Tidak seperti gear dan aci Lego yang ditunjukkan di bawah kebanyakan motor mempunyai aci bulat sempurna. Ini menyukarkan memasang gear, takal dan sproket.

Kaedah utama memasang gear pada aci ialah pelekat, pemasangan tekan, lubang gerudi silang, mampatan, skru set, alur kekunci, spline berbelit dan sesendal kunci tirus. Kebanyakan aplikasi perindustrian akan menggunakan alur kekunci dan/atau skru set. Manakala pelekat dan pemasangan tekan biasanya dilakukan pada tork rendah atau aplikasi hobi.

Mari kita siasat setiap kaedah menimbang kebaikan dan keburukan. Saya juga akan menggunakan terma; gear, takal, sproket dan sesondol, secara bergantian kerana artikel ini membincangkan cara peranti dipasang, bukan apa yang dilakukannya.

Pelekat

Pelekat kebanyakannya digunakan dalam aplikasi hobi dengan penggearan plastik. Bukan sahaja kerana gear plastik tidak dapat mengendalikan tork yang banyak, tetapi juga kerana saiz aci kekal diameter kecil.

Apabila diameter aci meningkatkan kekuatan relatif sambungan gam dan kekuatan aci adalah sama pada kira-kira 3/16″ (5 mm) apabila menggunakan kekuatan gam konservatif 1000 psi (7 N/mm) dan aci keluli C1018 ( 54 ksi, 370 MPa).

Kesimpulan: menggunakan pelekat adalah pilihan yang baik untuk aci kecil

Seperti yang dinyatakan, kebanyakan pengeluar pelekat akan mengiklankan kekuatan ricih pusingan sekurang-kurangnya 1000 psi dan beberapa setinggi 3000+ psi. Ujian ricih pusingan dilakukan dengan memasang dua bar kurus panjang bersama gam di atas kawasan yang boleh diukur. Hujung bar ditarik sehingga gagal. Daya dibahagikan dengan luas dan hasilnya ialah kekuatan ricih pusingan.

Saya biasanya mereka bentuk sekitar bilangan rendah kekuatan ricih yang diiklankan di sini kerana terdapat banyak faktor yang boleh mengurangkan kekuatan sebenar. Antaranya ialah penyediaan permukaan, aplikasi luas permukaan, suhu dan kelembapan.

Sebelum menggunakan pelekat, anda perlu meratakan permukaan takal dan aci dengan beberapa kertas pasir (~200 – 300 grit) atau kikir halus. Ini akan memberikan gam torehan kecil untuk dipegang. Anda kemudian akan mahu membersihkan dan degrease dengan pembersih dan kemudian kering sepenuhnya. Saya suka menggunakan pembersih brek biasanya kerana saya mempunyainya.

Untuk mengetahui sama ada aplikasi anda akan menahan tork yang digunakan. Gunakan formula berikut.

Di mana Luas ialah luas permukaan antara aci dan takal, d ialah diameter aci, L ialah panjang pertindihan untuk aci dan takal, F ialah daya ricih dalaman antara aci dan takal, S_sialah kekuatan ricih pelekat, dan T ialah penggunaan (atau tork maksimum).

Dengan menggunakan purata kekuatan ricih pelekat 1000 psi, diameter 0.19 in dan panjang bertindih 0.38 in, kami dapati bahawa Tork maksimum kami ialah 43.1 in lb.

Terdapat tiga keburukan utama menggunakan kaedah pelekat untuk menyambung takal ke aci

Tork dihadkan oleh diameter dan kekuatan pelekat seperti yang telah disebutkan

Terdapat keupayaan untuk mempunyai aci dan takal keluar dari pusat dan / atau berserenjang. Ini boleh diminimumkan dengan toleransi antara kedua-duanya, tetapi tidak begitu ketat sehingga anda akan mengelap semua gam.

Tiada cara untuk melaraskan atau menggantikan komponen tanpa kemungkinan merosakkan 1 atau kedua-dua komponen. Mempunyai pelarasan adalah penting dan kaedah ini tidak membenarkannya sama sekali.

Pemasangan Akhbar

Pemasangan tekan ialah kaedah yang cuba dan benar untuk memasang gear pada aci. Ia telah digunakan dalam industri kereta api sebagai kaedah untuk menjimatkan wang apabila pemasangan roda haus atau ketinggalan.

