Червячный редуктор для шагового двигателя

В этом посте я хочу рассказать про изготовление при помощи ранее изготовленного мной станка с ЧПУ одноступенчатой прямозубой передачи.

Не так давно мной был спроектирован портальный станок с ЧПУ, про его разработку и постройку на этом ресурсе расположена моя предыдущая статья.

Сразу хочу сказать, что данный проект служит только для получения опыта проектирования простых зубчатых пар и их изготовления для возможного применения в последующих проектах.

Так как на изготовленном станке планировалось обрабатывать не только дерево и пластики, а еще и дюраль, то интересно было сделать зубчатую пару как раз из этого материала.

По наличию у меня были обрезки дюралевого листа толщиной 6мм. В качестве привода я решил использовать Шаговый Двигатель (ШД) 23HS8430, он тоже у меня был в наличие и валялся без дела.

Проектирование началось с моделирования всего механизма в среде Компас 3Д, сразу же возникло несколько ограничений, ввиду малого размера дюралевой заготовки, а это соответственно повлияло на габариты ведомой шестерни, а так же на количество и размер зубьев, так как наименьший диаметр фрезы которая у меня была, составлял всего 2мм, а это значит что наименьший радиус которым я могу описать контур в процессе изготовления 1мм.

Учтя все ограничения, я перевел двигатель в 3Д модель и дальше стал сопрягать с ним остальные детали…

Теперь что касается построения зубчатой пары: в машиностроительной конфигурации Компас 3Д (v13) есть такая утилита как «Расчеты цилиндрической зубчатой передачи внешнего зацепления», в ней производим геометрический расчет, вводя требуемые параметры: число зубьев, модуль и т.д. Углубляться в это не буду, достаточно будет прочитать главу про построение зубчатых передач из курса механики: детали машин.

Использованная мной утилита производит расчет и построение шестерни, также если при расчете возникают ошибки, то она об этом информирует. После расчета выводит отчет со всеми геометрическими размерами. Из него мне потребовалось только межосевое расстояние, так как саму шестерню он прорисовывает автоматически.

Для большего интереса я решил сделать шестерни с разным количеством зубьев и передаточным отношением 2:1.

Исходя из межосевого расстояния, было нарисовано основание. С ним сопрягли двигатель и ось, на которой будет крепиться ведомая шестерня.

После окончания 3Д проектирования, все детали перевел в 2Д вид и сохранил их в векторном формате *.dxf.

Для того чтобы вырезать все детали на станке, я преобразовал векторный формат в G-code через постпроцессор в программе ArtCam. Полученный файл загрузил в станок и после обнуления координат, вырезал все детали.

В ведомую шестерню запрессовал подшипник, он достаточно плотно вошел, так как я занизил отверстие на несколько соток.

Отдельно на токарном станке выточили ось, на которую устанавливается ведомая шестерня.

Дальше все достаточно просто, собрал узел в едино, и осталось только его закрутить.
Но пришлось подождать месяц, так как драйвера для ШД у меня не оказалось, и я заказал драйвер DM542 на Али.

Для того чтобы ШД закрутился на вход драйвера требуется подать частотный сигнал, для этого я на ардуино уно собрал генератор частоты с изменяемой частотой с помощью внешне подключенного энкодера на 24 импульса.

Читайте также: Манометры кислородные для редукторов сварочные

Сразу хочу оговориться, что код для прошивки ардуино нашел на просторах Интернета.

Генератор частоты может: — генерировать меандр на 16 битном таймере. Диапазон частот 1Гц — 8МГц. Регулировка частоты производится энкодером. До частоты 2,8 кГц разрешение 1 герц, на частотах выше таймер аппаратно уже не может поддерживать это разрешение, поэтому более высокие частоты синтезируются, задавая параметром не требуемую частоту, а просто инкременируя регистр сравнения. Получается чем выше частота — тем больше шаг между щелчками энкодера. Вращая энкодер, с не нажатой кнопкой частота меняется на 1Гц; с нажатой кнопкой один шаг — 100Гц. Выше 2,8кГц. вращение энкодера с нажатой кнопкой так — же ускоряет счёт. Программного подавления дребезга контактов энкодера нет, поэтому нужно повесить конденсаторы 0,01..0,1 мкф. относительно земли. На кнопке конденсатор не обязателен. Рассчитанная математически частота выводится в сериал.

