Какво е хлабина на спираловидната предавка?
Негативна реакция в спирална предавка Хлабината на двойката е общата хлабина между незадвижващите зъбни странични повърхности, когато задвижващите странични повърхности са в контакт на проектното разстояние между центровете. По-точно: когато едното зъбно колело от свързващата двойка е фиксирано, хлабината е ъгловият диапазон, в който другото зъбно колело може да се върти, без страничните повърхности на зъбите да се докосват от двете страни. Това е хлабината, вградена в зацепването, за да се позволи термично разширение, производствени допуски, пространство за маслен филм и грешки при сглобяване — и за да се предотврати смущението между зъбите, когато посоката на задвижване се обърне или когато термичното разрастване на корпуса леко разширява разстоянието между центровете.
Хлабината се измерва на делителната окръжност като линейно изместване j_t (хлабина в напречната равнина, в mm) или като ъглов хлабина j_α на вала на зъбното колело (в дъгови минути или милирадиани). Двете са свързани по следния начин: j_α = 2 × j_t / d₁, където d₁ е диаметърът на делителния диаметър. За целите на снабдяването и контрола, хлабината почти винаги се определя като j_t или като отклонение на дебелината на зъба от номиналната.
Защо съществува обратна реакция — четирите инженерни причини
С нагряването на скоростната кутия от студен старт до работна температура, разстоянието между центровете на зъбните колела се увеличава със скорост, определена от коефициента на термично разширение на материала на корпуса (чугун: 11 µm/m·°C, алуминий: 23 µm/m·°C). За чугунен корпус с разстояние между центровете 200 mm и повишаване на температурата от 50°C: ΔC = 11 × 10⁻⁶ × 200 × 50 = 0,11 mm. Без хлабина, това термично разширение би довело до намеса на страничните стенки на зъбите и би причинило заклинване.
Никое зъбно колело или корпус не се произвежда с точния си номинален размер. Междуосовото разстояние има производствен допуск, дебелината на зъба има допуск, а диаметърът на стъпката на зъбното колело има допуск. Хлабината поема най-лошата комбинация от тези допуски, без да причинява смущения в зъбите — минималната хлабина е проектирана да надвишава най-лошия случай на допуск.
Масленият филм EHL между незадвижващите страни на зъбите (хлабавата страна на зацепването) трябва да има хлабина, за да се предотврати изстискването на маслото под налягането на празния страничен фронт. При висока скорост спирална предавка задвижвания, недостатъчният хлабинен ход от страната на хлабината може да създаде колебания в налягането на масления филм, които допринасят за шума.
Малките частици от износване и замърсяване в маслото на зъбните колела трябва да могат да преминават през зоната на безконтактния ръб без заклинване. Зъбните колела с много стегнат хлабинен механизъм са податливи на заклинване, предизвикано от частици, което създава ударни натоварвания при изхвърлянето на частицата – причина за стегнатия хлабинен механизъм. спирална предавка Приложенията също изискват много фина филтрация на маслото.
Как се контролира хлабината — дебелина на зъба и разстояние между центровете
Негативна реакция в спирална предавка двойката се определя от две независими променливи: дебелината на зъба на всяко зъбно колело (измерена в нормалната равнина като нормална хордова дебелина на зъба s_n) и действителното междуосово разстояние, на което е сглобена двойката. Връзката между тези фактори и получения хлабинен удар е:
j_n = (s_n_номинално − s_n_действително_пиньоно − s_n_действителна_предавка) × cos α_n
На практика, хлабината се контролира предимно чрез определяне на дебелината на зъба. отклонение от номиналната — правейки зъбите на зъбното колело малко по-тънки от перфектната номинална дебелина на еволвентата. DIN 3967 предоставя стандартизирана система от класове на толеранс на дебелината на зъба, които определят колко по-тънък може да бъде действителният зъб спрямо номиналната.
