cnc-club.ru

Эта темя является развернутым оглавлением раздела.
В этой теме постараемся рассмотреть все виды передачи момента от двигателя станка к его исполнительным частям. По возможности, будут показаны все типы передач, как удачные так и не очень. Таким образом мы сможем показать их преимущества и недостатки.

Нужна помощь в оформлении темы.
Со многими передачами я не работал и даже не держал их в руках. Поэтому я прошу о помощи в оформлении этой темы. Также буду благодарен за исправление моих неточностей и добавления к существующим описаниям.
Заранее спасибо !

На данный момент нужна помощь в добавлении других видов передач.

Передача винт гайка
Передача винт гайка это, пожалуй самый постой и самый используемый вид передачи. В целом передача представляет собой длинный ходовой винт и ходовую гайку. Обычно усилие двигателя прилагается на винт, а гайка закреплена на каретке оси.
В простейшем случае в качестве винта может выступать обычная строительная шпилька, а в качестве гайки - обычная или удлиненная гайка. Для более хороших ходовых винтов используют специальный вид резьбы - трапециевидная. Этот тип резьбы позволяет существенно снизить трение между винтом и гайкой. Строительная шпилька, к сожалению, этим похвастать не может, к тому же они все страшно кривые.
В качестве ходовой гайки стараются не использовать стальные гайки, чтобы избежать выработки ходового винта и образования люфта. Если будет вырабатываться гайка это не так страшно. Во-первых, потому что гайка вырабатывается равномерно по всей длине, а винт вырабатывается больше на наиболее используемых участках. Во-вторых, потому что на гайке люфт можно компенсировать.
Для компенсации люфта, гайку делают либо разрезной, либо двойной и стягивают или расталкивают половинки винтами или сильной пружиной.
Материал гайки может быт разным: бронза, капролон, графитокапролон. Грамотную ходовую гайку изготовить не просто и обычно требует сложной обработки на токарном станке. Но при небольших диаметрах и небольшом шаге резьбы можно сделать гайку самому, сделав из отрезав ходового винта метчик.

Плюсы:
Простая конструкция
хорошая доступность материалов (при использовании шпилек)
высока точность позиционирования
высокая жесткость и отсутствие обратной связи

Минусы:
медленная скорость перемещения

Фотографии:

Передача на тросах
Передача на тросах реализуется следующим образом: момент с двигателя передается на вал, на котором закреплен трос. И трос либо наматывается/сматывается, либо перемещается по валу. В качестве троса можно использовать, в зависимости от планируемых нагрузок, металлический тросик, в оплетке или без нее, капроновые веревки, рыболовный плетеный шнур.
Передача на тросах со многом схожа с передачей на цепи, но есть несколько моментов.
Необходимо обеспечить сцепление троса с валом, это можно сделать двумя способами:
1. Сделать несколько витков троса вокруг вала, при этом сцепление возрастет, но останется вопрос с движением троса поперек вала, по мере перемотки троса.
2. Сделать крепление троса на валу, чтобы при движении в одном направлении трос с одной стороны вала сматывался а на другую наматывался. Здесь обеспеченно максимальное движение, но по мере намотки троса, конечная точка троса на валу будет смещаться, что даст неравномерную подачу. Второй вариант предпочтительнее т.к. он исключает проскальзывание троса.
Так же как и с цепью необходимо обеспечивать постоянный натяг троса.

Плюсы:
Несомненный плюс это стоимость передачи. Она минимальна. Это, наверное, самая дешевая передача.
Простота конструкции.
Скорость перемещения.
Доступность материалов.

Минусы:
Нет фиксации.
Люфт в следствии растяжки троса.
Неравномерность перемещения.

