Čínský výrobce ND Exporter 150kw spirálová převodovka pro traktory s vývodovým hřídelem (B170)

Jak navrhnout spirálovou převodovku

V podstatě je ozubené kolo rotující kruhová součást stroje, která má do sebe vyříznuté zuby pro přenos točivého momentu nebo rychlosti. Ozubená kola fungují na podobném principu jako páky. Ozubená kola jsou však obvykle asymetrická a mají do sebe zabírající zuby, které spolupracují pro přenos točivého momentu nebo rychlosti.

Úhel šroubovice

Ať už hledáte pravoúhlou převodovku nebo šikmou převodovku, úhel zubů je důležitým faktorem. Ovlivňuje kontaktní poměry, radiální sílu a krouticí moment ozubeného kola.
Šroubová převodovka používá stejné základní prvky jako čelní ozubené kolo, až na to, že má zuby blíže u sebe. Je také vhodnější pro aplikace s vysokým zatížením. Je také tišší než konvenční ozubená kola. Hlavní rozdíly mezi spirálovou převodovkou a čelním ozubeným kolem jsou její stoupání a úhel stoupání šroubovice.
Stoupání šikmého ozubeného kola se měří v rovině kolmé ke směru zubů. Může se také nazývat kruhová stoupání. Stoupání šikmého ozubeného kola může být větší nebo menší než kruhová stoupání.
Normální stoupání šikmého ozubeného kola se také měří v rovině kolmé k jeho směru otáčení. Často se nazývá referenční hodnota.
Na rozdíl od čelního ozubeného kola nemá šikmé ozubené kolo jedinečný optimální úhel záběru. Kontaktní poměr šikmého ozubeného kola se s rostoucím úhlem záběru snižuje. To je způsobeno tím, že se zkracuje délka kontaktní čáry.
Stoupání šroubovicové planetové převodovky lze vypočítat vydělením celkového úhlu stoupání pastorku a ozubeného kola součtem jejich normálových úhlů záběru. Úhel stoupání se obvykle pohybuje mezi 15 a 30 stupni.

Osová vzdálenost

Při návrhu spirálové převodovky je klíčovým vstupním parametrem osová vzdálenost mezi ozubenými koly. Osová vzdálenost by měla být přesně vypočítána a upravena na základě skutečných podmínek použití. Poddimenzované osové vzdálenosti způsobují, že ozubené kolo zabírá v jiném bodě než v bodě stoupání, což může vést ke zvýšenému hluku, předčasnému opotřebení a amplitudově modulovaným vibracím.
Nejlepším způsobem, jak vypočítat osovou vzdálenost šikmého ozubeného kola, je vypočítat úhel stoupání šroubovice. Toto se často označuje jako základní pravidlo ozubení. Úhel stoupání šroubovice je matematický výraz, který definuje vztah mezi příčnou a normálovou rovinou zubu ozubeného kola. Průměr roztečné kružnice se zvětšuje s úhlem stoupání šroubovice.
Počet zubů v ozubeném kole je také relevantním vstupním parametrem. Pro určení úhlu stoupání šroubovice je třeba zvážit řadu faktorů, jako je hloubka zubu, průměr stoupání, počet zubů a poloměry indexové kružnice. Hloubka zubu je užitečným způsobem pro výpočet spodní vůle.
Během návrhu šroubovicové sítě vznikají radiální a axiální axiální síly. Úhlová vůle ozubeného kola se může lišit v závislosti na typu ozubeného kola, průměru stoupání a převodovém poměru. Celková délka kontaktních čar se mění postupněji s úhlem šroubovice.
Důležitý je také počet průřezů ve spirálovém záběru. Radiální modulární tvar je na výrobu ekonomičtější. Šroubovou převodovku lze vyrobit pomocí stejných nástrojů pro řezání zubů jako čelní ozubená kola.

Vůle

Plynulé otáčení ozubených kol je důležité. Vůle je však problém, který je třeba řešit. Existuje několik způsobů, jak vůli regulovat. Požadovaná velikost vůle závisí na aplikaci, velikosti a přesnosti ozubených kol.
Existují dva základní způsoby, jak snížit vůli. Prvním je zmenšení vzdálenosti mezi středy ozubených kol. Druhým je použití pružinových ozubených kol. Druhý funguje lépe u jednosměrných pohonů s nízkým krouticím momentem.
Rozdíl mezi vzdálenostmi se nazývá příčný kontaktní poměr. Čím delší je vzdálenost, tím větší je rotační pohyb. Úhlová vůle je opakem radiální vůle.
Vůli lze také měřit z hlediska úhlové vzdálenosti mezi dvěma ozubenými koly. Toto měření lze převést na úhlovou hodnotu na provozní roztečné kružnici. Dalším příkladem je šnekové kolo.
Pomocí správné kalkulačky vůle můžete určit správnou velikost vůle pro vaši spirálovou převodovku. Velikost vůle závisí na přesnosti jednotlivých ozubených kol a typu převodovky.
Převodovka má také komponenty, jako jsou řemenice, ložiska a kola. Existuje několik způsobů, jak snížit vůli, včetně použití šroubů a podložek ke zmenšení osové vzdálenosti mezi ozubenými koly. V aplikacích s vysokým zatížením je běžná tuhá šroubová sestava.
Pro výpočet vůle ozubeného soukolí je nutné znát převodový poměr každého ozubeného kola v soukolí a míru jeho spojení s referenčním hřídelem. Tato informace je obzvláště užitečná pro kumulativní vůli.

