Расчёт зубчатого колеса по шестерёнке

[MegaVanAlex]

Здравствуйте!
Есть задача: на установке есть транспортер с цепью с толкателями, нужно переделать его под ременную передачу (зубчатый ремень с толкателями). Транспортёр синхронизирован с остальной установкой и подаёт продукцию в упаковку. Отдавали машину в компанию, чтоб нам переделали, не знаю как они считали, в общем, у нас убегает вперёд транспортёр, синхронизации нет. Узнавали у производителя, синхронизация жёстко зашита, изменить нельзя, только подбирать зубчатое колесо.
Подскажите, пожалуйста, рассчитать зубчатое колесо по звезде.
Звёздочка с шагом 12,7 на 20 зубьев, внешний диаметр 85.8

[Валерий Изранов]

 MegaVanAlex, у вас есть навыки работы с Компасом?
Если есть нарисуйте простенький фрагмент как выглядит транспортер после
переделки в компании и что бы вы хотели.
Что такое рассинхронизация?

[алексst]

Попробуйте сделать так.
Рассчитайте диаметр делительной окружности своей звёздочки, которую хотите заменить. Считайте с максимальным количеством знаков.
После этого возьмите свой зубчатый ремень и подберите число зубьев его колеса так, чтобы делительная окружность полностью совпала с делительной окружностью заменяемой звёздочки. Если не совпадает, то, значит, в таком варианте не получится заменить эту цепь на этот ремень. Попробуйте применить другой ремень.
Давайте посмотрим что будет, если делительные диаметры звёздочки и колеса немного не совпадают. Предположим, на 0,01мм. Значит длины делительных окружностей будут различаться на 0,03мм. Эта ошибка (т.е. рассогласование) в 0,03мм будет набегать каждый оборот колеса. И через сто оборотов рассогласование будет 3мм, а через тысячу - уже 30мм. Смотрите на свои возможности и может оказаться, что эта задача в Ваших условиях неразрешима.

[СВ]

 По описанию проблемы НЕВОЗМОЖНО понять - в чём проблема. Явно нужна кинематическая схема, какая была и какая теперь.
- - -
На счёт синхронизации: обычно она обеспечивается правильно рассчитанным передаточным отношением.
Если там ПРОСТАЯ замена цепной передачи на зубчато-ременную, то проблем вообще не должно быть, если принимать те же числа зубьев (или пропорционально их увеличить).

[MegaVanAlex]

Рассчитайте диаметр делительной окружности своей звёздочки, которую хотите заменить.
После этого возьмите свой зубчатый ремень и подберите число зубьев его колеса так, чтобы делительная окружность полностью совпала с делительной окружностью заменяемой звёздочки.

Набросал примерный эскиз в программе, работал с ней всего пару раз когда учился, так что навыков и знаний особых нет, прошу не ругать.
Как найти диаметр делительной окружность звёздочки я вроде разобрался (t/sin(180°/z)) и этот параметр совпадает с тем, что на экране, а как найти диаметр делительной окружности шкива я не понял. На рисунке изображена окружность, выходящая за рамки наружней окружности шкива, не уверен, что это является делительной окружностью...
Ссылка на эскиз звёздочки и пробного варианта шкива с шагом Т10

Что такое рассинхронизация?

На машине есть принимающий транспортёр с толкателями, который забирает продукцию с одной установки и упаковывает в ленту.
То есть, эта же установка является и транспортёром и упаковкой. Вместе с транспортёром, который перемещает продукцию подаётся также и плёнка для упаковки этой продукции, изначально машина настроена так, что при выставлении параметров плёнки, продукция транспортёром подаётся в центр заданных фрагментов этой плёнки (например, упаковка в пакеты длиной 200 мм). При увеличении длины пакета скорость транспортёра автоматически подстраивается и продукция всегда попадает в одно и то же место в плёнке. Из-за особенностей продукции нам пришлось поднять вопрос об изменении конструкции с цепной передачи с толкателями на ременную передачу с толкателями. Обговорив прежде с производителями установки, получили от них информацию, что для корректной работы мы должны сохранить расстояние между толкателями на ремне таким же, как и на цепи и подобрать шкив, аналогичный звезде. После чего мы нашли компанию, которая заверила нас, что всё рассчитают и сделают, но в итоге, по неизвестным мне причинам, мы получили установку, где очень сильный рассинхрон, то есть, буквально уже второй-третий продукт заметно смещается относительно упаковки. Теперь вот мы сами пытаемся разобраться в тонкостях как всё считается и заказать необходимые детали. Они нам установили шкив на шаг т8, мы экспериментировали с различным числом зубьев и поняли, что нужно менять шаг, так как поймали момент когда продукция начинает смещаться в обратную сторону (сначала она "убегала" вперёд, потом стала "отставать" при одинаковом количестве циклов).

