Kineski vrući prodavani reduktor brzine spiralnog konusnog mjenjača F serije za dizajn spiralnog mjenjača inženjerskih mašina

Kako odabrati spiralni mjenjač

Izbor najboljeg spiralnog mjenjača zavisi od vrste primjene za koju želite koristiti zupčanik. Morat ćete uzeti u obzir kontaktne omjere i ukupan potreban broj pomaka profila.

Čeoni zupčanici su efikasniji od spiralnih zupčanika

U poređenju sa spiralnim zupčanicima, cilindrični zupčanici imaju ravne zube koji su paralelni sa osom zupčanika. Zbog veće efikasnosti, cilindrični zupčanici se često koriste u primjenama sa malim brzinama. Međutim, spiralni zupčanici su bolji za primjene sa niskim nivoom buke i velikim brzinama. Uprkos svojim prednostima, cilindrični zupčanici se koriste i u nekim uređajima.
Zupčanici s ravnim zubima nisu toliko otporni kao drugi zupčanici. Manje su efikasni u prijenosu snage na velike udaljenosti i stvaraju previše buke pri velikim brzinama. Također nameću radijalno opterećenje na ležajeve. Također proizvode značajne vibracije koje mogu ograničiti maksimalnu brzinu rada.
Spiralni zupčanici su bolji u prenosu opterećenja. Koriste se u brojnim primjenama, uključujući mjenjače automobila, liftove i transportere. Spiralni zupčanici također generiraju veliku količinu potiska. Također su tiši od cilindričnih zupčanika.
Za razliku od cilindričnih zupčanika, spiralni zupčanici koriste ležajeve za podupiranje aksijalnog opterećenja. Također imaju više zuba, tako da mogu podnijeti veće opterećenje od cilindričnih zupčanika. Mogu se koristiti i u neparalelnim osovinama.
Spiralni zupčanici se uglavnom koriste u mehaničkim sistemima velike brzine. Također imaju manje trošenje pojedinačnih zuba i tiši su u radu od cilindričnih zupčanika.
Spiralni zupčanici su poboljšana verzija cilindričnih zupčanika. Također se koriste u štamparskoj industriji, liftovima i mjenjačima za automobile. Često se koriste u kombinaciji s pužnim zupčanikom za raspodjelu opterećenja. Imaju veći kapacitet brzine, ali nisu toliko efikasni kao cilindrični zupčanici. Koriste se u nekim mehaničkim sistemima velike brzine jer stvaraju manje buke i vibracija.
Zupčanici sa ravnim zubima se obično koriste u primjenama s malim brzinama, poput letvi i zupčanika. Njihov dizajn ih čini efikasnijim u prijenosu snage, ali su manje otporni od spiralnih zupčanika.
Prostor za dizajn je ograničen na osnovu potrebnog centralnog rastojanja, ciljanog prenosnog odnosa i zbira pomaka profila
Koristeći statistički izvedene parametre, autori su izvršili višekriterijumsku optimizaciju pomjeranja profila dva vanjska cilindrična zupčanika. Glavni cilj ove studije bio je maksimiziranje efikasnosti i minimiziranje gubitka snage u optimiziranom prostoru.
Da bi to uradili, autori su koristili algoritam višekriterijumske optimizacije koji je uključivao sve aspekte optimalnog pomaka profila. Algoritam procjenjuje ciljnu funkciju tokom niza generacija kako bi odredio najbolje rješenje.
Višeciljni optimizacijski algoritam zasnovan je na verificiranom optimizacijskom algoritmu. Ovaj algoritam kombinuje analitičku procjenu opterećenja pritiskom sa efikasnom metodom za izračunavanje deformacija kućišta zupčanika. Koristeći gore navedene formule, autori su uspjeli da identifikuju izvodljivo rješenje. Numerički proračuni su također pokazali da su odgovarajući specifični koeficijenti klizanja savršeno uravnoteženi.
Da bi identificirali najefikasniju metodu za određivanje pomaka profila, autori su odabrali najefikasniju metodu na osnovu ciljeva efikasnosti i mase. Cilj efikasnosti smatran je najvećim s obzirom na malu veličinu rezultirajućeg prostora optimizacije. Ovaj cilj je koristan za smanjenje kvarova usljed habanja.