Kimpalan roda utama mempunyai diameter mesin yang tepat dan kemudian jalur nipis keluli keras digunakan di sekelilingnya. Band atau "tayar" sebenarnya lebih kecil daripada permukaan mesin. Ini membolehkan jalur murah diganti dari semasa ke semasa dan bukannya keseluruhan pemasangan roda.

Video berikut menunjukkan bagaimana tayar dikeluarkan dari roda dengan menggunakan haba. Jalur akan mengembang diameter apabila suhu meningkat. Roda (diameter dalam) akan kekal kira-kira saiz yang sama kerana ia mempunyai lebih banyak jisim dan akan memancarkan haba lebih cepat.

Pada ketika ini, jalur boleh dibuang dan yang baharu dipasang dengan kaedah yang sama.

Kerana tiada kunci mekanikal pada ini, ia adalah 100% berdasarkan geseran dan ia boleh tergelincir. Mengukur dan menentukan kesesuaian akhbar adalah sukar dan andaian biasanya perlu dibuat.

Di mana Pr ialah tekanan antara permukaan, δ ialah jumlah muat tekan, d ialah diameter aci, d_oialah diameter luar hab atau gear, d_iialah diameter dalam aci (jika berongga), μ ialah pekali geseran antara bahan dan E dan ν ialah Modulus Muda dan Nisbah Poisson bagi bahan.

Tekan gear muat pada aci

Memanaskan bahan akan meningkatkan diameter; oleh itu, mengurangkan jumlah muat akhbar, δ. Ini menjadikan gear lebih mudah untuk dihidupkan atau dimatikan, tetapi hasil akhirnya sama apabila ia sejuk.

Jika melakukan ini di rumah dengan gear plastik. Cuba panaskan mereka dalam ketuhar pada kira-kira 175 darjah hingga 200 darjah (79 darjah hingga 93 darjah ) dan kemudian gelongsorkannya pada aci.

Kaedah ini boleh laras, tetapi tidak mudah dan anda mungkin perlu membuka berbilang komponen supaya haba tidak memusnahkannya.

Lubang Gerudi Silang

Menggerudi lubang melalui kedua-dua hab gear dan aci adalah cara terbaik untuk mendapatkan tork yang banyak. Ia juga mengelakkan aci daripada terbeban kerana pin akan ricih (pecah) jika daya kilas terlalu banyak. Terdapat tiga jenis pin utama untuk digunakan dalam aplikasi ini disenaraikan di bawah daripada yang paling lemah kepada yang paling kuat.

Lubang Gerudi Silang dengan Pin Gulung (Spring).

Pin Gulung (spring atau slotted) – Ini ialah bar rata yang telah digulung kepada bentuk bulat. Ia cenderung untuk spring terbuka (oleh itu spring pin) membenarkan penekan yang cukup muat supaya pin tidak tergelincir keluar. Saya mengesyorkan ini berbanding dua pilihan lain.

Pin Ricih – Pin ini adalah pepejal dan mempunyai takuk pada titik tengah di mana pin direka untuk gagal pada daya tertentu. Adalah penting untuk mendapatkan pin di mana takuk akan berada pada satah yang sama dengan diameter aci.

Pin Dowel – Ini hanyalah pin padu kekuatan tinggi. Jika lubang anda terlalu besar, anda mungkin perlu melekatkannya pada tempatnya (pin ricih juga). Jika aplikasi anda membalikkan arah atau beban, anda boleh menggalakkan gam gagal lebih awal dan pin jatuh.

Setiap pin akan mempunyai kekuatan putus yang diiklankan dan anda boleh memilih diameter dan jenis berdasarkan persamaan di bawah. F_sialah daya ricih, T ialah daya kilas yang dikenakan dan d ialah diameter aci.

Kaedah ini memberi anda banyak kapasiti untuk mengendalikan lebih tork, tetapi masih tidak memberikan sebarang pelarasan sebaik sahaja lubang digerudi. Jika anda terlalu banyak kali kacau, batangnya akan kelihatan seperti Swiss Cheese.

Manfaat utama ialah hampir semua orang boleh membuat sambungan ini. Apa yang anda perlukan ialah gerudi, mata gerudi dan tukul.Saya mengesyorkan menggerudi diameter yang lebih kecil 1/16 – 3/32 dahulu dan semak penjajaran anda dengan pencungkil gigi.Jika ia bagus, gerudi ke diameter yang anda mahukan. Jika tidak, putar ke bahagian lain aci dan cuba lagi.

