Tři typy spojení hřídelí pro šikmá ozubená kola
A spirálové ozubené kolo je spojen s hřídelí jedním ze tří mechanismů, z nichž každý je vhodný pro jiný rozsah krouticího momentu a frekvenci montáže:
Obdélníkový ocelový klíč je zasunut do odpovídajících drážek v hřídeli i v spirálové ozubené kolo otvor, přenášející krouticí moment přes smykovou plochu pera. Tolerance otvoru H7 (vůle) – ozubené kolo lze nasouvat a snímat na hřídel ručně nebo lehkým tlakem. Vhodné pro ozubená kola vyžadující pravidelnou demontáž pro údržbu. Toto je výchozí připojení pro průmyslové použití. šikmá ozubená kola v M3–M32.
Tolerance otvoru P7 nebo R7 – spirálové ozubené kolo se nalisuje nebo smršťuje na hřídel s radiálním přesahem 0,01–0,05 mm. Točivý moment se přenáší třením na rozhraní hřídele a otvoru; nepoužívá se pero. Výhody: žádná koncentrace napětí z drážky pro pero; pro krouticí moment je k dispozici celá plocha otvoru; žádné tření v místě kontaktu s perem. Nevýhody: vyžaduje hydraulický lis nebo ohřev pro instalaci a demontáž. Používá se pro trvalá spojení s vysokým krouticím momentem v těžkém průmyslu.
Evolventní drážkování (DIN 5480) s mnoha malými zuby po obvodu otvoru rozkládá krouticí moment na velkou kontaktní plochu, což umožňuje mnohem vyšší krouticí moment než jedno pero při stejném průměru hřídele a zároveň je snadno demontovatelné. Používá se pro spoje hnacích hřídelí vozidel s vysokým krouticím momentem, převodovky jeřábů a jakékoli aplikace, kde spirálové ozubené kolo musí být opakovaně demontovány a znovu instalovány bez speciálního vybavení.
Rozměry pera DIN 6885-1 – referenční tabulka
Norma DIN 6885, část 1, specifikuje standardní rozměry pera (Passfeder) pro daný průměr hřídele. Šířka pera b a výška h se volí z tabulky norem na základě průměru hřídele v místě... spirálové ozubené kolo otvor:
| Rozsah průměrů hřídele (mm) | Šířka klíče b (mm) | Výška klíče (mm) | Hloubka v hřídeli t₁ (mm) | Hloubka v náboji t₂ (mm) |
|---|---|---|---|---|
| 17–22 | 6 | 6 | 3.5 | 2.8 |
| 22–30 | 8 | 7 | 4.0 | 3.3 |
| 30–38 | 10 | 8 | 5.0 | 3.3 |
| 38–44 | 12 | 8 | 5.0 | 3.3 |
| 44–50 | 14 | 9 | 5.5 | 3.8 |
| 50–58 | 16 | 10 | 6.0 | 4.3 |
| 58–65 | 18 | 11 | 7.0 | 4.4 |
| 65–75 | 20 | 12 | 7.5 | 4.9 |
| 75–85 | 22 | 14 | 9.0 | 5.4 |
| 85–95 | 25 | 14 | 9.0 | 5.4 |
| 95–110 | 28 | 16 | 10.0 | 6.4 |
| 110–130 | 32 | 18 | 11.0 | 7.4 |
| 130–150 | 36 | 20 | 12.0 | 8.4 |
| 150–170 | 40 | 22 | 13.0 | 9.4 |
Zdroj: DIN 6885-1:2019 (tvar A, ploché pero, zaoblené konce). t₁ = hloubka drážky pro pero v hřídeli, t₂ = hloubka drážky pro pero v náboji (spirálové ozubené kolo Výška pera h zasahuje do drážek pro pero na hřídeli i náboji; celková hloubka záběru = t₁ + t₂ ≈ h s malou vůlí na horní straně pera.
