Dimensionamento pignone cremagliera

psx2

Utente Junior
Professione: operaio
Software: cimatron
Regione: marche
Salve a tutti,
premetto che non ne so nulla di progettazione meccanica.... Detto questo il problema è il seguente:
Tramite pignone - cremagliera dovrei muovere un asse.
I dati sono i seguenti
Peso da translate 200 kg
Velocità massima 10 mt min
Acc 0,16 Mt sec

Ora scegliendo per es. Un modulo 4 passo 12.566 posso scegliere un pignone per es con 38 denti e farlo girare a 21 giri minuto per ottenere i miei 10 mt min
Ma come posso fare a sapere se il sistema regge a livello meccanico e se il pignone o la cremagliera si distruggono?
Grazie
 

MassiVonWeizen

Utente Senior
Professione: disegnatore
Software: solidworks 2019
Regione: Friuli Venezia Giulia
Per saperlo ci sono dei calcoli che un progettista sa fare e che ti certifica che quello che muovi non ammazza nessuno.
E con cosa la muovi? Devi scegliere anche un motoriduttore con tutti gli accessori in funzione del suo utilizzo (freno, inverter tanto per dire i primi che mi vengono in mente)
 

psx2

Utente Junior
Professione: operaio
Software: cimatron
Regione: marche
Ciao e grazie,
Si ci sarà un motoriduttore con inverter ed encoder.
Grazie
 

meccanicamg

Utente Senior
Professione: Mechanical engineer manager
Software: SolidWorks, FreeCAD, NanoCAD5, Me10, Excel, LibreOffice
Regione: Lombardia
La tua domanda è rivolta a sapere e soddisfare una curiosità o c'è un asse con un vero problema da risolvere?

In sintesi ti dico:
- dai tuoi dati incompleti si può ricavare la forza massima che l'asse deve sviluppare.
- con opportuni coefficienti di sicurezza si passa al calcolo della ruota dentata e cremagliera, usando la norma ISO 6336 se ne verifica a flessione, pressione specifica ed usura il dente. Anche il materiale è i trattamenti superficiali ne fanno parte dei dati degli ingranaggi.
- supporti, guide, campo di applicazione ne fanno da padroni per sovradimensionare correttamente il tutto
- solo i cantinari scelgono a caso, in modo pericoloso ed incosciente
- sono lavori da far fare ad un progettista competente
 

psx2

Utente Junior
Professione: operaio
Software: cimatron
Regione: marche
Ciao,
no non è per curiosita
Dovrei realizzare un asse del genere per uso interno alla mia officina,
Non avevo idea di quanto fosse complicato dimensionare una cosa del genere.....
A questo punto cercherò uno studio che mi dimensioni il tutto.
Grazie
 

psx2

Utente Junior
Professione: operaio
Software: cimatron
Regione: marche
Scusatr ma a parte il sistema di scorrimento che utilizzerei pattini a ricircolo da 30 quali altri dati mancano?
Ho indicato pesi velocità ed accelerazioni
Grazie
 

Stan9411

Utente Junior
Professione: System Engineer
Software: PTC Creo parametric, Matlab
Regione: Lombardia
Per ricavare le forze bastano quelli, ma se non fornisci dati sul materiale, trattamento, lubrificazione, forma del dente ecc... non è possibile applicare nessun criterio di verifica
 

psx2

Utente Junior
Professione: operaio
Software: cimatron
Regione: marche
ah ok grazie,
a tutto da ignorante non ci avevo pensato !!
Anche perche ( sempre da ignorante ) con questi pesi queste velocità e queste accelerazioni non mi sembra un'applicazione "gravosa" considerando il fatto che nel peggiore dei casi fara un movimento ogni ora e NON tutti i giorni !
Grazie ancora.
 

meccanicamg

Utente Senior
Professione: Mechanical engineer manager
Software: SolidWorks, FreeCAD, NanoCAD5, Me10, Excel, LibreOffice
Regione: Lombardia
Asse orizzontale o verticale?
 

meccanicamg

Utente Senior
Professione: Mechanical engineer manager
Software: SolidWorks, FreeCAD, NanoCAD5, Me10, Excel, LibreOffice
Regione: Lombardia
Essendo un asse orizzontale puoi montarlo su pattini della Hiwin HGW15 CC visto che il carico è dato da 200kg × 9,81m/s² = 2000N che vanno divisi per 2 o 4 a seconda del numero di carrelli che vuoi o puoi usare.
IMG_20180917_225201.jpg
Poi se riesci e vuoi metterli più grossi perché c'è sporco o il prezzo non cambia molto puoi salire di taglia.

Per quanto riguarda l'azionamento devi muovere 200kg × 0,16m/s² = 32N cioé un carico molto piccolo.

Qui di seguito i parametri di calcolo con ipotesi modulo 2.

IMG_20180917_233138.jpg
Se vai si commercio, sia pignone che cremagliera li trovi standard in C45 e larghezza 20mm, pertanto, bypassando la norma ISO6336 ma usando le mie curve speciali qui sotto

Tenendo conto che il C45 si comporta un po' peggio... Si interpola che ogni mm di larghezza porta 4Nm. Noi abbiamo fascia 20mm quindi 4×20=80Nm totali.
Siccome da trasmettere ne abbiamo 1Nm direi che é di gran lunga verificato.
 

meccanicamg

Utente Senior
Professione: Mechanical engineer manager
Software: SolidWorks, FreeCAD, NanoCAD5, Me10, Excel, LibreOffice
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Come vedi sopra c'è l'applicazione di un riduttore e un motore collegati. Il riduttore dovrebbe avere rapporto più vicino a i=28,4 e un motore 4 poli da 10W salvo rendimenti, più gestione con inverter e una coppia in uscita maggiore di 1Nm.