[MegaVanAlex]

На счёт синхронизации: обычно она обеспечивается правильно рассчитанным передаточным отношением.
Если там ПРОСТАЯ замена цепной передачи на зубчато-ременную, то проблем вообще не должно быть, если принимать те же числа зубьев (или пропорционально их увеличить).

Ниже ответил на некоторые вопросы, постарался точнее описать проблему. Грубо говоря, была звезда (на эскизе слева) заменили на шкив (зубчатое колесо). Какие параметры нужно соблюсти, чтобы синхронизация сохранилась?

[СВ]

 Вы хотите сказать, что нужно у зубчатого шкива получить ТОТ ЖЕ делительный диаметр, что и у звёздочки и тогда всё будет хорошо работать? Иными словами: линейные скорости цепи и ремня должны быть одинаковые? Только это нужно?

[MegaVanAlex]

Иными словами: линейные скорости цепи и ремня должны быть одинаковые? Только это нужно?

По сути, да, если я правильно понял. Должна быть одинаковая скорость перемещения толкателей на ремне/цепи. То есть, условно, цепь замкнутая, расстояние между центрами толкателей, которые двигают продукт 150мм, тоже самое на ремне: расстояние между толкателями там тоже 150мм, но шаг подобран, неправильно. Нужно будет ещё раз заказывать ремень и шкив, но, хотелось бы уже высчитать это как-то, хотя бы примерно, а не методом подбора.


Грубо говоря, если мы на вал установим и звезду с цепью и шкив с ремнём (всё движение передаётся через вал), то толкатели на цепи и ремнях не должны смещаться относительно друг друга.

[СВ]

Грубо говоря, если мы на вал установим и звезду с цепью и шкив с ремнём (всё движение передаётся через вал), то толкатели на цепи и ремнях не должны смещаться относительно друг друга.

Боюсь, в передаче вашей имеется что-то ещё, и вы об этом не говорите (т.к. вам ТАМ всё ясно, и вы думаете, что и нам ЗДЕСЬ всё ясно). Неспроста ваш подрядчик ошибся.
- - - - -
 Шкивы и звёздочки имеют строго расчётные размеры, их не подправишь. Разве что ввести дополнительную передачу для коррекции нового диаметра. Либо перебрать все разные ремни (разные шаги ремней), вдруг какое-то сочетание шага и числа зубьев совпадёт с требуемым (но шансов мало, т.к. шаги звёздочек изрядно дробные).

[MegaVanAlex]

Боюсь, в передаче вашей имеется что-то ещё, и вы об этом не говорите (т.к. вам ТАМ всё ясно, и вы думаете, что и нам ЗДЕСЬ всё ясно).

У машины один привод который приводит в движение вал транспортёра через звезду с другой стороны установки (жёстко закреплённую на валу) с передней части установки на этом же валу стояла упомянутая мной звезда, которую нужно заменить на зубчатое колесо.
Первый привод синхронизируется с приводом подачи плёнки через 2 частотных преобразователя с прошитыми коэффициентами (как мне сказали инженеры с компании)

Прикрепляю ссылку на схематическое изображение установки. Звезда стояла в месте, где транспортёр стыкуется к машине.

[алексst]

Набросал примерный эскиз в программе, работал с ней всего пару раз когда учился, так что навыков и знаний особых нет, прошу не ругать.
Как найти диаметр делительной окружность звёздочки я вроде разобрался (t/sin(180°/z)) и этот параметр совпадает с тем, что на экране, а как найти диаметр делительной окружности шкива я не понял. На рисунке изображена окружность, выходящая за рамки наружней окружности шкива, не уверен, что это является делительной окружностью...
Ссылка на эскиз звёздочки и пробного варианта шкива с шагом Т10

Делительный диаметр (по оси кордшнура) d=m·z=(t·Z)/3,14

[СВ]

У машины один привод который приводит в движение вал транспортёра через звезду с другой стороны установки (жёстко закреплённую на валу) с передней части установки на этом же валу стояла упомянутая мной звезда, которую нужно заменить на зубчатое колесо.

Вы не путаете? Зубчатое колесо или зубчатый шкив? Это совершенно разные вещи.

- - -
Две формулы, подставляете и проверяете

d=m·z=(t·Z)/3,14

[MegaVanAlex]

Вы не путаете? Зубчатое колесо или зубчатый шкив? Это совершенно разные вещи.

Прошу прощения за несоблюдение терминологии просто уже столько инфы перерыл, что запутался. Шкив, как я понимаю, используется для ременной передачи, вот он и нужен..

[MegaVanAlex]

Делительный диаметр (по оси кордшнура) d=m·z=(t·Z)/3,14

Хм, очень близкое значение получается 51 зуб с шагом т5
Получается, делительный диаметр шкива больше наружного диаметра, в отличие от звезды.. не был уверен, что это правильно, но, в целом, логично

[алексst]

У машины один привод который приводит в движение вал транспортёра через звезду с другой стороны установки (жёстко закреплённую на валу) с передней части установки на этом же валу стояла упомянутая мной звезда, которую нужно заменить на зубчатое колесо.
Первый привод синхронизируется с приводом подачи плёнки через 2 частотных преобразователя с прошитыми коэффициентами (как мне сказали инженеры с компании)

Прикрепляю ссылку на схематическое изображение установки. Звезда стояла в месте, где транспортёр стыкуется к машине.