Фотографии:
Передача на фрезерном станке по дереву размером 2700х1500

Передача на цепи
Наверное все видели велосипед, здесь примерно тоже самое, только есть несколько но:
1. усилие передаваемое передачей имеет два направления - нужен хороший натяг цепи, чтобы не было люфта.
2. каретка должна фиксироваться цепью, чтобы не было люфта = нужен хороший натяг цепи.
3. не должно быть зазоров между цепью и звездочкой, чтобы не было люфта.
4. необходимо хорошее облегание звездочки цепью.
Что будет необходимо для такой передачи: цепь, длинной несколько большей чем длина хода оси. Приводная звездочка и одна лил две звездочки для обеспечения натяга и облегания.
Вот два примера обеспечения облегания цепи одной и двумя звездочками. Кстати, натяг можно регулировать в местах крепления концов цепи. Плюсы:
Очень хорошая скорость подачи и длинный ход
Минусы:
Недостаточная жесткость
Нет фиксации

Детали передачи, кстати, есть в продаже - т.е. это не совсем самопал:
http://buildyourcnc.com/CNCMachineMechanicalParts.aspx
Цепь стоит у них 16$ за метр. Плюс есть звездочка для привода, уже на муфте (правда муфта жесткая, хотя здесь соосность не критична), можно сажать прямо на вал двигателя. Для муфты есть переходники. И звездочка для натяжения, что интересно, уже на подшипнике. Комплект у них обойдется в 50$. Видео:
Интересное видео со станком у которого передача сделана на цепи.
http://www.youtube.com/watch?v=x-tDJAon3Ag

root писал(а):На данный момент нужна помощь в добавлении других видов передач.

Можно описать передачу которая будет в станке который я сейчас собираю http://www.cnc-club.ru/forum/viewtopic.php?f=3&t=167
Правда я еще не все там понял

Там у тебя по-ходу два типа, один вид - винт-гайка, а второй ремень. Кстати про ремень у меня пока ничего нет .

Зубчатая рейка

https://www.youtube.com/watch?v=aWGmWSA9k-w

Да, классная рейка. Интересно, сколько стоит метр такой рейки и шестеренка?
Хмммм.... Она из металла или это пластик?

Может самому такую можно сделать ...

Насколько я понял то всё из металла.
Ну сделать-то можно всё .Вопрос упирается в имеющейся во владении технологии и средствах производства .Там один хитрый момент.Сами ролики приводящего колеса вращаются на подшипниках.Этим самым сводится почти к нулю трение между колесом и рейкой. Насчёт возникновения со временем люфтов в этих подшипниках ,на настоящий момент данными не располагаю.Возможно они такие что ими можно будет пренебречь. Ну и естессно,правильный расчёт правильной эвольвенты зубьев самой рейки.

Правда идея с рейкой не очень нравится.Добавляется лишняя болтающаяся масса движка на привод.

Ну и ,естественно,шаровинтовая передача(ШВП)
Знание китайского не обязательно для просмотра видео(хоть и предпочтительно )

https://www.youtube.com/watch?v=OuP_1xT2BV8

На моей машине стоят два винта по Х ,почти по полтора метра длиной.Диаметр 20,шаг 2мм.Но так как на каждом стоят по две гайки(для поджима) то представляю себе трения(а с этим и возрастающие требования к шаговику).Хоть они и бронзовые. Хотел заказать из Поднебесной ШВП,но сейчас всё больше склоняюсь к цепной передаче.Дешевле и сердито.А эффект тот же.Ну, может придётся поставить на ременной редуктор.

ШВП же денег стоит безумных.

Вместо цепи можно ремень поставить, сейчас хорошие ремни делают.

Кстати, трение с графитокапролоновыми гайками может быть меньше. Про бронзу пишут, что коэффициент трения со смазкой около 0,05. А у капролона коэффициент трения по стали:

• без смазки — 0,2—0,3;
• с водяной смазкой — 0,005—0,02;
• капролон графитированный — 0,002—0,01.

ЗЫ а винты - трапеция? На фото не видно.

root писал(а):ШВП же денег стоит безумных.

Боюсь при такой длине станка на ремнях уменьшится точность.Хотя может и есть такие что не вытягиваются.Но вот по цене.У меня от шаговика идёт ремень сразу на два винта.Так его цена с тремя шпульками в районе 90 евриков встала.Учитывая то что на нём усилия небольшие взял из самых дешёвых .

root писал(а):ШВП же денег стоит безумных.