Výběr tolerance díry – vysvětlení H7, K7 a P7
Šroubovitý spoj ozubeného hřídele – tolerance díry (vůle H7, přechod K7 nebo přesah P7) určuje způsob montáže a kapacitu krouticího momentu na rozhraní díry a hřídele. Pero DIN 6885-1 přenáší krouticí moment v sestavách s vůlí H7; spoje s přesahem přenášejí krouticí moment třením bez použití pera.
| Tolerance díry (ISO 286-1) | Typ fit | Vůle nebo přesah při ⌀50 mm | Metoda montáže | Uveďte kdy |
|---|---|---|---|---|
| H7 | Vůle (s hřídelí h6) | +0,000 / +0,025 mm vůle | Ruční tlak nebo lehké kladivo; klíč přenáší krouticí moment | Standardně odnímatelné spirálové ozubené koloklíč potřebný pro utahovací moment |
| K7 | Přechod (s hřídelí k6) | −0,002 / +0,023 mm (přechod) | Lehký stisk; klávesa zvyšuje utahovací moment | Snížené riziko vibrací/tření v porovnání s H7; střední frekvence demontáže |
| M7 | Přechod / interference světla | −0,009 / +0,016 mm | Lis (nejlépe hydraulický) | Časté odstraňování; lepší udržení krouticího momentu než klíč H7+ pro reverzaci zátěže |
| P7 | Rušení | interference −0,026 / −0,001 mm | Hydraulický lis (10–30 tun); nebo ohřev ozubeného kola na 150–200 °C | Trvalé nebo řídce demontovatelné spojení; vysoká reverzní zátěž; při středním utahovacím momentu není potřeba klíč |
| H6 | Přesná vůle | +0,000 / +0,016 mm (pevnější než H7) | Selektivní uchycení – musí být spárováno s odpovídající hřídelí | Přesné indexování nebo registrování; servo převodovky, kde je kritická soustřednost |
Minimální tloušťka stěny – od otvoru k patní kružnici
Tloušťka stěny mezi spirálové ozubené kolo Vrtání a kružnice paty ozubeného kola musí být dostatečné, aby se zabránilo praskání v patě zubu během tepelného zpracování (tepelné gradienty v tenkých řezech způsobují zbytková napětí, která mohou vést k praskání kalením) a aby se zabránilo deformaci čelní plochy náboje pod kontaktním tlakem lisovaného spoje:
Minimální tloušťka stěny: t_wall ≥ 2,5 × Mn (korejská norma Ever-Power pro cementovaná ozubená kola)
t_wall ≥ 2,0 × Mn (minimum pro ozubená kola QT při mírném zatížení)
Kontrola zdi:
Průměr kořenové kružnice d_f = Mn × (z − 2,5) / cos β (standardní dedendum 1,25 × Mn)
Maximální průměr otvoru d_bore_max = d_f − 2 × t_wall_min
Příklad: M8, z=30, β=20°, cementace:
d_f = 8 × (30 − 2,5) / cos20° = 8 × 27,5 / 0,9397 = 234,1 mm
t_stěny_min = 2,5 × 8 = 20 mm
d_bore_max = 234,1 − 2 × 20 = 194,1 mm
V tomto příkladu je otvor větší než 194 mm spirálové ozubené kolo by porušilo minimální tloušťku stěny a riskovalo by vznik praskání kalením během cementace nebo porušení čelní plochy náboje při instalaci lisováním. Společnost Korea Ever-Power kontroluje omezení tloušťky stěny ve fázi kontroly výkresu a před zahájením výroby označí jakoukoli kombinaci modulu díry, která porušuje minimum.
Dvojitá drážka pro pero – pro velmi vysoký točivý moment na velkých modulových ozubených kolech
Pokud požadovaný krouticí moment překročí kapacitu jednoho klíče dle DIN 6885-1 při daném průměru hřídele, dva klíče umístěné diametrálně protilehle (o 180° od sebe) zdvojnásobí celkovou kontaktní plochu klíče a sníží smykové napětí na klíč na polovinu. Dvojité drážky pro klíče jsou standardem pro šikmá ozubená kola s průměrem hřídele nad přibližně 150 mm u pohonů s vysokým točivým momentem. Dvě drážky pro pero musí být umístěny přesně pod úhlem 180° – změřeno a ověřeno souřadnicovým měřicím strojem po obrábění. Úhlová odchylka mezi dvěma drážkami pro pero větší než ±0,1° vytváří nerovnoměrné zatížení pera, což efektivně snižuje krouticí moment u dvojitého pera na přibližně 1,6× místo 2× hodnoty u jednoho pera.
