Kinas hotsælgende F-serie spiralformet konisk gearkasse hastighedsreducer til ingeniørmaskiners spiralformede gearkasse design

Sådan vælger du en spiralgearkasse

Valget af den bedste spiralformede gearkasse afhænger af den type anvendelse, du vil bruge gearet til. Du skal overveje kontaktforholdene og det samlede antal profilforskydninger, der kræves.

Spiralgear er mere effektive end spiralgear

Sammenlignet med spiralformede tandhjul har cylindriske tandhjul lige tænder, der er parallelle med tandhjulets akse. Fordi de er mere effektive, bruges cylindriske tandhjul ofte i applikationer med lav hastighed. Imidlertid er spiralformede tandhjul bedre til applikationer med lav støj og høj hastighed. Trods deres fordele bruges cylindriske tandhjul også i nogle enheder.
Cylindriske tandhjul er ikke så robuste som andre tandhjul. De er mindre effektive til at overføre kraft over lange afstande, og de genererer for meget støj ved høje hastigheder. De påfører også lejer en radial belastning. De producerer også betydelige vibrationer, der kan begrænse den maksimale driftshastighed.
Tandhjul er bedre til at overføre belastninger. De bruges i en række applikationer, herunder biltransmissioner, elevatorer og transportbånd. Tandhjul genererer også store mængder trykkraft. De er også mere støjsvage end cylindriske tandhjul.
I modsætning til cylindriske tandhjul bruger spiralformede tandhjul lejer til at understøtte deres trykbelastning. De har også flere tænder, så de kan håndtere mere belastning end cylindriske tandhjul. De kan også bruges i ikke-parallelle aksler.
Tandhjulsdrev bruges generelt i mekaniske systemer med høj hastighed. De slider også mindre på individuelle tænder og er mere støjsvage end cylindriske tandhjul.
Tandhjulsgear er en forfinelse af cylindriske tandhjul. De bruges også i trykkeriindustrien, elevatorer og gearkasser til biler. De bruges ofte sammen med et snekkegear til at fordele belastningen. De har en højere hastighedskapacitet, men de er ikke så effektive som cylindriske tandhjul. De bruges i nogle mekaniske systemer med høj hastighed, fordi de genererer mindre støj og vibrationer.
Cylindriske tandhjul bruges almindeligvis i applikationer med lav hastighed, såsom tandstangsopstillinger. Deres design gør dem mere effektive til at overføre kraft, men de er mindre robuste end spiralformede tandhjul.
Designpladsen er begrænset baseret på en påkrævet centerafstand, måludvekslingsforhold og summen af ​​profilforskydninger
Ved hjælp af statistisk afledte parametre udførte forfatterne en flermålsoptimering af profilforskydningen af ​​to eksterne cylindriske gear. Hovedformålet med denne undersøgelse var at maksimere effektiviteten og minimere mængden af ​​effekttab i det optimerede rum.
For at gøre dette brugte forfatterne en multiobjektiv optimeringsalgoritme, der inkluderede alle aspekter af det optimale profilskift. Algoritmen evaluerer objektivfunktionen over en række generationer for at bestemme den bedste løsning.
Multiobjektivoptimeringsalgoritmen var baseret på en verificeret optimeringsalgoritme. Denne algoritme kombinerer analytisk trykbelastningsestimering med en effektiv metode til beregning af deformationer af gearkassen. Ved hjælp af de førnævnte formler var forfatterne i stand til at identificere en mulig løsning. De numeriske beregninger viste også, at de tilsvarende specifikke glidekoefficienter var perfekt afbalancerede.
For at identificere den mest effektive metode til bestemmelse af profilforskydningen valgte forfatterne den mest effektive metode baseret på målsætningerne om effektivitet og masse. Effektivitetsmålsætningen blev betragtet som den største i betragtning af den lille størrelse af det resulterende optimeringsrum. Denne målsætning er nyttig til at reducere slidfejl.