Cara Memasang Gear, Sproket dan Takal pada Aci

Ditulis oleh Corey Rasmussen dalam Gears,Reka Bentuk Mekanikal Kemas Kini Terakhir pada 22 Ogos 2024

Tidak seperti gear dan aci Lego yang ditunjukkan di bawah kebanyakan motor mempunyai aci bulat sempurna. Ini menyukarkan memasang gear, takal dan sproket.

Kaedah utama memasang gear pada aci ialah pelekat, pemasangan tekan, lubang gerudi silang, mampatan, skru set, alur kekunci, spline berbelit dan sesendal kunci tirus. Kebanyakan aplikasi perindustrian akan menggunakan alur kekunci dan/atau skru set. Manakala pelekat dan pemasangan tekan biasanya dilakukan pada tork rendah atau aplikasi hobi.

Mari kita siasat setiap kaedah menimbang kebaikan dan keburukan. Saya juga akan menggunakan terma; gear, takal, sproket dan sesondol, secara bergantian kerana artikel ini membincangkan cara peranti dipasang, bukan apa yang dilakukannya.

Pelekat

Pelekat kebanyakannya digunakan dalam aplikasi hobi dengan penggearan plastik. Bukan sahaja kerana gear plastik tidak dapat mengendalikan tork yang banyak, tetapi juga kerana saiz aci kekal diameter kecil.

Imej Ihsan Creative Commons

Teruja untuk Ketahui Lebih Lanjut Mengenai Gear?

Daftar untuk Kelas Induk Reka Bentuk Gear Komprehensif PERCUMA Jurutera Mentor ($500 Nilai) yang termasuk Kalkulator Gear Planetnya ($250 Nilai) dan Surat Berita Jurutera Mentor mingguan

nama:

E-mel Terbaik:

Kelas Induk Reka Bentuk Gear Komprehensif ialah 17 bahagian siri video dan teks di mana anda akan belajar:

Bagaimana untuk saiz gear supaya ia berjaring

Kira tegasan pada gigi gear

Kira nisbah gear dalam sistem planet

Selepas melengkapkan kursus ini, anda akan dapat mereka bentuk dan spesifikasi kotak gear dengan betul untuk aplikasi anda pada kali pertama.

Kursus dan kalkulator mempunyai nilai gabungan melebihi $750! secara PERCUMA

Kami menghormati privasi e-mel anda

Apabila diameter aci meningkatkan kekuatan relatif sambungan gam dan kekuatan aci adalah sama pada kira-kira 3/16″ (5 mm) apabila menggunakan kekuatan gam konservatif 1000 psi (7 N/mm) dan aci keluli C1018 ( 54 ksi, 370 MPa).

Kesimpulan: menggunakan pelekat adalah pilihan yang baik untuk aci kecil

Seperti yang dinyatakan, kebanyakan pengeluar pelekat akan mengiklankan kekuatan ricih pusingan sekurang-kurangnya 1000 psi dan beberapa setinggi 3000+ psi. Ujian ricih pusingan dilakukan dengan memasang dua bar kurus panjang bersama gam di atas kawasan yang boleh diukur. Hujung bar ditarik sehingga gagal. Daya dibahagikan dengan luas dan hasilnya ialah kekuatan ricih pusingan.

Saya biasanya mereka bentuk sekitar bilangan rendah kekuatan ricih yang diiklankan di sini kerana terdapat banyak faktor yang boleh mengurangkan kekuatan sebenar. Antaranya ialah penyediaan permukaan, aplikasi luas permukaan, suhu dan kelembapan.

Sebelum menggunakan pelekat, anda perlu meratakan permukaan takal dan aci dengan beberapa kertas pasir (~200 – 300 grit) atau kikir halus. Ini akan memberikan gam torehan kecil untuk dipegang. Anda kemudian akan mahu membersihkan dan degrease dengan pembersih dan kemudian kering sepenuhnya. Saya suka menggunakan pembersih brek biasanya kerana saya mempunyainya.

Untuk mengetahui sama ada aplikasi anda akan menahan tork yang digunakan. Gunakan formula berikut.

Di mana Luas ialah luas permukaan antara aci dan takal, d ialah diameter aci, L ialah panjang pertindihan untuk aci dan takal, F ialah daya ricih dalaman antara aci dan takal, S_sialah kekuatan ricih pelekat, dan T ialah penggunaan (atau tork maksimum).

Dengan menggunakan purata kekuatan ricih pelekat 1000 psi, diameter 0.19 in dan panjang bertindih 0.38 in, kami dapati bahawa Tork maksimum kami ialah 43.1 in lb.