Drážkovaný spoj dle DIN 5480 – Kdy zvolit drážkovaný spoj před perem
Evolventní drážkovaný náboj dle DIN 5480 nahrazuje jednoduchou drážku pro pero 10–80 malými drážkovanými zuby s evolventním profilem po obvodu otvoru. Krouticí moment drážky převyšuje krouticí moment jedné drážky pro pero 3–8krát při stejném průměru hřídele, protože krouticí moment je rozložen na mnoho zubů, nikoli soustředěn na jednu drážku. Drážkování nad perem zvolte, když:
- Je nutná častá demontáž: Drážkované spojení lze sestavit a rozebrat bez speciálního nářadí (drážkování s posuvným uložením) a přitom stále přenášet velmi vysoký točivý moment – kombinuje točivý moment přesahujícího uložení s demontáží vůle H7. Běžné v aplikacích s hnacími hřídeli vozidel a převodovkami jeřábů.
- Velmi vysoký točivý moment při středním průměru hřídele: Pro spirálové ozubené kolo U hřídele o průměru 100 mm přenášejícího moment 5 000 N·m by došlo ke smyku jediného pera dle DIN 6885-1 (28 × 16 mm) v místě zaoblení kořene pera. Drážkování dle DIN 5480 s 20 zuby a modulem 2,5 poskytuje 10–15× větší krouticí moment při stejném průměru hřídele 100 mm.
- Přesné úhlové polohování: Drážkování dle DIN 5480 s vystředěným průměrem (vystředěné na vnějším průměru drážky) zajišťuje přesnost soustřednosti mezi ozubeným kolem a hřídelí v rozmezí 0,005–0,015 mm – lepší než pero H7, které umožňuje mírnou odchylku soustřednosti mezi otvorem a hřídelí od vůle.
Korea Ever-Power – Obrábění otvorů a drážek pro pera jako standard
CNC obrábění Ever-Power v Koreji spirálové ozubené kolo otvor a drážka pro pero dle DIN 6885-1 – otvor je dokončen s tolerancí H7 (ověřeno kalibrovanou dutinoměrnou měrkou), drážka pro pero je proříznuta na přesné rozměry b × h z tabulky DIN 6885-1 pro průměr hřídele a tloušťka stěny je potvrzena oproti minimu 2,5 × Mn před konečnou dodávkou
Společnost Korea Ever-Power obrábí rozměry otvoru, drážky pro pero a náboje každého ozubené kolo se spirálovým řezem Zakázka dle výkresové specifikace zákazníka. Standardní zpracování: otvor v toleranci H7 (potvrzeno dutinoměrem a souřadnicovým měřidlem), drážka pro pero DIN 6885-1 proražená v toleranci h9, poloha drážky pro pero ověřena při úhlech 90° a 180° dle požadavku, tloušťka stěny potvrzena minimálně na 2,5 × Mn. Korea Ever-Power také obrábí drážkované otvory dle DIN 5480 a otvory s přesahem (P7) pro náročné aplikace. Jako přímý výrobce šikmých ozubených kolObrábění otvoru se provádí po broušení zubů jako finální obráběcí operace – zajišťuje se, že soustřednost otvoru a úhlová poloha drážky pro pero se měří vzhledem k referenčnímu zubu hotového ozubeného kola, nikoli k polotovaru před broušením. Procházejte sortiment šikmých ozubených kol pro všechny konfigurace otvorů a připojení.
Často kladené otázky
Pro dynamickou rovnováhu je při vysokých rychlostech důležitá poloha drážky pro pero vzhledem k zubu. šikmá ozubená kolaKlínová drážka odebírá z otvoru malou asymetrickou hmotu – přibližně 0,5–21 TP3T hmotnosti tělesa ozubeného kola v závislosti na modulu a tloušťce stěny náboje. Na šikmá ozubená kola Při otáčkách nad 1 500 ot./min může tato asymetrická hmota způsobit měřitelnou nerovnováhu, která vyvolá vibrace o frekvenci hřídele 1×. Korea Ever-Power nabízí dynamické vyvažování dokončených šikmá ozubená kola Vyvážení podle normy ISO 21940 třídy G6.3 nebo lepší pro všechna ozubená kola s rychlostí na ose stoupání nad 10 m/s, obvykle odstraněním malého množství materiálu z opačné strany čelní plochy náboje. Úhlová poloha drážky pro pero je zdokumentována v souboru objednávky, aby bylo možné zaznamenat a reprodukovat místo korekce vyvážení pro budoucí náhradní ozubená kola.
