Mae mecanweithiau trosglwyddo yn gydrannau allweddol mewn offer mecanyddol sy'n trosglwyddo pŵer i gyflawni mudiant mecanyddol. Wrth ddylunio mecanwaith trosglwyddo, mae cyfrifo syrthni llwyth yn hanfodol, gan ei fod yn effeithio'n uniongyrchol ar sefydlogrwydd a dibynadwyedd y mecanwaith trosglwyddo. Mae'r canlynol yn ddulliau cyfrifo ac enghreifftiau o syrthni llwyth ar gyfer mecanweithiau trawsyrru cyffredin:
I. Dulliau Cyfrifo ar gyfer Inertia Llwyth Mecanweithiau Trosglwyddo Cyffredin
1. Mecanwaith Gyrru Sgriw Pêl
Defnyddir mecanweithiau gyrru sgriw bêl yn eang mewn systemau lleoli manwl gywir. Mae angen i gyfrifo eu syrthni llwyth ystyried ffactorau megis màs llwyth, plwm sgriw, diamedr sgriw a chyfernod ffrithiant.
Tybiwch mai màs y llwyth yw m, plwm y sgriw yw Pb, diamedr y sgriw yw Db, a'r cyflymder symud llwyth yw V. Gellir cyfrifo'r inertia llwyth sy'n cael ei drawsnewid i'r siafft modur gan y fformiwla ganlynol:
Inertia Llwytho=4×π2×Motor Speed2m×Pb2
Mae angen trosi'r cyflymder modur yn ôl y cyflymder symud llwyth a'r plwm sgriw. Yn ogystal, dylid hefyd ystyried inertia y sgriw ei hun a dylanwad colled ffrithiant ar syrthni'r system.
2. Mecanwaith Gyrru Pwli Amseru
Defnyddir mecanweithiau gyrru pwli amseru yn eang mewn offer awtomeiddio oherwydd eu manteision o drosglwyddo llyfn, sŵn isel a chywirdeb lleoli uchel. Mae eu cyfrifiad inertia llwyth yn cynnwys syrthni'r pwlïau amseru a syrthni'r llwyth.
Tybiwch mai D yw diamedr y pwli amseru a'r màs llwyth yw M. Gellir cyfrifo syrthni'r pwli amseru gan ddefnyddio'r fformiwla ganlynol:
Amseru syrthni pwli=21×M×D2
Mae syrthni'r llwyth yn cael ei gyfrifo yn ôl màs a siâp y llwyth, sydd wedyn yn cael ei ychwanegu at syrthni'r pwli amseru i gael ysyrthni llwyth cyfanswm.
3. Mecanwaith Gyrru Gêr
Mae mecanweithiau gyrru gêr yn cynnwys cymhareb drosglwyddo gywir, effeithlonrwydd uchel a strwythur cryno. Wrth gyfrifo eu syrthni llwyth mae angen ystyried syrthni'r canolbwynt gêr, syrthni'r siafft gêr a'r effeithiau deinamig yn ystod y meshing gêr.
Tybiwch fod màs y canolbwynt gêr yn m1 gyda radiws o r1, a màs y siafft gêr yw m2 gyda radiws o r2. Inertia y canolbwynt gêr yw I1 =m1 × r12, a syrthni’r siafft gêr yw I2 =m2 × r22. Mae syrthni'r llwyth yn cael ei gyfrifo yn ôl màs a siâp y llwyth, sydd wedyn yn cael ei ychwanegu at syrthni'r canolbwynt gêr a'r siafft gêr i gael ysyrthni llwyth cyfanswm.
Yn ogystal, dylid hefyd ystyried dylanwad ffactorau megis colli ffrithiant, adlach gêr ac anffurfiad elastig yn ystod meshing gêr ar syrthni'r system.
4. Mecanwaith Gyriant Belt
Mae gan fecanweithiau gyriant gwregys fanteision trosglwyddiad llyfn, strwythur syml a chynnal a chadw cyfleus. Mae eu cyfrifiad syrthni llwyth yn cynnwys syrthni pwlïau'r gwregys a syrthni'r gwregys.
Mae'r dull cyfrifo ar gyfer inertia pwlïau gwregys yn debyg i ddull pwlïau amseru, tra bod angen cyfrifo syrthni'r gwregys yn seiliedig ar ffactorau megis paramedrau deunydd y gwregys, amodau gwaith a hyd. Yn gyffredinol, mae syrthni'r gwregys yn gymharol fach, ond ni ellir anwybyddu ei ddylanwad mewn systemau trosglwyddo cyflymder uchel.
