Wprowadzenie do elementów ruchu liniowego i obrotowego

Co to jest ruch liniowy?

Ruch liniowy jest zwykle definiowany jako naturalny ruch obiektu, poruszający się wzdłuż linii prostej. Jest to jedna z najbardziej podstawowych form ruchu, matematycznie opisana przy użyciu pojedynczego wymiaru przestrzennego. Ruch zachodzący wzdłuż linii nazywa się translacją, w której wszystkie punkty poruszającego się ciała poruszają się równomiernie w tym samym kierunku. Ogólnym przykładem ruchu liniowego jest samochód poruszający się po linii prostej wzdłuż drogi.

Co to jest ruch obrotowy?

Powszechnie określany również jako ruch kołowy, ruch obrotowy jest rodzajem ruchu fizycznego, który występuje, gdy obiekt obraca się lub obraca się wokół osi. Ponownie używając przykładu samochodu, podczas gdy sam pojazd porusza się w ruchu liniowym (tj. do tyłu lub do przodu), koła wykazują ruch obrotowy podczas obracania się wokół osi.

Wybór elementów ruchu liniowego i obrotowego

Po pojawieniu się produkcji komputerowej, takiej jak druk 3D, ludzie są bliżej niż kiedykolwiek wcześniej przedmiotów i produktów zawierających te precyzyjne elementy mechaniczne. Głównymi opcjami elementów liniowych i obro towych, które ułatwiają dokładny ruch, w większości zastosowań, są śruby prowadzące, napędy pasowe i koła zę bate.

Wszystkie te opcje oferują różne mocne i słabe strony, takie jak koszt, szybkość pozycjonowania i powtarzalność. Poniżej znajduje się krótki przegląd tych komponentów, ich powszechne zastosowania oraz linki do dalszych informacji technicznych.

Śruby ołowiowe

Śruby prowad zące, znane również jako śruby napędowe, są elementem sterowania ruchem używanym do przekształcania ruchu obrotowego nakrętki lub śruby w ruch liniowy. Ponieważ śruby prowadzące przekładają ruch obrotowy na ruch liniowy, dlatego często nazywane są śrubami translacyjnymi.

Powszechnie stosowane w robotyce i maszynach hobbystycznych śruby prowadzące nadają się do zastosowań wymagających dokładnego ruchu lub przenoszenia dużych obciążeń.

Podobnie jak standardowe nakrętki i śruby, nakrętki śrubowe i śruby prowadzące wykorzystują konstrukcję gwintu śrubowego, choć z formą gwintu, która jest zaprojektowana do przenoszenia siły, a nie do łączenia części razem.

Śruby prowadzące są dostępne w szerokiej gamie rozmiarów, z szeregiem wartości ołowiu oferujących różne poziomy ruchu dla jednego obrotu. Przewód śruby prowadzącej jest określony przez skok gwintu pomnożony przez liczbę początków gwintu. Tutaj skok definiuje się jako odległość między grzbietami lub szczytami 2 sąsiednich gwintów, podczas gdy starty to liczba „zębów” lub niezależnych punktów początkowych na samej śru bie.

Dzięki temu zakresowi wartości śruby prowadzące mogą być określone zarówno do zastosowań o wysokim momencie obrotowym, niskich prędkościach, jak i wysokich prędkościach i wysokiej precyzji. Kontrastowym przykładem tych różnych zastosowań byłoby porównanie śruby prowadzącej używanej w imadle stołowym z śrubą prowadzącą działającą w głowicy czytnika napędu DVD.

Głównymi wadami stosowania systemu śrubowego są wyższe koszty w porównaniu z innymi rozwiązaniami, takimi jak układ napędu pasowego, i luz; wielkość luzu między współpracującymi komponentami w mechanizmie, który może powodować swobodny ruch, co powoduje utratę ruchu.

Nasz artykuł na temat śrub ołowiowych i luzów roz pat ruje się tym bardziej szczegółowo i oferuje rozwiązania zapobiegające luzom w systemach śrub ołowiowych.

Napędy pasowe

W maszynach napę dy taś mowe składają się zazwyczaj z pary kół pasowych połączonych elastycznym, okrągłym paskiem (paskiem). Jako uogólnienie działają one poprzez przenoszenie siły obrotowej z jednego miejsca do drugiego, na przykład w redukcji prędkości wiertarki.

Napędy pasowe są stosowane w różnorodnej gamie produktów, od elektroniki użytkowej po zastosowania motoryzacyjne, dzięki czemu mogą przenosić ruch obrotowy na duże odległości. Zazwyczaj są lżejsze, cichsze i działają wydajniej niż Gears, a jednocześnie oferują bardziej opłacalne rozwiązanie.