DIN 3967 Система за толеранс на дебелината на зъба
DIN 3967 определя допустимото отклонение на дебелината на зъба за спирална предавка като две отклонения от номиналната дебелина на зъба: горно отклонение A_s (колко по-тънка от номиналната е максимално допустимата дебелина на зъба) и долно отклонение A_i (колко по-тънка е минималната). Както A_s, така и A_i са отрицателни (действителният зъб винаги е по-тънък от номиналния, за да се осигури хлабина). Толерансът на дебелината на зъба T_s = A_s − A_i.
| Клас DIN 3967 | Описание | Типичен диапазон на j_n (при Mn=5, α_n=20°) | Приложение |
|---|---|---|---|
| d (много голям) | Много голям допустим луфт | 0,30–0,60 мм | Тежки, бавни промишлени задвижвания; големи температурни колебания; лесен монтаж |
| e (голям) | Голяма обратна реакция | 0,20–0,40 мм | Стандартни индустриални скоростни кутии (кранови подемници, конвейери, помпи) |
| f (нормално) | Нормален хлабинен удар | 0,14–0,28 мм | Общи машини, стандартни затворени скоростни кутии — най-често срещаната спецификация |
| g (тесен) | По-тесен хлабинен механизъм | 0,08–0,18 мм | Прецизни машини, металорежещи машини (непозициониращи оси) |
| h (стегнат) | Стегнато — от нула до минимално | 0,00–0,10 мм | CNC позициониращи оси, ротационни маси, регистрационни задвижвания за печатни машини, серво приложения с обръщане |
Стандартен хлабина срещу стегнат хлабина - кога и двата са подходящи
Детайл на зъба на спираловидно зъбно колело — хлабината е хлабината на незадвижващите страни (хлабавата страна), когато задвижващите страни са в контакт. Тя се определя от действителната дебелина на зъба спрямо номиналната, измерена като нормална хордова дебелина на зъба s_n на делителната окръжност.
Стандартен хлабинен ход (DIN 3967 клас e/f) — Задвижвания за силова трансмисия
Стандартният хлабинен ход (клас e или f по DIN 3967) е правилната спецификация за по-голямата част от спирална предавка Задвижвания за пренос на енергия — кранове, конвейери, компресори, помпи, вентилатори и общи затворени скоростни кутии. При клас f (нормален), хлабината от приблизително 0,1–0,25 мм осигурява достатъчна хлабина за термично разширение, отчита производствените допуски и позволява на смазочния филм да функционира правилно. Стандартната хлабина не причинява никакви оперативни проблеми при еднопосочни или рядко реверсиращи задвижвания — хлабината е твърде малка, за да произведе чуваем удар, когато реверсирането е бавно или рядко.
Стегнат хлабинен механизъм (DIN 3967 клас g/h) — когато е от значение
В две специфични категории приложения се изисква стегнат хлабинен механизъм, като и двете включват спирална предавка двойки, които често обръщат посоката си и където точността на ъгловото положение на изходния вал е от значение:
- Оси за позициониране на CNC машини: Осите X, Y и Z на CNC машините използват зъбно-ребра или сачмено-винтови задвижвания с... спираловидни зъбни колела в серво скоростната кутия. Всеки луфт в зъбната предавка се проявява като загуба на ход, когато оста обърне посоката си — двигателят се движи през луфта, преди масата да започне да се движи, създавайки грешка в позиционирането, равна на луфта, разделен на предавателното число на инструмента. Луфтът от клас g или h (обикновено j_n = 0,01–0,04 mm за Mn = 2–4 зъбни колела на серво скоростната кутия) ограничава тази загуба на ход под целевата повторяемост на позиционирането на оста (обикновено ±1–5 µm).
- Задвижвания на печатни машини и опаковъчни машини: Многоцветните печатни машини изискват точен регистър (подравняване на цвят по цвят) при скорости над 10 000 листа/час. Всеки луфт в зъбните колела, задвижващи печатните цилиндри, води до циклична грешка в регистъра при скоростта на обръщане на осцилиращите задвижвания. Луфтът от клас g е стандартен за задвижванията на печатните цилиндри на печатните машини.
