Verwendung von V5-Wellen

Das VEX EDR-System verwendet Vierkantwellen anstelle von Rundachsen, damit sich die Baugruppen drehen oder drehen können. Diese quadratische Form ermöglicht es, dass die Wellen in eine Vierkantaufnahme in den Motoren passen und stellt eine physische Verbindung zu den Antriebswellen her, anstelle einer reibschlüssigen Verbindung, die bei runden Achsen verwendet wird. Die quadratische Form der Wellen ermöglicht auch, dass die Bewegungskomponenten wie Räder, Zahnräder und Kettenräder sowie Sensoren wie der optische Wellenencoder und das Potentiometer eine physische Antriebsverbindung haben, um sie zu drehen. Dies liegt daran, dass sie ein geformtes quadratisches Loch aus Kunststoff oder einen Metalleinsatz mit einem quadratischen Loch haben, das so bemessen ist, dass die Wellen durch die Komponenten gleiten können. Diese Wellen werden auch als Antriebswellen bezeichnet.

Die Shafts sind in verschiedenen Längen bis 12” erhältlich und in zwei Versionen erhältlich, dem Shaft und dem High Strength Shaft.

Wellen

Diese Wellen sind -Zoll-Vierkantstangen. Wellen sind seit seiner Einführung Teil des VEX EDR-Systems und mit allen VEX Motion-Produkten kompatibel. Die Schäfte können auf individuelle Längen zugeschnitten werden, können sich jedoch bei extremer Belastung verdrehen, verbiegen oder abscheren.

Hochfeste Wellen

Diese Schäfte sind ¼”-Vierkantstangen. Die hochfesten Wellen wurden später in der VEX EDR-Produktlinie eingeführt und sind nur mit VEX Motion-Produkten kompatibel, die entwickelt wurden, um die größeren Wellen wie den V5 Smart Motor, die hochfesten Zahnräder, die hochfesten Kettenräder und Ketten aufzunehmen. und die 3,25-Zoll-Räder. Die Schäfte können auf kundenspezifische Längen zugeschnitten werden und halten hohen Belastungen stand, sie passen jedoch nicht durch die quadratischen Löcher von Strukturmetall und erfordern das Bohren eines kundenspezifischen Lochs (5/16" oder 8mm Bohrer), wenn diese Anforderung Teil von . ist ein Montagekonzept. Die High Strength Shafts wiegen mehr als die Standard Shafts.

Welle Hochfeste Welle
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Stützwellen

Die Löcher in Strukturmetall sind quadratisch, daher ist es wichtig, eine Welle zu stützen, damit sich die Welle reibungslos dreht. Außerdem ist es bei fast allen Baugruppen wichtig, mindestens zwei parallele Auflagepunkte vorzusehen. Wenn nicht für jede Welle zwei Stützen vorgesehen sind, kann die Welle auf dem einzelnen Stützpunkt leicht nach oben und unten schwenken und die Drehung der Welle wird erschwert. Je schwerer die Roboterbaugruppe ist, die die Welle trägt, desto wichtiger ist es, diese beiden Stützpunkte bereitzustellen. Es sind eine Reihe von Teilen verfügbar, um diese Stützen bereitzustellen.

Wellen

Zu den verfügbaren Teilen zur Unterstützung der ⅛”-Vierkantwellen gehören:

  • Lagerflächen sind Kunststoffteile mit einer Reihe von drei Löchern, die eine Welle in einem Loch tragen und Schrauben und Muttern zulassen oder Befestigungsnieten zur Befestigung in den verbleibenden Löchern. Die Lagerfläche hat auf einer Seite Kunststoffzinken, die in die quadratischen Löcher des Metalls eingesetzt werden können. Fehlen diese Zinken, sollte das Lager entsorgt werden, da sich das Lager unter Belastung lösen kann. Die Lagerfläche ist so konzipiert, dass alle 3 Löcher mit Strukturmetall hinterlegt sind.
  • Stehlager sind Kunststoff-Lagerblöcke, mit denen eine Welle entweder nach oben, unten oder seitlich versetzt werden kann das strukturelle Metallteil, auf dem das Lager montiert ist. Stehlager werden nicht separat verkauft. Sie können im Paket mit Stehlager-Lager & erworben werden.
  • 1-Pfosten-Sechskantmutter-Halter mit Lagerflächen sind schnell zu montierende Kunststofflager. Ein Ende des Halters enthält einen Pfosten, der so bemessen und geformt ist, dass er sicher in das quadratische Loch des strukturellen Metallteils passt. Das Mittelloch des Halters ist so bemessen und geschlitzt, dass es sicher in eine Sechskantmutter passt, sodass eine #8-32 Schraube angezogen werden kann, ohne dass ein Schraubenschlüssel zum Halten der Mutter erforderlich ist. Das andere Ende des Halters hat ein Loch zum Durchführen einer Welle. Der 1-Pfosten-Sechskantmutter-Halter ist so konzipiert, dass er mit Strukturmetall unterstützt wird.