Terdapat tiga keburukan utama menggunakan kaedah pelekat untuk menyambung takal ke aci

Tork dihadkan oleh diameter dan kekuatan pelekat seperti yang telah disebutkan

Terdapat keupayaan untuk mempunyai aci dan takal keluar dari pusat dan / atau berserenjang. Ini boleh diminimumkan dengan toleransi antara kedua-duanya, tetapi tidak begitu ketat sehingga anda akan mengelap semua gam.

Tiada cara untuk melaraskan atau menggantikan komponen tanpa kemungkinan merosakkan 1 atau kedua-dua komponen. Mempunyai pelarasan adalah penting dan kaedah ini tidak membenarkannya sama sekali.

Menyertai Aci Bersama? Lihat panduan kami untuk pengganding aci.

Pemasangan Akhbar

Pemasangan tekan ialah kaedah yang cuba dan benar untuk memasang gear pada aci. Ia telah digunakan dalam industri kereta api sebagai kaedah untuk menjimatkan wang apabila pemasangan roda haus atau ketinggalan.

Kimpalan roda utama mempunyai diameter mesin yang tepat dan kemudian jalur nipis keluli keras digunakan di sekelilingnya. Band atau "tayar" sebenarnya lebih kecil daripada permukaan mesin. Ini membolehkan jalur murah diganti dari semasa ke semasa dan bukannya keseluruhan pemasangan roda.

Video berikut menunjukkan bagaimana tayar dikeluarkan dari roda dengan menggunakan haba. Jalur akan mengembang diameter apabila suhu meningkat. Roda (diameter dalam) akan kekal kira-kira saiz yang sama kerana ia mempunyai lebih banyak jisim dan akan memancarkan haba lebih cepat.

Pada ketika ini, jalur boleh dibuang dan yang baharu dipasang dengan kaedah yang sama.

Kerana tiada kunci mekanikal pada ini, ia adalah 100% berdasarkan geseran dan ia boleh tergelincir. Mengukur dan menentukan kesesuaian akhbar adalah sukar dan andaian biasanya perlu dibuat.

Sangat LambatKalkulator Fit Aci Tekan Dalam Talian Percumaatau Go Pro

Di mana Pr ialah tekanan antara permukaan, δ ialah jumlah muat tekan, d ialah diameter aci, d_oialah diameter luar hab atau gear, d_iialah diameter dalam aci (jika berongga), μ ialah pekali geseran antara bahan dan E dan ν ialah Modulus Muda dan Nisbah Poisson bagi bahan.

Tekan gear muat pada aci

Memanaskan bahan akan meningkatkan diameter; oleh itu, mengurangkan jumlah muat akhbar, δ. Ini menjadikan gear lebih mudah untuk dihidupkan atau dimatikan, tetapi hasil akhirnya sama apabila ia sejuk.

Jika melakukan ini di rumah dengan gear plastik. Cuba panaskan mereka dalam ketuhar pada kira-kira 175 darjah hingga 200 darjah (79 darjah hingga 93 darjah ) dan kemudian gelongsorkannya pada aci.

Kaedah ini boleh laras, tetapi tidak mudah dan anda mungkin perlu membuka berbilang komponen supaya haba tidak memusnahkannya.

Lubang Gerudi Silang

Menggerudi lubang melalui kedua-dua hab gear dan aci adalah cara terbaik untuk mendapatkan tork yang banyak. Ia juga mengelakkan aci daripada terbeban kerana pin akan ricih (pecah) jika daya kilas terlalu banyak. Terdapat tiga jenis pin utama untuk digunakan dalam aplikasi ini disenaraikan di bawah daripada yang paling lemah kepada yang paling kuat.

Lubang Gerudi Silang dengan Pin Gulung (Spring).

Pin Gulung (spring atau slotted) – Ini ialah bar rata yang telah digulung kepada bentuk bulat. Ia cenderung untuk spring terbuka (oleh itu spring pin) membenarkan penekan yang cukup muat supaya pin tidak tergelincir keluar. Saya mengesyorkan ini berbanding dua pilihan lain.

Pin Ricih – Pin ini adalah pepejal dan mempunyai takuk pada titik tengah di mana pin direka untuk gagal pada daya tertentu. Adalah penting untuk mendapatkan pin di mana takuk akan berada pada satah yang sama dengan diameter aci.

Pin Dowel – Ini hanyalah pin padu kekuatan tinggi. Jika lubang anda terlalu besar, anda mungkin perlu melekatkannya pada tempatnya (pin ricih juga). Jika aplikasi anda membalikkan arah atau beban, anda boleh menggalakkan gam gagal lebih awal dan pin jatuh.