Как се измерва обратната реакция на практика
Използват се три практически метода за проверка спирална предавка обратна връзка в производството и входящия контрол:
| Метод | Как работи | Най-добро за | Ограничение |
|---|---|---|---|
| Анализатор на зъбни колела (дебелина на зъба) | Измерва действителното отклонение на дебелината на зъба (A_s, A_i) на анализатора на зъбни колела; изчислява очаквания хлабинен ход от измерванията на двете зъбни колела | Производствена инспекция; входяща инспекция на свободни зъбни колела преди монтаж | Не отчита действителното отклонение от централното разстояние в корпуса |
| Оловна щуцер (щуцер) в мрежа | Поставете луфтомер между незадвижващите странични страни на зъба, като задвижващите странични страни са в пълен контакт; максималната дебелина на луфта, която преминава = хлабина | Полево измерване на сглобена скоростна кутия; бързо и евтино | Трудно за спираловидни зъбни колела с голяма ширина на повърхността (калибърът трябва да контактува по цялата диагонална контактна линия) |
| Индикатор на зъбния венец | Фиксирайте едно зъбно колело; разклатете свързващото зъбно колело напред-назад; общото отчитане на индикатора = луфт на диаметъра на делителната окръжност | Сглобена скоростна кутия; измерва истинския работен хлабина, включително разстоянието между центровете на корпуса | Изисква едновременен достъп до двата зъбни венца; практично само при отворени или достъпни зъбни зацепвания |
Как се увеличава луфтът с течение на експлоатационния живот
Като спирална предавка Докато двойката зъби се износва през експлоатационния си живот, и двата зъбни стенки постепенно губят материал — действителната дебелина на зъба намалява, а луфтът се увеличава. В добре смазана индустриална скоростна кутия с мек зъбен стенка (QT HB 280), нормалното износване увеличава луфта с приблизително 0,005–0,020 мм годишно при непрекъсната работа при умерено натоварване. Когато луфтът надвиши приблизително 3 пъти първоначалната проектна стойност, шумът от зъбното колело обикновено се увеличава забележимо поради увеличената сила на удара от страната на хлабината при обръщане на натоварването, а напрежението при огъване на основата на зъба се увеличава поради динамично претоварване от удара. Следователно измерването на луфта е полезен параметър за наблюдение на състоянието — увеличаването на скоростта на луфта показва ускоряващо се износване и сигнализира за наближаваща необходимост от поддръжка.
Определяне на хлабина на чертеж на спираловидно зъбно колело
Луфтът е посочен на спирална предавка чертеж през класа на отклонение от дебелината на зъба съгласно DIN 3967. Правилната нотация на чертежа се появява в таблицата с данни за зъбното колело като:
Клас на отклонение по дебелина на зъба: DIN 3967 − [клас на хлабина][клас на толеранс]
Пример: DIN 3967 − ef (клас на хлабина e, толеранс на дебелината на зъба f)
Двата знака определят: първият е класът на хлабина (от a до d = голяма; e, f = нормална; g, h = стегната), а вторият е допустимото отклонение на дебелината на зъба (колко широка е лентата от максималната до минималната дебелина на зъба). Общи спецификации за спираловидни зъбни колелаDIN 3967 − ef (нормално промишлено), DIN 3967 − fg (прецизно промишлено), DIN 3967 − gh (серво/позициониране).
Korea Ever-Power — обратна реакция, уточнена и проверена за всяка поръчка
Стадионът на Корея Евър-Пауър спирална предавка — отклонението в дебелината на зъба съгласно DIN 3967 се измерва на анализатора на зъбни колела и се отчита в сертификата от инспекцията. Потвърждението за клас на хлабина е включено като стандартна документация за всяка поръчка за прецизна обработка.