А перепрошить частотники не проще? Всё-таки желание сменить цепь на ремень сильное.

Ниже ответил на некоторые вопросы, постарался точнее описать проблему. Грубо говоря, была звезда (на эскизе слева) заменили на шкив (зубчатое колесо). Какие параметры нужно соблюсти, чтобы синхронизация сохранилась?

Делительные диаметры должны быть равны.

Вы хотите сказать, что нужно у зубчатого шкива получить ТОТ ЖЕ делительный диаметр, что и у звёздочки и тогда всё будет хорошо работать? Иными словами: линейные скорости цепи и ремня должны быть одинаковые? Только это нужно?

Усилю. Это транспортёр. Цепь и ремень сходят с звёздочки и шкива и вытягиваются в линию. Вот эти линейные перемещения и должны быть одинаковыми.

Боюсь, в передаче вашей имеется что-то ещё, и вы об этом не говорите (т.к. вам ТАМ всё ясно, и вы думаете, что и нам ЗДЕСЬ всё ясно). Неспроста ваш подрядчик ошибся.
- - - - -
 Шкивы и звёздочки имеют строго расчётные размеры, их не подправишь. Разве что ввести дополнительную передачу для коррекции нового диаметра. Либо перебрать все разные ремни (разные шаги ремней), вдруг какое-то сочетание шага и числа зубьев совпадёт с требуемым (но шансов мало, т.к. шаги звёздочек изрядно дробные).

Да что мы тут гадаем! Зачем дополнительную передачу городить? У неё передаточное отношение тоже ступенчатое, причём, по нынешним меркам с очень большими ступенями.
У них же, оказывается, частотники стоят! У них "ступеньки" гораздо меньше, чем у шестерёнок. У них шкивы уже есть. Осталось только частотник "подогнать".

Они нам установили шкив на шаг т8, мы экспериментировали с различным числом зубьев и поняли, что нужно менять шаг, так как поймали момент когда продукция начинает смещаться в обратную сторону (сначала она "убегала" вперёд, потом стала "отставать" при одинаковом количестве циклов).

А ещё, это показало Вам то, что меняя количество зубьев, синхронизацию не обеспечить. При одном количестве зубьев смещение идёт вперёд, при другом назад, а между ними нет нужного числа. Зубья дробными не бывают. Поэтому вперёд к частотнику.

[алексst]

Для решения этой проблемы Вы будете тратить деньги.
Вариант: на изготовление новых шкивов и эксперименты с ними.
Вариант: на перепрограммирование частотников. Причём, это будут делать у Вас на глазах и Вы будете сразу видеть результат этой работы. Можно даже поставить условие - не отрегулируете, не заплатим. В этом случае, если будут сомневаться в своих возможностях, не возьмутся за эту работу.

[MegaVanAlex]

А перепрошить частотники не проще? Всё-таки желание сменить цепь на ремень сильное.

Производитель не даёт доступа к параметрам частотника и настройки там залочены. Плюс там скорости меняются, длина упаковки меняется и т.д. там может быть ещё какие-то коэффициенты. Там и энкодеры ещё стоят. Мы хотели попробовать так, но от этой затеи отказались. А цепь на ремень нужно сменить было по нескольким причинам, во-первых, из-за особенностей продукции, во-вторых, для обеспечения автоматической подачи продукции на транспортёр..

Делительные диаметры должны быть равны.

Вот за это спасибо. И за формулу расчёта оного.

А ещё, это показало Вам то, что меняя количество зубьев, синхронизацию не обеспечить. При одном количестве зубьев смещение идёт вперёд, при другом назад, а между ними нет нужного числа. Зубья дробными не бывают. Поэтому вперёд к частотнику.

Ну это мы экспериментировали только на предоставленном ремне с выбранным шагом, который нам "рассчитали", теперь же, исходя из того, что я узнал, я нашёл что при шаге зубчатого шкива 5 и количеству зубьев 51 диаметр делительной окружности получается очень близким к диаметру делительной окружности имеющейся звезды, так что можно попробовать такой вариант.

[Валерий Изранов]

Автор по частотники вообще ничего не писал.

[MegaVanAlex]

Автор по частотники вообще ничего не писал.

Потому что они залоченные и производитель отказался давать какие-либо данные и производить настройку в данной ситуации, тем более при условии "вмешательства в конструктив". Упомянул их позже лишь для полноты понимания процессов.

[MegaVanAlex]

Две формулы, подставляете и проверяете

То есть, первая формула для расчёта делительного диаметра зубчатого шкива

Делительный диаметр (по оси кордшнура) d=m·z=(t·Z)/3,14

А вторая формула, та, что на картинке это для звезды, правильно?