После того как все собрал, подсоединил и залил в Arduino скетч, можно приступать к включению:

Теперь про работу сего механизма: вращение и работа передачи вполне не плохое хоть и при звоне шестерен. В итоге получилось разогнать до 12,5 оборотов в секунду ведущую шестерню, а на ведомой соответственно в два раза меньше. Сгенерированная частота при этом составила порядка 5кГц при 400 имп/об. выставленное на драйвере. При этой частоте двигатель еще не уходил в ступор, а это значит, что можно было дать частоту и больше.

Видео:Мощный червячный редуктор с шаговым двигателем/ Powerful worm gear with stepper motorСкачать

Червячные редукторы

Видео:Шаговый мотор с червячным редуктромСкачать

Как получить червячный редуктор в любую точку РФ за 2-3 дня и выиграть в цене?

Забудьте навсегда проблемы с доставкой червячных редукторов. В 99% случаях вы получите ваш товар за 2-3 дня.

Есть замена любым червячным редукторам. ЦЕНА ниже, чем у конкурентов.

NMRV, NRV

Червячные редукторы и мотор-редукторы

Ч-80, Ч-100, Ч-125, Ч-160

Одноступенчатые червячные редукторы

1Ч2-160

Двухступенчатые червячные редукторы

Cubex

Червячные редукторы и мотор-редукторы

INNORED

Червячные редукторы в квадратном корпусе

Червячные редукторы в промышленности

Существует множество классов механических редукторов, одним из самых распространенных в промышленности является червячный редуктор.

Поскольку основным элементом его конструкции является механическая передача, то в зависимости от ее типа редуктор имеет соответствующую классификацию.

Червячная передача

Червячная передача – механизм, позволяющий передать и трансформировать энергию, полученную от силовой машины, к системе исполнения. Основным назначением червячной передачи является работа с крутящим моментом, а именно: его передача и трансформация.

Передача состоит из червяка – винта с резьбой – и червячного колеса с лубьями в форме дуги, огибающий окружность витка червяка. Червячная передача, находящаяся внутри корпуса редуктора, имеет изогнутый вид червяка. Именно отсюда и пошло ее название.

Видео:Червячные редукторы. Применения червячных редукторов и как правильно их подобратьСкачать

Забудьте про простой вашего оборудования, обратитесь в Stepmotor

Обращаясь в Stepmotor, вы получаете гарантию на червячные редукторы 24 месяца, паспорта на русском языке и доставку за 2-3 дня. Каждый клиент получит техническую консультацию по настройке и установке БЕСПЛАТНО.

Червячные редукторы в наличии на складе в СПб

Более 2500 довольных клиентов

Читайте также: Герметик для крышки редуктора

Отгрузка в день оформления

Доставка по всей РФ за 2-3 дня

100% цена ниже конкурентов

10 заводов изготовителей

Одноступенчатые червячные редукторы

Самым распространенным типом являются редукторы червячные одноступенчатые.

В случаях, когда необходимо передать большие передаточные числа, используются двухступенчатые червячные редукторы. Одноступенчатые червячные редукторы имеют показатель крутящего момента до 480 кг/см при реверсивном направлении движения и до 220кг/см при нереверсивном. Существует три конструктивных варианта выполнения, которые имеют одноступенчатые редукторы: с правым, левым или двусторонним расположением выходного конца тихоходного вала.

Трансмиссия, которую имеют редукторы червячные двухступенчатые, может быть расположена над или под колесом, а также в горизонтальной или в вертикальной плоскости с боковой стороны. Расположение трансмиссии выбирается в зависимости от требований компоновки, но с учетом индивидуальных особенной каждого подтипа. Например, при использовании бокового расположения передачи снижается уровень смазки в подшипниках вертикальных валов.