5. Mecanwaith Gyrru Cadwyn
Nodweddir mecanweithiau gyriant cadwyn gan effeithlonrwydd trawsyrru uchel, gallu cario llwyth cryf a gallu i addasu i amgylcheddau garw. Mae eu cyfrifiad syrthni llwyth yn cynnwys syrthni'r sbrocedi a syrthni'r gadwyn.
Mae'r dull cyfrifo ar gyfer syrthni sbrocedi yn debyg i ddull canolbwyntiau gêr, tra bod angen cyfrifo syrthni'r gadwyn yn seiliedig ar ffactorau megis paramedrau deunydd y gadwyn, amodau gwaith a hyd. O'i gymharu â gyriant gwregys, mae gan yrru cadwyn syrthni mwy yn gyffredinol, felly mae'n rhaid ystyried ei ddylanwad ar berfformiad deinamig y system yn llawn yn y dyluniad.
II. Dadansoddiad Achos
Gan gymryd y mecanwaith sgriw bêl mewn system gyrru servo fel enghraifft, mae'r cyfrifiad syrthni llwyth a'r dewis modur yn cael eu cynnal fel a ganlyn:
1. Amodau Hysbys
- Llwytho màs m=200 kg, plwm sgriw Pb=20 mm, diamedr sgriw Db=50 mm, màs sgriw mb=40 kg
- Cyfernod ffrithiant μ=0.002, effeithlonrwydd mecanyddol η=0.9
- Llwytho cyflymder symud V=30 m/munud, cyfanswm yr amser symud t=1.4 s
- Amser cyflymiad/arafiad t1{1}}t3=0.2 s, amser aros t4{5}} s
2. Proses Gyfrifo
- Yn gyntaf, cyfrifwch y syrthni llwyth a drawsnewidiwyd i'r siafft modur, gan gynnwys syrthni cylchdro'r llwyth trwm a drawsnewidiwyd i'r siafft modur a syrthni cylchdro'r sgriw, yna mynnwch ysyrthni llwyth cyfanswm.
- Nesaf, cyfrifwch y cyflymder modur a'r trorym sydd ei angen ar y modur i yrru'r llwyth, gan gynnwys y torque sydd ei angen i oresgyn ffrithiant a'r trorym sydd ei angen ar gyfer cyflymu'r llwyth trwm a'r sgriw, ac yn olaf cael ytrorym gofynnol uchaf.
3. Dewis Modur
Yn seiliedig ar ganlyniadau'r cyfrifiad, mae'rModur servo cyfres TECO JSDEP-20Ayn cael ei ddewis, sydd â'r manylebau canlynol sy'n bodloni'r gofynion dylunio:
Cyflymder graddedig: 3000 RPM (addasadwy i 2500 RPM ar gyfer gweithredu)
Torque graddedig: 12 N·m (yn bodloni'r gofyniad trorym llwyth)
syrthni Rotor:
(yn agos at y gwerth gofynnol o
, yn addasadwy o fewn yr ystod gwallau)
Cymhareb syrthni llwyth: 145/29≈5: 1 (yn cydymffurfio â'r meini prawf dylunio)
III. Casgliadau
- Wrth ddylunio mecanweithiau trosglwyddo, rhaid cyfrifo'r inertia llwyth yn gywir i sicrhau sefydlogrwydd a dibynadwyedd y mecanwaith trosglwyddo.
- Wrth gyfrifo syrthni llwyth mae angen ystyried amrywiol ffactorau, gan gynnwys paramedrau geometrig, paramedrau deunydd ac amodau gwaith.
- Ar gyfer dewis modur, rhaid ystyried ffactorau megis syrthni llwyth, cyflymder modur a torque gofynnol yn gynhwysfawr i ddewis y modur mwyaf addas.
I grynhoi, mae'r dulliau cyfrifo a dadansoddiad achos o syrthni llwyth ar gyfer mecanweithiau trawsyrru cyffredin yn arwyddocaol iawn ar gyfer dylunio mecanweithiau trawsyrru a dewis modur. Gall cyfrifo cywir a dewis rhesymegol sicrhau sefydlogrwydd a dibynadwyedd mecanweithiau trosglwyddo a gwella perfformiad offer mecanyddol.