Napędy pasowe są często używane do zastępowania przekładni, w zastosowaniach, w których siła musi być przenoszona albo na dużą odległość, albo przez złożoną ścieżkę, taką jak pas rozrządu w silniku.

Innym prawdziwym przykładem napędu taśmowego byłby przenośnik taśmowy, zastosowanie, w którym 2 lub więcej kół pasowych przesuwa taśmę przeznacz oną do ciągłego przenoszenia ładunku między dwoma punkt ami.

Pasy są urządzeniem wymagającym niewielkiej konserwacji i pod warunkiem utrzymania prawidłowego napięcia, wymagają niewielkiej lub żadnej uwagi aż do końca ich żywotności. Pasy V są zaprojektowane do przenoszenia większych obciążeń niż pasy płaskie, jednak nadal mają tendencję do ślizgania się pod dużymi obciążeniami. W rezultacie doprowadziło to do opracowania pasów synchronicznych, zwanych inaczej pasami rozrządu, które szybko stały się popularnym wyborem w robotyce hobbystycznej i mechanizmach napędowych pojazdów.

Ten typ paska zębatego może pomieścić większą prędkość ruchu, ze względu na ich bezpośredni charakter napędu, choć przy mniejszej precyzji. Dzięki temu najlepiej nadają się do ruchów o niskim momencie obrotowym i dużej prędkości. Obecność niskiego luzu doprowadziła do ich zastosowania w wycinarkach laserowych i innych zastosowaniach ruchowych o niskim obciążeniu.

Koła zębate

Koła zę bate są urządzeniem mechanicznym wyposażonym w cięte zęby, zaprojektowane do łączenia się z kompatybilnymi zębatymi częściami w celu przekazywania momentu obrotowego, znanego inaczej jako siła obrotowa.

Konstrukcja zębów przekładni znacznie ewoluowała w ostatnich latach, aby zapewnić, że koła skokowe - hipotetyczne koło biegnące bezpośrednio w profilach zębów koła zębatego reprezentujące punkt, w którym ruch jest przenoszony przez układ przekładni - kół zębatych siatkowych działają płynnie, bez ślizgania się podczas obrotu.

Przykładem tego, gdzie można znaleźć koła zębate, jest mechanizm zegarowy, w którym koła zębate są używane do przenoszenia mocy z nawiniętej sprężyny do elementów zasilanych. Wysoka wydajność konstrukcji przekładni czołowej pozwala na przenoszenie tej energii przy niewielkiej utracie mocy.

Przekładnia to układ mechaniczny składający się z dwóch lub więcej przekładni międzysieciowych, zaprojektowanych do pracy w kolejności w celu przekazywania ruchu obrotowego. Przekładnia wejściowa lub „przekładnia napędowa” przekazuje moc na przekładnię wyjściową („przekładnię napędzaną”), obracając ją w przeciwnym kierunku. Jest to często pod wpływem źródła zasilania, takiego jak silnik lub silnik.

Stosunek prędkości przekładni, znany również jako przełożenie, oblicza się, biorąc liczbę zębów na przekładni napędowej i dzieląc ją przez liczbę zębów na przekładni wyjściowej; tj. przekładnia napędowa z 45 zębami i przekładnia wyjściowa z 15 zębami odpowiadałyby przełożeniu 3:1. Oznacza to, że każdy obrót przekładni napędowej powoduje, że koło wyjściowe obraca się 3 razy.

Koła zę@@ bate są zazwyczaj okrągłe, z zębami obecnymi na zewnętrznej średnicy koła, jednak koła zębate zewnętrz ne mają zęby przekładni w wewnętrznej średnicy. Ten typ przekładni jest powszechnie stosowany w układzie przekładni planetarnych, zwykle spotykany w zastosowaniach takich jak skrzynie biegów wymagające wysokiego poziomu momentu obrotowego i redukcji prędkości, ale tam, gdzie przestrzeń jest ograniczona, a waga jest krytycznym czynnikiem.

Gear Rack to prosty pręt z wyciętymi zębami po jednej stronie, zaprojektowany tak, aby umożliwić siatkowanie kół zębatych. Powszechnie znane jako układ zębatek i zębatek, komponenty te współpracują ze sobą jako prosty siłownik liniowy, przenosząc ruch obrotowy na ruch liniowy.

Aby uzyskać więcej informacji na temat asortymentu kół zębatych i podstawowych przekładni Accu, zapoznaj się z naszym artykułem wprowadzenia do kół zębatych.