Hochfeste Wellenlager

Das einzige zur Unterstützung der hochfesten Welle verfügbare Teil ist das hochfeste Wellenlager. Dies sind Kunststoffteile, die den Lagerflächen ähnlich sind, mit der Ausnahme, dass das Mittelloch für die ¼-Zoll-Welle ausgelegt ist. Hochfeste Wellenlager können verwendet werden, indem eine hochfeste Welle ausgewählt wird, die die genaue Länge hat, die zwischen zwei Lagern eingelegt wird, die zwischen zwei Strukturmetallstücken befestigt sind. Bei dieser Konfiguration ist die Welle jedoch nicht durch das Konstruktionsmetall hindurchgegangen und wird nur durch den Kunststoff des Lagers gestützt, der bei Belastung versagen kann. Andernfalls muss ein spezielles Loch durch das Strukturmetall gebohrt werden, das groß genug ist, damit sich die hochfeste Welle frei drehen kann, nachdem sie durch das Lager und das Metall eingeführt wurde. Das hochfeste Wellenlager ist so konzipiert, dass alle 3 Löcher mit Strukturmetall hinterlegt sind.

Lagerflächen Stehlager 1-Pfosten-Sechskantmutter-Halterungen Hochfeste Wellenlager
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Beispiele für zwei Stützpunkte

1 Stützpunkt (schlecht) 2 Unterstützungspunkte (gut) 2 Unterstützungspunkte (gut)
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Fangwellen

Wellen müssen erfasst werden, damit sich die Welle frei drehen kann und trotzdem nicht aus der Baugruppe rutscht. Außerdem müssen Teile, die die Welle drehen soll, erfasst und/oder an der Welle befestigt werden, damit sie sich mit der Welle drehen.

Es gibt einige Teileoptionen, um ⅛-Zoll-Wellen zu erfassen. Bei der Aufnahme einer Welle in einer Motorbuchse ist es wichtig, einen Bund so zu fixieren, dass er an einem dem Motor gegenüberliegenden Bauteil anliegt. Dadurch wird die Welle sicher im Motor gehalten. Es ist auch wichtig, Räder, Zahnräder und Kettenräder gegen Hin- und Herrutschen auf einer Welle zu sichern. Eine Möglichkeit besteht darin, auf jeder Seite des Bauteils einen Bund an der Welle zu befestigen. Wenn Manschetten an einem Stück Metall oder einem Lager angebracht werden, kann das Anbringen einer Unterlegscheibe zwischen dem Teil und der Komponente die Reibung verringern.

Zur Aufnahme einer ⅛” Welle können folgende Teile verwendet werden:

  • Klemmhülsen sind Kunststoffzylinder mit einem ” quadratischen Loch, das durch die Mitte des Zylinders verläuft, der Zylinder hat ein Längs geteilt mit einem senkrechten Schraubenloch, damit eine #8-32 Schraube hindurchpassen und mit einer Nylock-Mutter gesichert werden kann. Diese Manschetten sind so konstruiert, dass die Welle durch das quadratische Loch eingeführt wird und dann die #8-32 Schraube angezogen wird, um die Manschette an der Welle festzuklemmen. Der Klemmwellenbund ist das breiteste der Teile, die zur Aufnahme von Wellen verwendet werden. Platz und Wellenlänge müssen in die Baugruppe integriert werden, um diese Breite aufzunehmen.
  • Gummischaftmanschetten sind dünne Gummizylinder mit einem ” quadratischen Einsatz, der durch die Mitte des Zylinders verläuft. Diese Manschetten sind so konstruiert, dass die Welle durch den Vierkant eingeführt wird und die Manschette die Welle durch die aufgebrachte Reibung festhält. Die Gummiwellenmanschetten sind die dünnsten Teile, die zur Aufnahme von Wellen verwendet werden, haben jedoch keine Klemmschraube, die Druck auf die Welle ausübt, wie die Wellenklemmringe, oder eine Stellschraube, die wie die Wellenmanschetten gegen die Welle angezogen wurde .
  • Wellenmanschetten sind Metallzylinder mit einem runden Loch, das durch die Mitte verläuft und so bemessen ist, dass eine ⅛” Welle durch die . gleiten kann Loch. An der Seite des Kragens befindet sich ein senkrechtes #8-32 Gewindeloch mit einer Stellschraube darin. Diese Manschetten sind so konzipiert, dass die Stellschraube gegen die Welle angezogen wird. Die Stellschrauben erfordern einen 5/64-Zoll-Sechskantschlüssel zum Anziehen der Schraube. Das #8-32-Gewindeloch im Kragen ermöglicht das Entfernen der Stellschraube und das Ersetzen entweder einer #8-32-Schraube oder eines #8-32-Kopplers für Abstandshalter. Diese Ersetzungen können zu einigen kreativen Baugruppen führen. Die Stellschraube im Kragen kann bei zu starkem Anziehen einen Grat im Schaft erzeugen. In diesem Fall sollte der Bohrer glatt gefeilt werden, bevor der Schaft wiederverwendet wird.
  • Hochfeste Wellenmanschetten sind die einzigen Teile, die zur Aufnahme einer hochfesten Welle verfügbar sind, es sei denn, die Welle wird durch Einklemmen eingeklemmt zwei Lager, die wie oben beschrieben mit Strukturmetall hinterlegt sind. Die hochfeste Schaftmanschette ist fast identisch mit der Kunststoff-Klemmschaftmanschette, mit der Ausnahme, dass die Manschette ein ¼”-Vierkantloch hat, das durch die Mitte verläuft.
Spannwellenbund Gummischaftmanschette Schaftmanschette Hochfester Schaftkragen
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Befestigungskomponenten an Wellen

Eine andere Art der Wellenaufnahme besteht darin, eine Komponente an der Welle zu befestigen, damit sie sich mit der Welle dreht. Viele Komponenten lassen sich leicht an der Welle befestigen, da sie entweder ein geformtes Vierkantloch oder einen Metalleinsatz mit einem Vierkantloch haben, wie oben erwähnt. Wenn eine Metallkomponente an einer Welle befestigt werden muss, wird ein zusätzliches Teil benötigt. Für die ⅛” Welle beinhalten diese Teile:

  • Antriebswellenverriegelungsstange ist eine Metallplatte mit zwei Endlöchern für eine #8-32 Schraube und Befestigungsmutter um die Stange an einer Metallkomponente zu montieren, und drei -Zoll-Vierkantlöcher, wodurch eine Welle durch das mittlere Vierkantloch eingeführt werden kann, damit die Welle die Metallkomponente zum Drehen antreibt. Beachten Sie, dass die beiden quadratischen Löcher an den Seiten des mittleren quadratischen Lochs mit dem eingestellten ¼”-Pitch-Metall verwendet werden können.
  • Verriegelungsstange ist eine Kunststoffstange mit zwei Endlöchern für eine #8-32 Schraube und Befestigungsmutter zur Befestigung die Stange an eine Metallkomponente und es gibt einen Metalleinsatz mit einem ⅛-Zoll-Vierkant in der Mitte, der das Einführen der Welle durch das Vierkantloch ermöglicht, sodass die Welle die Metallkomponente zum Drehen antreibt. Der Metalleinsatz wird in einen Schlitz in der Kunststoffstange eingesetzt, die ein Sperrzahndesign hat, der es ermöglicht, den Metalleinsatz zu entfernen und dann wieder in den Schlitz einzuführen, wobei das quadratische Loch in einer anderen Position ausgerichtet ist. Es ist wichtig, dass die Verriegelungsstange so auf dem Metallteil montiert ist, dass sie mit der Metalleinsatzseite der Stange bündig am Metall ausgerichtet ist, da sonst der Schaft den Metalleinsatz aus dem Schlitz der Stange herausdrücken kann und das Metallteil vom Schaft löst . Schlossstangen werden nicht separat verkauft. Sie können im Paket mit Stehlager-Lager & erworben werden. Die Verriegelungsstangen aus Kunststoff sind unter extremer Belastung anfälliger für Versagen als die Verriegelungsstangen für die Antriebswelle aus Metall.