Den største termiske behandling af et cylindrisk tandhjul er hærdning. ISO/TR 4467:1982-standarden giver en praktisk vejledning til tandhjul. De største radier for tandhjulet og hjulet er rb1 og rb2. Forholdet mellem tandbredden og tandhjulets basiscirkeldiameter er normalt sat til mindre end 1.
Glidehastigheden øges, når afstanden fra stigningspunktet øges i aktionslinjen
Udbøjninger af evolventprofilen på et spiralformet tandhjul opstår på grund af belastningen på tænderne. Den optimale trykvinkel for tandhjulet er dog ikke kendt.
Den korrekte trykvinkel for et spiralformet gear kan ikke beregnes uden en overflademodel. Hvis trykket er ensartet over profilen, ville en trykvinkel på 20 grader være et godt bud. Dette ville dog kræve en matematisk model, der kan udledes af Archards slidligning.
Generelt vil trykvinklen blive påvirket af diameteren såvel som tandhjulets indgrebsgeometri. Det er vigtigt at kende den faktiske vinkel på et spiralformet tandhjul, da dette vil påvirke profilens krumning, normalkraften og radialkraften.
Den bedste måde at måle trykvinklen på er at tage den teoretiske stigningsdiameter i betragtning. Hvis stigningsdiameteren er lille, vil den faktiske vinkel være mindre. Dette vil forårsage et mellemrum mellem flankerne. Det kan dog også forårsage, at gearet deformeres, hvilket fører til uventet driftsadfærd.
En interessant tangent er stigningsplanet, et imaginært plan, der er tangent til stigningsfladerne. Stigplanet er det plan, der er vinkelret på det aksiale plan af tandhjulets tværsnit. Det bruges normalt som referencepunkt til at beregne den tværgående trykvinkel.
Arbejdstrykvinklen er vinklen på tryklinjen i gearindgrebet. Denne vinkel er den samme som referencetrykvinklen, men kontaktlinjens længde er reduceret.
Den bedste måde at beregne arbejdstrykvinklen på er at bruge tryklinjen på gearindgrebet. Dette vil give en mere præcis værdi. Den faktiske vinkel på tryklinjen er også relateret til transmissionsforholdet. Dette forhold angives normalt som det nominelle forhold mellem vinkelhastigheder. De faktiske hastigheder vil svinge omkring dette forhold.

Underskæring af en tandrod på et spiralformet gear

En underskæring ved tandhjulsroden kan påvirke fordelingen af ​​belastningen langs kontaktlinjen for spiralformede tandhjul. Dette kan resultere i højere end nominelle belastninger på nogle tænder og amplitudemoduleret støj.
Tandroden påvirkes af en række faktorer, herunder formen på tandskærværktøjet. Skæreværktøjet skal være designet til at undgå underskæring uden at reducere antallet af tænder. Dette opnås ved en proces kaldet profilforskydning.
Profilforskydning opstår, når skæreværktøjet ændrer dybde, hvorved en underskæring forhindres. Det bruges ofte i fremstillingsprocessen for at opnå et større overlapningsforhold. Jo højere overlapningsforholdet er, desto mindre variation er der mellem kontaktlinjerne. Dette reducerer de dynamiske tandbelastninger og reducerer støj.
Profilforskydningen er oftest forbundet med skæreværktøjets spids. Dette er det punkt, hvor den evolvente profil forlader tandhjulet, før spidsen begynder at tilspidses. Den evolvente profil kan defineres for hvert tværsnit af tandhjulets overfladebredde. Grænsepunktet er et tangentpunkt mellem den evolvente profil og rodprofilen.
Evolventen i en cirkel er en almindelig måde at definere en tandhjulsprofil på. Evolventen er den bane, som punktet på linjen følger, når det ruller på en cirkel. Det er en nyttig funktion for cylindriske evolvente tandhjul.
Helixvinklen er også vigtig for det spiralformede gear. Den giver større kontaktkapacitet og øger gearets bøjningskapacitet. Den skal inkluderes i specifikationerne for spiralformede tænder. Vinklen skal være målbar og inkludere (+-) tegnet.
En tands bøjningsstyrke afhænger af roden. En stor underskæring reducerer tandens styrke.

Kontaktforhold

Uanset om et spiralformet gear er dynamisk eller stationært gear, er kontaktforholdet en nøglefaktor. Det samlede kontaktforhold definerer det gennemsnitlige antal tænder i kontakt i aktionsplanet. Det beregnes ved at gange det tværgående kontaktforhold med overlapningsforholdet. Overlapningsforholdet er altid forskellig fra nul.
Det samlede kontaktforhold skal være 1,0 eller højere for en konstant hastighedsrotation på den drevne side. Gear med et lavt samlet kontaktforhold er kendt for at bremse rotationen af ​​det drevne gear. Det samlede kontaktforhold påvirkes af kontaktlinjens længde. Et højt kontaktforhold er et godt valg til dynamisk belastning.
Et lavt kontaktforhold resulterer i en større profilforskydning og en større mængde støj. Hvis kontaktforholdet er for højt, kan det forårsage for høj EAP-glidehastighed og forårsage skrammer. Derudover resulterer en ujævn belastningsfordeling i amplitudemodulerede vibrationer.
Et spiralformet tandhjul er et par slanke cylindriske tandhjul. Tandhjulene er lagdelt i et plan, der løber parallelt med tandhjulets fladebredde. Hver tandhjulstand er i kontakt med flanken på den næste tandhjulstand. Tandhjulets flanke er en tredimensionel overflade, der er en tangent til tandhjulenes basiscirkler.
Tandformen på den spiralformede tand er også en nøglefaktor i kontaktforholdet. Tandformen er designet til at være i forhold til emnet, værktøjet, dedendumkoefficienterne, tandkræfterne og tandbøjningsstivheden. En tandform skal også forholde sig til tandoverfladekinematik og mikrogeometriske ændringer.
Den aktive profil er et område af den involverede profil mellem start- og slutpunktet. En tandprofil, der opfylder den grundlæggende lov for tandhjuls- og tandmekanisme, kaldes ofte en konjugeret profil.

redaktør af CX 2023-06-08