Что говорят о нас клиенты?

ООО “ТЕГАС” выражает благодарность ООО “ТД Степмотор” за качественную работу по поставкам оборудования, также техническую поддержку и помощь в формировании технических заданий. Считаем возможным рекомендовать компанию ООО “ТД Степмотор”, как квалифицированную и компетентную организацию в решении подобных задач.

Червяк в редукторе

Червяк в редукторе может быть расположен в двух положениях: верхнем или нижнем. Верхнее расположение над колесом используется в конструкции, если будут применяться большие окружные скорости. При окружных скоростях ниже 5 м/с используется нижнее расположение червяка, под колесом.

Основной материал для производства червяка – легированная сталь, однако зубья колеса предпочитают изготавливать из цветных металлов, для того чтобы снизить коэффициент трения скольжения. Также цветные металлы снижают нагрев в области зацепленная, однако перегрев все равно происходит. Повышенные температуры снижают вязкость масла, а это, в свою очередь, приводит к некорректной работе зубьев в передаче. Таким образом, даже применение цветных металлов не позволяет полностью избежать поверхностных разрушений зубьев – основной причины выхода из строя данного типа систем.

Для осуществления контроля состояния зубьев колеса предусмотрено специальное отверстие – смотровой люк с крышкой. Это конструктивное решение позволяет предварительно выявить неполадки в конструкции без полного демонтажа редуктора.

Сегодня в конструкции на валу червяка также предусматривается специальный вентилятор для обдува. Он позволяет снизить нагрев в области зацепления, там самым продляя рабочий цикл силовой установки.

Перед началом использования нового мотор-редуктора не забудьте провести его «обкатку». Обкатка системы производится в холостом режиме без нагрузки или с пониженной нагрузкой. Как правило, для приработки системы бывает достаточно 15 часов работы.

Преимущества одноступенчатых червячных редукторов

Компактные размеры

В отличие от одноклассовых редукторов червячный при аналогичных параметрах передаточного числа отличается компактными размерами. Достигнуть компактного размера позволяет особенная конструкция силовой установки. Благодаря скрещиванию входного и выходного вала (как правило, угол скрещивания составляет 90 градусов) система легче помещается в корпус и компонуется с другими компонентами силовой системы.

Плавность и бесшумность

Плавность и бесшумность работы, которую имеет мотор редуктор червячный, обусловлено особенностями конструкции зацепленная. Бесшумность работы довольно часто является обязательным параметром для производственных машин, и в этом случае данный тип силовых устройств всегда выигрывает у цилиндрических мотор-редукторов.

Читайте также: Сколько редукторов в квадроцикле

Самоторможение системы

Самоторможение системы – еще один важный «плюс». Он позволяет сэкономить на дополнительных устройствах торможения, требующихся в аналогичных редукторах другого подтипа. Однако данное свойство присуще установке только в том случае, если угол подъема винтовой линии не превышает 3,5 градуса.

Простота установки

Благодаря высокому передаточному числу, которое имеет мотор редуктор червячный одноступенчатый, производители могут сэкономить: это возможно благодаря простоте конструкции установки. Тем не менее, тоже самое передаточное число является не только преимуществом, но и недостатком, поскольку не самым лучшим образом отражается на КПД червячный трансмиссии.

Недостатки червячных редукторов

Самоторможение

Самоторможение, как мы только что заметили, является одновременно и преимуществом, и недостатком силовой установки. Если присутствует необходимость повернуть входной вал, то сделать это без активации привода червонного редуктора будет невозможно.

Невысокий КПД

Невысокий КПД – основная причина, почему червячный редуктор имеет ограниченное количество областей распространения. Чем выше передаточное число системы, тем ниже опускается показатель КПД. Первопричиной пониженного КПД является наличие трения между зубьями червячного колеса и витками червяка. Что также немаловажно, при повышенных нагрузках в течение продолжительного количества времени (свыше 200 часов) КПД может снижаться на 10% от номинального.