Ну,в моём случае в районе $100 за каждый,уже с гайкой.Дорого или нет,зависит от покупателя

Винты - обыкновенные шпильки из нержавейки.
И на них нужно ставить какую-нибудь очистную приспособу,потому-как к смазке примешивается пыль со временем,что не есть гут для гайки.
Тем более,винты не должны иметь эксцентриситета в шипах,иначе при высоких оборотах будут ооочень ощутимые биения.Ну или брать с большим шагом. А при большой длине должны иметь соответствующий диаметр,иначе проблемы из-за прогиба.Слишком большой диаметр тащит за собой дополнительную инертную массу,которую нужно разгонять и тормозить.
А вот цепи думаю самое оно...

Осенило, аж уснуть не могу. Я такой передачи еще не видел.
Ранее показанные два варианта тросовой передачи имели следующие недостатки:
В первом варианте. Проскальзывание троса.
Во втором варианте в зависимости от реализации либо накапливаемая погрешность, либо мощный движек + микрошаг, либо редуктор(а там люфты).
В общем придумал тросовую передачу без недостатков. хочу критики

На мой беглый взгляд схема довольно таки рабочая.Только... недолюбливаю я вектор приложения силы под углом к оси смещения.Может дополнительные блочки спасут отца демократии ?
Хотя,схема и работающая модель могут различаться.

Отличная идея! По какой-то теореме еще из школьного курса геометрии, по теореме Фалеса http://ru.wikipedia.org/wiki/Теорема_Фалеса. Если грамотно выставить начальные положения, то все тросы будут параллельны вне зависимости от места положения кареток. Т.е. убирается накопленная погрешность!

Подвижной блок введен для усиления передачи?

Есть несколько недостатков:
Шпилька в центре может прогибаться, она рассчитана на осевые нагрузки, а не радиальные. Вообще, вместо шпильки лучше использовать толстый вал какой-нибудь. И закреплять его между разными кусками троса.
Еще, главное, чтобы трос ровно укладывался. Тут не факт, что он ляжет ровно а не сразу будет соскакивать ближе к середине. Возможно, имеет смысл сделать канавки для троса.

Вектор приложения под углом ИМХО не страшен. Он решает главную задачу - убирает накопленную погрешность. И кстати дает дополнительное усиление для двигателя.

ЗЫ Где есть ШВП 1.5 с гайкой за $100??? Хочу, хочу, хочу!!!

root писал(а): Подвижной блок введен для усиления передачи?

Тут я погорячился, нафиг он не нужен, разве что мощи движка не будет хватать, но и шпильки длинней нужны будут, соответственно толще, а если толще то рычаг больше и опять двигателю тяжко будет.

root писал(а):Шпилька в центре может прогибаться, она рассчитана на осевые нагрузки, а не радиальные.Вообще, вместо шпильки лучше использовать толстый вал какой-нибудь.

Значит берем толстую шпильку или трубу с резьбой.

root писал(а):Еще, главное, чтобы трос ровно укладывался. Тут не факт, что он ляжет ровно а не сразу будет соскакивать ближе к середине. Возможно, имеет смысл сделать канавки для троса.

Шпилька в моем понимании - строительная шпилька c резьбой

Unikus писал(а):Только... недолюбливаю я вектор приложения силы под углом к оси смещения.

[/quote]
На метрической шпильке можно добиться угла 87градусов, думаю это достаточно перпендикулярно. Идеальным на мой взгляд для метрической шпильки будет угол в 80-81 градус, при таком угле трос аккурат идет в резьбу.

Спасибо за критику, вот второй вариант. пружинки по вкусу.

Пружинки имхо от лукавого будут не нужные колебания и люфты. Если их и ставить, то на муфте от двигателя к шпильке. Взять муфту с эластомером.

Главное правильно рассчитать расположение троса на шпильке. Чтобы работала теорема Фалеса.

ЗЫ Где есть ШВП 1.5 с гайкой за $100??? Хочу, хочу, хочу!!!

Глянь здесь http://cgi.ebay.com/1-backlash-ballscre ... 5424560287
Но это цена без доставки.Он пишет что могут обточить концы валов по твоему чертежу.
Правда я не понял что ты имел ввиду 1.5.Это шаг?Если да,то там поболее будет.От 5мм кажется

1.5 метра. Ты писал, что у тебя два винта 1.5 метра и ты хотел из заменить на ШВП с гайкой за 100$