Pro hřídel 60 mm: pero DIN 6885-1 = 18 × 11 mm (z rozsahu průměrů hřídele 58–65 mm). Smyková plocha pera = b × L_key × τ_allowable, kde L_key je efektivní délka záběru pera (rovnající se spirálové ozubené kolo šířka čelní plochy b, ale nepřesahující doporučenou délku pera dle DIN 6885-1 pro průměr hřídele). Pro ocelové pero v ocelové hřídeli a náboji je τ_přípustné ≈ 60–100 N/mm² (v závislosti na typu zatížení – statické nebo cyklické). Pro b = 18 mm, L_pero = 50 mm (šířka čelní plochy), τ = 80 N/mm²: Smyková síla pera = 18 × 50 × 80 = 72 000 N; Momentová kapacita T = Síla × poloměr_hřídele = 72 000 × 0,030 = 2 160 N·m. Pro vyšší momenty na hřídeli 60 mm použijte uložení K7 nebo M7 (přidává tření mezi dírou a hřídelí) nebo použijte drážkované spojení dle DIN 5480.
Pro otvor P7 na hřídeli 50 mm (tolerance hřídele k6) je jmenovitý přesah radiálně 0,017 až 0,042 mm. Kapacita třecího momentu tohoto přesahového uložení: T_tření = f × π × d_otvor × L_náboj × p × (d_otvor / 2), kde p = přesahový tlak = E × δ × (d_otvor)^(−1) × součinitel stěny [MPa], f = součinitel tření ≈ 0,12–0,15 (bezolejová ocel-ocel, lisovaná montáž). Pro otvor 50 mm × přesah 0,03 mm × délka náboje 40 mm: p ≈ 210 GPa × 0,03 / (50 × korekce stěny) ≈ 50–70 MPa; T ≈ 0,13 × π × 50 × 40 × 60 × 25 ≈ 1 220 N·m. To je přibližně 60% ekvivalentního krouticího momentu pro pero – ale přesahové uložení přenáší krouticí moment bez koncentrace napětí v drážce pro pero, což poskytuje lepší odolnost proti únavě při reverzaci nebo cyklickém krouticím momentu. Korea Ever-Power poskytuje teoretický výpočet krouticího momentu pro jakékoli přesahové uložení P7. spirálové ozubené kolo vrtání na požádání.
Ano – za předpokladu, že nový větší otvor neporušuje minimální tloušťku stěny (2,5 × Mn od otvoru k patní kružnici). Otvor se po dokončení veškerého tepelného zpracování a broušení znovu vyvrtá na CNC soustružnickém centru a poté se drážka pro pero znovu prořízne na rozměry dle DIN 6885-1 pro nový průměr hřídele. Pokud zvětšení otvoru vyžaduje rozšíření drážky pro pero: mění se šířka i hloubka drážky pro pero dle DIN 6885-1 pro nový rozsah průměrů hřídele. Společnost Korea Ever-Power nabízí zvětšení otvoru jako modifikační službu u všech dříve dodaných součástí. spirálové ozubené kolo, v závislosti na kontrole tloušťky stěny. Cena za objednávku nového ozubeného kola se obvykle pohybuje v rozmezí 20–351 TP3T – což je výrazně levnější než objednávka nového ozubeného kola, když se změnila pouze velikost díry.
Specifikace otvoru, drážky pro pero a náboje pro vaše šikmé ozubené kolo
Uveďte průměr hřídele, přenášený krouticí moment, frekvenci montáže a preferovaný typ připojení. Společnost Korea Ever-Power před zahájením výroby standardně ve fázi kontroly výkresu potvrzuje správné rozměry klíče DIN 6885-1, třídu tolerance díry a tloušťku stěny.
Vrtání H7/K7/P7 · Klín DIN 6885-1 · Drážka DIN 5480 · Dvojitá drážka pro pero · Kontrola tloušťky stěny · Vyvážení třídy G6.3 k dispozici
Střihač: Cxm