Najveća termička obrada cilindričnog zupčanika je kaljenje površine. Standard ISO/TR 4467:1982 pruža praktični vodič za zupčanike. Najveći radijusi zupčanika i točka su rb1 i rb2. Odnos širine zuba i prečnika osnovne kružnice zupčanika obično je postavljen na manje od 1.
Brzina klizanja se povećava kako se povećava udaljenost od tačke nagiba u liniji djelovanja
Do deformacija evolventnog profila spiralnog zupčanika dolazi zbog opterećenja zuba. Međutim, optimalni ugao pritiska za zupčanik nije poznat.
Ispravan ugao pritiska za spiralni zupčanik ne može se izračunati bez modela površine. Pod pretpostavkom da je pritisak ravnomjeran po cijelom profilu, ugao pritiska od 20 stepeni bio bi dobra opcija. Međutim, ovo bi zahtijevalo matematički model koji se može izvesti iz Archardove jednačine habanja.
Općenito, na ugao pritiska će uticati prečnik, kao i geometrija zahvata zupčanika. Važno je znati stvarni ugao spiralnog zupčanika jer će to uticati na zakrivljenost profila, normalnu silu i radijalnu silu.
Najbolji način za mjerenje ugla pritiska je uzeti u obzir teorijski prečnik koraka. Ako je prečnik koraka mali, onda će i stvarni ugao biti manji. To će uzrokovati razmak između bokova. Međutim, to također može uzrokovati deformaciju zupčanika, što dovodi do neočekivanog radnog ponašanja.
Jedna zanimljiva tangenta je ravan koraka, imaginarna ravan tangenta na površine koraka. Ravan koraka je ravan okomita na aksijalnu ravan poprečnog presjeka zupčanika. Obično se koristi kao referentna tačka za izračunavanje ugla poprečnog pritiska.
Radni ugao pritiska je ugao linije pritiska zupčastog zahvata. Ovaj ugao je isti kao referentni ugao pritiska, ali je dužina kontaktne linije smanjena.
Najbolji način za izračunavanje radnog ugla pritiska je korištenje linije pritiska zupčanog zahvata. Ovo će dati tačniju vrijednost. Stvarni ugao linije pritiska je također povezan s prijenosnim omjerom. Ovaj omjer se obično daje kao nominalni omjer ugaonih brzina. Stvarne brzine će fluktuirati oko ovog omjera.

Podrezivanje korijena zuba spiralnog zupčanika

Podrezivanje na korijenu zupčanika može utjecati na raspodjelu opterećenja duž linije kontakta spiralnih zupčanika. To može rezultirati većim opterećenjima od nominalnih na nekim zubima i amplitudno moduliranom bukom.
Na korijen zuba utiče niz faktora, uključujući oblik alata za rezanje zuba. Alat za rezanje mora biti dizajniran tako da izbjegne podrezivanje bez smanjenja broja zuba. To se postiže procesom koji se naziva pomicanje profila.
Pomak profila nastaje kada alat za rezanje promijeni dubinu, čime se sprječava podrezivanje. Često se koristi u proizvodnom procesu kako bi se postigao veći omjer preklapanja. Što je veći omjer preklapanja, to je manja varijacija između kontaktnih linija. To smanjuje dinamička opterećenja zuba i smanjuje buku.
Pomak profila najčešće se povezuje s vrhom alata za rezanje. To je tačka u kojoj evolventni profil izlazi iz zupčanika, prije nego što vrh počne da se sužava. Evolventni profil se može definirati za svaki poprečni presjek širine čeone površine zupčanika. Granična tačka je tačka tangencije između evolventnog i korijenskog profila.
Evolventa kruga je uobičajen način definiranja profila zuba zupčanika. Evolventa je putanja koju tačka na liniji prati prilikom kotrljanja po krugu. To je korisna karakteristika za cilindrične evolventne zupčanike.
Ugao zavojnice je također važan za spiralni zupčanik. Omogućava veći kontaktni kapacitet i povećava kapacitet savijanja zupčanika. Mora biti uključen u specifikacije za spiralne zube. Ugao mora biti mjerljiv i sadržavati znak (+-).
Čvrstoća zuba na savijanje zavisi od oblika korijena. Veliko podrezivanje smanjuje čvrstoću zuba.

Kontaktni omjeri

Bez obzira da li je spiralni mjenjač dinamički ili u stacionarnom stanju, odnos kontakta je ključni faktor. Ukupni odnos kontakta definira prosječan broj zuba u kontaktu u ravni djelovanja. Izračunava se množenjem poprečnog odnosa kontakta sa odnosom preklapanja. Odnos preklapanja je uvijek različit od nule.
Ukupni kontaktni omjer mora biti 1,0 ili veći za konstantnu brzinu rotacije na pogonskoj strani. Poznato je da zupčanici s niskim ukupnim kontaktnim omjerom usporavaju rotaciju pogonjenog zupčanika. Na ukupni kontaktni omjer utječe dužina kontaktne linije. Visok kontaktni omjer je dobar izbor za dinamičko opterećenje.
Nizak kontaktni omjer rezultira većim pomakom profila i većom količinom buke. Ako je kontaktni omjer previsok, može uzrokovati prekomjernu brzinu klizanja EAP-a i uzrokovati habanje. Osim toga, neravnomjerna raspodjela opterećenja rezultira amplitudno moduliranim vibracijama.
Spiralni zupčanik je par tankih cilindričnih zupčanika. Zupčanici su postavljeni u ravni koja je paralelna sa širinom čeone površine zuba zupčanika. Svaki zub zupčanika dodiruje bočnu stranu sljedećeg zuba zupčanika. Bočna strana zuba spiralnog zupčanika je trodimenzionalna površina koja je tangenta na osnovne kružnice zupčanika.
Oblik zuba spiralnog zupčanika je također ključni faktor u omjeru kontakta. Oblik zuba je dizajniran da bude u odnosu na radni komad, alat, koeficijente dedenduma, sile zuba i krutost savijanja zuba. Oblik zuba zupčanika također mora biti u odnosu na kinematiku površine zuba i modifikacije mikrogeometrije.
Aktivni profil je područje evolventnog profila između početne i krajnje tačke. Profil zuba koji zadovoljava osnovni zakon djelovanja zupčanika i zuba često se naziva konjugirani profil.

editor by CX 2023-06-08