задаваемых нагрузок и реальных условий работы) невысока, то лучше иметь запас побольше. Но многое зависит от того, как часто работать будет - может короткого ресурса хватит и на годы работы крана. Так же от того как будет выставлено зацепление на кране и как защищено от грязи. Если выставлено будет нормально (точность можно грубо прикинуть по точности нормали, только надо перевести в межосевое - можно нарисовав профиль и подвигав, это что бы в гостах не рыться) и перекосов не будет -  то работать будет долго.
В принципе, можно и твердость и прочность зубьев поднять - хотя они каталожные, это реально?

[koscom]

Это момент на шестерне, сопрягаемой с рейкой:Но то что стоит соответсвует Исходой силе (рассчёт вполне приемлем).


Ну, изгибную прочность и контактные напряжения  С ЗАПАСОМ посчитать можно. Но проблема - учесть дикие люфты (тут надо месячишко "ручной практики" с эвольвентами, похоже, что требуется) !

Так и понял, что это момент от привода до зацепления на рейке = 40мм. P=1000кг(таль 750+0,5моста 250)*9,81м/с2*0,04м=400нм.
Да, практики по расчету звездочек нет. И если верить расчету, то запас кое какой есть. И как я уже говорил, мост будет подниматься/опускаться только при начале/окончании эксплуатации (2-4 раза в день).

[Dometer]

Если 400 Нм - момент соответствует моменту для подъема секции (половины секции?), то некоторое время работать будет)))
Маловат запас по контактным напряжениям - 1,7.  ...

400 Нм  соответсвует весу полусекции с некоторым запасом (1000 кг вместо 750 кг).
Если же без ручного подсчёта "прикинуть" контактные напряжения, то следует не одинаковыми шестернями программу грузить, а "приблизить" ведомую шестерню к рейке - задать для ведомой шестерне не 20, а 1000 зубьев (лучше 100500 если программа проглотит).

... Да, практики по расчету звездочек нет. ...

Но это - не звёздочка, а шестерня (зубчатое колесо)!

[koscom]

Но это - не звёздочка, а шестерня (зубчатое колесо)!

Да, спасибо, моя ошибка
число зубьев 100500 )

[Kirilius83]

Ну в общем в теории работать будет, а на практике - все зависит от того как аккуратно соберут. 4 раза в день - это все же не раз в месяц, будет криво собрано да еще песком посыпано - то через пол года зубов может и не остаться.
Главное на сборочном чертеже задайте все допуски на перекосы, параллельности и расстояние от шестерни до рейки, и все согласно ГОСТ - тогда на все вопросы по сношенным шестерням у вас будет отмазка "собрано криво и не по чертежу", а на вопрос "почему так точно все надо собирать, мы же никогда тут даже в десятку не уложимся" можно будет развести руками и показать ГОСТ...

[СВ]

 Нужно сделать отдельный корпус для шестерни, который одновременно будет направляющей для рейки, тогда зазоры никуда не убегут.

[Golovanev]

Пересчитал. в родном модуле..... для рейки

[Golovanev]

и прочностной расчет

[koscom]

и прочностной расчет

Огромное спасибо. Это какая версия компаса? Как писал раньше, у нас стоят 12.

[Dometer]

Нужно сделать отдельный корпус для шестерни, который одновременно будет направляющей для рейки, тогда зазоры никуда не убегут.

Возможно, что конструктивно проще  не рейку отвязать (может габарита по высоте не хватить на приличествующую тягу-серьгу), а шестерню - связать с мотор редуктором карданным валом. Но тогда этот самый корпус с шестернёй всё-равно надо как-то гибко соединить для передачи усилия.