Korea Ever-Power определя правилния клас на хлабина по DIN 3967 за всеки спирално нарязано зъбно колело поръчка — потвърждаване на подходящия клас за типа приложение (стандартно предаване на мощност срещу позициониращо серво) и проверка на действителното отклонение на дебелината на зъба чрез измерване с анализатор на зъбни колела. Като директно производител на спирални зъбни колелаКласът на хлабина се потвърждава в сертификата за инспекция, предоставен с всяка поръчка.
Често задавани въпроси
Не — класът на точност по DIN (DIN 3962) и класът на хлабина (DIN 3967) са независими спецификации. Зъбното колело може да бъде с точност по DIN клас 5 със стандартен хлабина (клас e/f) или с точност по DIN клас 8 с тесен хлабина (клас g/h). Класът на точност определя доколко профилът, стъпката и разстоянието между зъбците съответстват на идеалната геометрия; класът на хлабина определя колко тънък е действителният зъб спрямо номиналната дебелина. И двете трябва да бъдат посочени на чертежа — нито едната не предполага другата.
Когато спирална предавка Когато скоростната кутия се загрее, корпусът се разширява — увеличавайки междуосевото разстояние. Тъй като хлабината j_n ∝ (C − C_design) за дадена дебелина на зъба, увеличаването на C увеличава хлабината. Самите зъби на зъбното колело също се разширяват, но междуосевото разстояние на корпуса нараства пропорционално повече от диаметрите на стъпката на зъбното колело за типично стоманено зъбно колело в чугунен корпус — защото корпусът има по-голяма дължина при работна температура (200 мм междуосево разстояние спрямо 40 мм радиус на зъбното колело). Това означава, че хлабината винаги е по-голяма при работна температура, отколкото при студен монтаж, поради което минималната хлабина трябва да се проектира при работна температура, а не при студен монтаж.
Истински нулево хлабине не е постижимо в стандартен единичен спирална предавка чифт поради производствени допуски и изисквания за термично разширение. Какво е постижимо: анти-хлабина спирална предавка двойки, използващи пружинно аксиално предварително натоварване, за да компенсират хлабината — едното зъбно колело се разделя аксиално на две и пружина притиска едната половина към свързващото зъбно колело, за да елиминира хлабината от страната на хлабината. Този подход постига почти нулева хлабина за приложения за позициониране, но за сметка на по-висока скорост на износване на страните на зъбите поради постоянната сила на предварително натоварване и увеличена загуба на въртящ момент на задвижването поради триенето при предварително натоварване.
За повечето общи индустриални преноси на енергия спирална предавка подмяна — кранови подемници, конвейерни задвижвания, помпени скоростни кутии, вентилаторни задвижвания — DIN 3967 клас e (голям) или клас f (нормален) е подходящ. Клас e е за предпочитане, когато оригиналният корпус на скоростната кутия е износен и действителното междуосово разстояние е малко по-голямо от номиналното (което води до по-малък запас от хлабина, отколкото би осигурил нов корпус). Клас f е стандартен за нови корпуси и резервни зъбни колела в добри корпуси. Посочвайте клас g или h само ако приложението е потвърдено като серво или позициониращо задвижване — по-малкият хлабинен ход от необходимия създава трудности при монтажа и ускорено износване без никаква оперативна полза.
Посочете правилния клас на хлабина за вашето спирално зъбно колело
Посочете типа на приложението, работния температурен диапазон и дали задвижването се върти назад под товар. Korea Ever-Power потвърждава правилния клас на хлабина по DIN 3967, посочва го на производствения чертеж и проверява действителното отклонение на дебелината на зъба чрез измерване с анализатор на зъбни колела при всяка поръчка.
DIN 3967 класове от a до h · Измерване на дебелината на зъба на анализатор на зъбни колела · Сертификат за хлабина · Минимално количество за поръчка 1 брой
Редактор: Cxm