Высокий тепловой нагрев

Чем ниже показатель КПД, тем выше тепловой нагрев и потери энергии. И если маломощные установки могут обойтись без дополнительной системы теплохода в своей конструкции, то у редукторов с мощностью от 4 кВт возникает дополнительная необходимость организации теплоотвода. В качестве стандартных способов отвода тепла используются специальные вентиляционные решения на торцевой стороне, а также особенная система циркуляции масла. Тем не менее даже маломощные одноступенчатый редукторы имеют нагревание корпуса в любых рабочих условиях.

Работа только при равномерных нагрузках не позволит системе долго функционировать. Рабочий цикл системы не подразумевает испытания неравномерных нагрузок, а также слишком частых запусков и остановок.

Ограничение передаваемой мощности

Ограничение передаваемой мощности составляет 15 кВт, хотя в принципе физической границей мощности является 60 кВт. Таким образом если показатель передаваемой мощности составляет более 15 кВт, то производители мотор-редукторов рекомендуют отказаться от червонного типа в пользу цилиндрических мотор-редукторов. Отдельным подтипом высоко мощных червячных мотор-редукторов являются глобоидальные червячные редукторы. В этом типе систем используется измененная конструкция винта, за счет чего достигаются повышенные показатели передаваемой мощности.

Люфт выходного вала

Люфт выходного вала присутствует в системе с самого начала ее эксплуатации. По мере износа силовой установки, прямо пропорционально увеличивается и люфт конструкции.

Невысокий рабочий ресурс

Если сравнивать червячные редукторы с цилиндрическими, то ресурс первых в два с половиной раза ниже вторых. Это обусловлено повышенным трением скольжения, которое напрямую увеличивает износ конструкции. И если в цилиндрических системах износ составляет от 25,000 часов, то в цилиндрических мотор-редукторах рабочего ресурса хватает на 10,000 часов.

Частое обслуживание

Обслуживание этого типа систем необходимо выполнять гораздо чаще, а, следовательно, и тратить денежные средства на сервисные работы опять же необходимо регулярно. Обязательно обратите внимание на эту особенность, когда соберетесь купить червячный мотор редуктор для своего производства.

• Свежие записи
  • Чем отличается двухтактный мотор от четырехтактного
  • Сколько масла заливать в редуктор мотоблока
  • Какие моторы бывают у стиральных машин
  • Какие валы отсутствуют в двухвальной кпп
  • Как снять стопорную шайбу с вала
  • Правообладателям
  • Политика конфиденциальности

  
  

  источники:

  https://evakuatorinfo.ru/chervyachnyy-reduktor-dlya-shagovogo-dvigatelya

  🎥 Видео

  Мотор - редуктор NMRV - 30Скачать

  

  Шаговый двигатель с редукторомСкачать

  

  Мощный редуктор из стеклоочистителя / Powerful wiper driveСкачать

  

  Червячный редуктор nmrv 040 c эл.двигателем 0.37квСкачать

  

  Шаговый двигатель NEMA 17 с планетарным редуктором 50 : 1Скачать

  

  Тест на выходные обороты Nema34+nmrv050 -25:1.Скачать

  

  Обзор червячного редуктора NMRV063 с алиэкспресс 100:1Скачать

  

  Мотор-редуктор червячный NMRV 40Скачать

  

  Обзор: шаговый мотор редукторСкачать

  

  Общий обзор редукторов NMRV. На что обратить внимание при покупке.Скачать

  

  Червячные редукторы 2Ч 63, 40, 80, 100, 160Скачать

  

  Редуктор для шагового двигателя (57мм) на основе деталей от болгарки "Макита"Скачать

  

  Meyertec RV - обзор аксессуаров червячного редуктораСкачать

  

  Обзор шаговых двигателей и серводвигателей для станковСкачать

  

  Мотор-редукторы NMRV: обзор моделейСкачать

  

  Видео-обзор "Как выбрать мотор редуктор"Скачать

  

  Сравнение Шаговых Двигателей и Шаговиков с ЭнкодеромСкачать