Zum Zeitpunkt des Verfassens dieses Artikels sind keine Sperrstangen von VEX für die hochfesten Schäfte verfügbar. Nichtsdestotrotz kann ein kundenspezifisches Loch durch die Metallstrukturkomponente gebohrt werden und ein hochfestes Zahnrad oder ein hochfestes Kettenrad mit Befestigungslöchern kann am Metall montiert werden. Dann kann die hochfeste Welle durch die Metallkomponente und das Zahnrad/Kettenrad eingeführt werden. Das montierte Zahnrad/Kettenrad wirkt wie eine Sperrstange, die es der Welle ermöglicht, die Metallkomponente zum Drehen anzutreiben. Wenn spezielles Werkzeug verfügbar ist, kann eines der Löcher in einer Metallplatte oder einer Metallstange mit einer Räumnadel auf ein ¼”-Vierkantloch erweitert werden, um eine kundenspezifische Sicherungsplatte für den großen Schaft herzustellen. Gegenwärtig gibt es einen After-Market-Anbieter, der VEX-Metallstangen in verschiedenen Längen mit einem zu einem ¼-Zoll-Quadrat ausgestanzten Loch verkauft.

Antriebswellenverriegelungsstange Sperrstangen Metallstange mit einem ¼-Zoll-Loch geräumt
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Beispiele für Schachterfassung

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  1. Gummiwellenmanschette verhindert das Herausrutschen der Welle aus der Antriebsbuchse im Motor
  2. Zwei Gummiwellenmanschetten verhindern, dass das 4-Zoll-Rad auf der Welle hin und her rutscht
  3. Quadratische Metalleinsätze im 4-Zoll-Rad fixieren das Rad an der Welle

Freie Spinning-Montage

Es kann vorkommen, dass ein Zahnrad, Kettenrad, Metallbauteil oder Rad nicht an einer Welle befestigt werden soll. In diesem Fall würde die Komponente (Rad oder Metallstruktur) Befestigungslöcher aufweisen und an der Abtriebs- oder „Abtriebsseite“ eines Zahnrad- oder Kettenradantriebssystems montiert werden. Das angetriebene Zahnrad oder das angetriebene Kettenrad und das Rad können Rundlocheinsätze verwenden, damit sie sich auf der Welle frei drehen können und nicht durch die Welle, auf die es gesteckt wird. Die Freispinnanordnung hat nicht die zusätzliche Reibung des Drehens sowohl der Welle als auch des Zusammenbaus.

Ein Beispiel für eine frei drehende Baugruppe

Freie Spinning-Montage

  1. Das angetriebene hochfeste Zahnrad und das 3,25-Rad haben beide Rundlocheinsätze, damit sie sich auf der Welle frei drehen können. Das 3,25-Rad ist an High Strength Gear montiert.
  2. Das antreibende hochfeste Zahnrad hat quadratische Metalleinsätze, um es an der Welle zu befestigen und ermöglicht es dem Motor, die Welle anzutreiben und wiederum das Zahnrad anzutreiben und es zu drehen.
  3. Die Welle muss sich nicht mit der Radbaugruppe drehen.

Roboter-Realität

Das Abstützen und Erfassen von Wellen ist ein wichtiger Aspekt bei der Montage eines Roboters. Egal, ob es sich um ein Klassenzimmerspiel oder ein Ausscheidungsspiel in einem großen Roboterwettbewerb handelt, es gibt nicht viele Dinge, die so entmutigend sind, wie auf das Feld zu schauen und ein Zahnrad, Rad oder Kettenrad des Roboters auf dem Boden liegen zu sehen oder einen Joystick zu bewegen die Steuerung des Roboters und nichts passiert, weil eine Welle aus einem Motor gerutscht ist.

Sicherheitsrisiko:
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Quetschpunkte

Achten Sie darauf, dass Finger, Kleidung, Drähte und andere Gegenstände nicht zwischen sich bewegenden Komponenten eingeklemmt werden.

Wellen und Hardware können unter https://www.vexrobotics.com/vexedr/products/motionerworben werden.