Trvanlivost

Optimální konstrukce, materiály, výroba a postupy údržby ovlivňují životní cyklus ozubeného kola. To zahrnuje náklady na výrobu, opravy a výměny. Optimální plán údržby musí také zohledňovat náklady životního cyklu.
Životnost ozubeného kola lze prodloužit správným odlehčením špičky zubu. Tím se sníží opotřebení, zlepší záběr a prodlouží se životnost ozubeného kola.
Šroubová převodovka je specializovaný typ převodovky, která transformuje výkon z jedné pravoúhlé osy na druhou. Mezi typické aplikace patří automobilové převodovky. Je oblíbenou volbou v aplikacích s vysokými otáčkami, vysokým zatížením nebo nerovnoběžnými hřídeli. Je tišší a plynulejší než čelní ozubená kola. Modulární výrobní metoda používaná u spirálových převodovek poskytuje nejlepší možný standard pro integritu a výkon součástí.
Jednou z nejdůležitějších součástí spirálové převodovky jsou axiální ložiska. Ta podpírají axiální síly vytvářené ozubenými koly a mohou některé z nich absorbovat. Spirálová převodovka je nejvhodnější pro aplikace s vysokým zatížením, které vyžadují plynulý pohyb ozubeného kola.
Dobrá spirálová převodovka je taková, která je vyrobena s ložisky, která zvládnou axiální zatížení. Pro zajištění vůle nástroje je často potřeba spirálová převodovka s centrálním žlabem. Úhel stoupání šroubovice má také vliv na její trvanlivost.
Úhel stoupání šroubovice je také zdrojem největší axiální síly vytvářené šikmým ozubeným kolem. Tato velká axiální síla je vytvářena řadou speciálně úhlově řezaných zubů. To může být jeden z důvodů, proč se šikmá ozubená kola používají ve vysokorychlostních aplikacích.

Hluk

Obecně řečeno, šikmá ozubená kola jsou považována za relativně tišší než čelní ozubená kola. Odhaduje se, že šikmé ozubené kolo s axiálním kontaktním poměrem 2 je asi o 19 dB tišší než čelní ozubené kolo se stejným kontaktním poměrem.
Termín „kvílení“ se často používá k popisu tonálního charakteru hluku převodovky. To je funkce dynamických sil, které působí na záběr ozubených kol. Dynamické síly souvisí s rychlostí otáčení.
Existují dva hlavní typy hluku převodovky: hluk specifický pro převodovku a hluk periferních komponent. Oba tyto typy mohou být způsobeny vysokorychlostními převody přenášejícími výkon motoru.
Hluk specifický pro převodové kolo může souviset s počtem zubů v kontaktu. Nízký kontaktní poměr může zpomalit rychlost otáčení hnaného ozubeného kola. Vysoký kontaktní poměr však nesníží chybu převodu. Proto je důležité upřednostnit svůj konstrukční záměr před zahájením jakýchkoli opatření ke snížení hluku.
Tónový charakter hluku převodovky lze určit sběrem a analýzou dat po určitou dobu. To může zahrnovat sérii testů při zatížení v požadovaném rozsahu zatížení. Toto měření může sloužit jako výchozí bod pro analýzu hlavní příčiny poruchy převodovky.
Hluk specifický pro zařazený převodový stupeň má řadu mechanismů. Patří mezi ně výše zmíněný signál chyby převodovky a kvílení specifické pro zařazený převodový stupeň.

Aplikace

Různá průmyslová odvětví, jako je plastikářský, tiskařský, cementářský a další těžký průmysl, používají spirálové převodovky. Mezi jejich výhody patří nízká spotřeba energie, tišší provoz a aplikace s vysokým zatížením. Existují však i určitá omezení. Například teplo generované kluzným kontaktem je překážkou účinnosti. Je také třeba poznamenat, že hmotnost převodovky ovlivňuje její výkon.
Existují dva způsoby, jak vytvořit záběr mezi šikmými ozubenými koly. První metoda spočívá v umístění hřídelí orientovaných pod určitým úhlem šroubovice do sítě. Druhá metoda spočívá v umístění hřídelí orientovaných pod různým úhlem šroubovice. Rozdíl v úhlech se označuje jako úhel šroubovice.
Šroubová převodovka je nejrozšířenější převodovkou. Má kompaktní rozměry a pracuje s vysokou účinností. Je užitečná pro pohon dopravníků, chladičů a strojů. Používá se také v automatizovaných řídicích systémech.
U nerovnoběžných hřídelí se často volí šikmá ozubená kola před čelními. Používají se také v převodovkách pro automobilové aplikace a ve výtazích. Snižují také vibrace.
Ozubená kola jsou vyrobena ze speciálních zubů, které jsou s osou natočené pod úhlem. Jsou také řezány pod úhlem. To umožňuje kolmý záběr. Lze je rozdělit do dvou základních kategorií: ozubená kola s kříženými osami a ozubená kola s jednoduchými šroubovicovými koly. Ozubená kola s jednoduchými šroubovicovými koly mohou být pravotočivá nebo levotočivá. Ozubená kola s kříženými osami se obvykle používají ke spojení rovnoběžných hřídelí.

editor od CX 2023-06-07