Setiap pin akan mempunyai kekuatan putus yang diiklankan dan anda boleh memilih diameter dan jenis berdasarkan persamaan di bawah. F_sialah daya ricih, T ialah daya kilas yang dikenakan dan d ialah diameter aci.

Kaedah ini memberi anda banyak kapasiti untuk mengendalikan lebih tork, tetapi masih tidak memberikan sebarang pelarasan sebaik sahaja lubang digerudi. Jika anda terlalu banyak kali kacau, batangnya akan kelihatan seperti Swiss Cheese.

Manfaat utama ialah hampir semua orang boleh membuat sambungan ini. Apa yang anda perlukan ialah gerudi, mata gerudi dan tukul.Saya mengesyorkan menggerudi diameter yang lebih kecil 1/16 – 3/32 dahulu dan semak penjajaran anda dengan pencungkil gigi.Jika ia bagus, gerudi ke diameter yang anda mahukan. Jika tidak, putar ke bahagian lain aci dan cuba lagi.

MampatanHab

Walaupun bukan kaedah biasa untuk memasang gear pada aci, ia boleh didapati. Sebaik sahaja gear tergelincir ke atas aci, skru set diketatkan dan geseran akan membawa tork. Pekali boleh dikurangkan secara tidak sengaja disebabkan oleh aci berminyak atau penggunaan anti-seize. Adalah lebih baik untuk menggunakan logam yang tidak serupa apabila menggunakan kaedah ini.

Kos untuk membuat pelepasan dalam komponen menjadikan kaedah jenis ini mahal dalam kebanyakan kes.

Hanya elakkan jenis sendi ini!

Set Skru

Kaedah set skru (sahaja) untuk melekat pada aci adalah sangat biasa dengan takal pemasaan, gear dan sproket.

Sukar untuk menentukan jenis tork yang anda boleh keluarkan daripada gandingan seperti ini. Hasilnya boleh berbeza-beza kerana pekali geseran, tork terpakai, pelinciran benang dan jenis skru set. Persamaan asas adalah seperti berikut:

Di mana T ialah tork keluaran, μ ialah pekali geseran, F ialah daya normal dari satu set skru dan d ialah diameter daft.

Kebanyakan orang hanya mengetatkan skru set sebanyak mungkin. Selagi takal tidak tergelincir dari tork yang berlebihan, semuanya akan baik-baik saja. Walau bagaimanapun apabila ia berlaku, anda akan dengan cepat memakai alur ke dalam aci. Ini menjadikan diameter aci anda lebih kecil; sekali gus mengurangkan tork maksimum yang boleh anda capai.

Faedah utama ialah kaedah ini 100% boleh laras untuk putaran ke aci dan sepanjang panjangnya. Secara amnya, kaedah ini hanya tersedia dengan saiz aci 1/2″ (13mm) atau kurang.

Alur kunci

Bagi kebanyakan aplikasi industri, piawaian adalah aci berkunci.Setakat ini, mana-mana gear di luar rak akan tersedia dalam pelbagai lubang bersaiz dengan slot kunci. Anda juga boleh membelinya dengan lubang yang belum selesai dan memotong alur kunci anda sendiri jika anda suka.

Apabila memilih saiz gerek, pastikan anda tidak memilih aci yang terlalu besar untuk gear. Baru-baru ini, saya mempunyai sistem yang menggunakan 10-gegancu gigi pada aci 1". Sistem ini mempunyai beberapa lonjakan tekanan padanya semasa dimulakan dan sebenarnya memecahkan gegancu pada separuh.

Ia dapat melakukan ini dengan begitu mudah kerana bahan di antara bahagian luar hab dan alur kunci hanya 1/8" tebal. Kami dapat menggandakannya kepada ¼ dengan menambah satu gigi. Ini adalah situasi di mana spline involute akan menjadi pilihan yang lebih baik (lebih lanjut mengenainya kemudian).

Kebanyakan gear dipegang daripada gelongsor pada aci dengan hanya satu atau dua set skru. Secara amnya, satu skru akan berada pada kekunci dan satu lagi akan berada 90 darjah kepadanya dan menekan pada aci. Untuk gear taji, ini adalah mencukupi, tetapi untuk gear heliks, perlu ada lebih banyak penglibatan positif pada aci untuk mengambil kira beban sisi. Penyelesaian yang mungkin ialah galas tujahan, galas penggelek tirus atau gelang snap.