Prendendo un catalogo di motori e riduttori si può selezionare un riduttore VF27 con i=30 con il suo motore asincrono trifase a 400V-50Hz BN27A4 da 0,04kW.
Poi puoi decidere se montare la versione ENx cioè con encoder di vario tipo sul motore o metterne uno in uscita al riduttore con applicazione fai da te.
IMG_20180917_235623.jpg
Le dimensioni sono piccole e compatte ma se ritieni che l'applicazione sia sporca, con urti o facciate fatica a montare cose così piccole potreste salire di taglia.
IMG_20180917_235712.jpg
 
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welcome to the machine

Utente Junior
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Software: Kubotek
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Forse c'è qualche dato di partenza non corretto o non espresso bene, perchè PSX2, pur dichiarandosi simpaticamente ignorante in meccanica, aveva stimato modulo 4 , che è una bestia, e carrelli da 30, quelli della tavola delle fresatrici , ma quelle belle grosse ! Non vorrei che avesse stimato ad occhio, in base a quello che pensa di fare, ma poi non abbia riportato bene i dati. Non ricordo a memoria l'albero dell'MVF 27, ma con I 30 sarà da 10 mm....Possibile che il nostro amico si era sbagliato cosi tanto?
Comunque le tabelle di Mecanicamg le copio, poi le faccio plottare A0 e le attacco ai muri dell'ufficio tecnico, con obbligo di usarle scritto nel contratto di lavoro !
 

psx2

Utente Junior
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Software: cimatron
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Accidenti,
Grazie a tutti..... è mooolto di più di quando mi aspettassi....
Ci sono molte cose che non mi sono chiare.... ma andiamo in ordine,
Non essendo del settore sono andato completamente a caso,
Quello che vorrei sapere è come arrivo dai 32 Nm ad 1Nm di coppia al pignone?
Ed inoltre per quando riguarda i pattini nel mio caso sono 4 posti a 400mm verso la loro lunghezza ed a circa 250 distanti lungo la loro larghezza ma lavorano a sbalzo nel senso che il peso è posto a circa 1,2 metri di distanza dall'ultima coppia di pattini!
Grazie
 

psx2

Utente Junior
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Software: cimatron
Regione: marche
Alla prima domanda mi rispondo da solo... almeno sapero, il momento che ho al pignone =massa In kg x braccio in metri quindi 32 x 0.032=0.992 Nm
OK?
 

meccanicamg

Utente Senior
Professione: Mechanical engineer manager
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Vediamo più tardi se riesco ad avere un po' di tempo. I pattini che lavorino in compressione o in trazione non fa differenza del il Cal olo di resistenza e durata. Essendo che lavori a sbalzo non hai solo 200kg diviso 4 pattini ma hai anche 200×1,2/2 sui carrelli più lontani. Fatto sta.... Così a proporzioni la taglia piccola di pattini é sovrabbondante.
Comunque per fare un pick an pace di carico e scarico di una macchina utensile potrebbe essere soluzione migliore comprare un asse lineare a cinghia già bello che pronto.... Solo da mettere riduttore e motore.
 

psx2

Utente Junior
Professione: operaio
Software: cimatron
Regione: marche
Ciao,
il valore di riferimento sono sempre quei 11380 Nm di carico dinamico giusto?
Grazie
 

meccanicamg

Utente Senior
Professione: Mechanical engineer manager
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Regione: Lombardia
Certo. C è Co sono sempre quelli data la taglia di pattino.
Comunque stavo pensando che se devi fare un asse di carici/scarico per centro di lavoro, ci verrebbe per avere più precisione, come dicevo prima un asse a cinghia e/o un motore servo con un riduttore a gioco ridotto epicicloidale.
 

psx2

Utente Junior
Professione: operaio
Software: cimatron
Regione: marche
ma scusa in pratica nel caso peggiore ( braccio tutto fuori ) ho 200*1.2/2 = 120 Kg quindi circa 1200 newton in ognuno dei due pattini più lontani quindi ho 1200 si 11380 che ne può sopportare ??
accidenti 10 volte di più o mi sono intrecciato ?
perche tu dici
non hai solo 200kg diviso 4 pattini ma hai anche 200×1,2/2 sui carrelli più lontani
quindi ho 200 Kg + quei 120 ? no

Mi potresti confermare anche il post n° 15 ?

Per quanto riguarda la precisione no non serve nulla di tutto ciò, niente di precisione ... nel senso che in macchina lo staffaggio ha una sede femmina mentre il maschio è conico quindi diciamo che basta una tolleranza intorno a + - 1.5 anche 2 o probabilmente anche qualcosina in più, inoltre il maschio può entrare anche con una cera inclinazione se non erro intorno a 12° ovvio che la macchina non si muove quindi è l'asse che deve compensare questo gioco per cui l'asse NON deve essere frenato durante il posizionamento in maniera tale che si "centri" ...
Per quanto riguarda invece la scelta del motore se clasico asincrono trifase + inverter + encoder o servo questo sta a chi fara il cablaggio e la programmazione plc ma anche in questo caso data la bassa dinamicità del sistema il servo sarebbe "sprecato"

per ora mi fermo... ma sicuramente più tardi mi verranno altre domande.... :)

grazie ancora per la tua disponibilità
 

meccanicamg

Utente Senior
Professione: Mechanical engineer manager
Software: SolidWorks, FreeCAD, NanoCAD5, Me10, Excel, LibreOffice
Regione: Lombardia
Post 15 confermato.
Formule sopra tue sbagliate. Newton per metro fanno una coppia e non una forza....quindi devi vedere i momenti sul carrello.