Hiinas müüdav K-seeria kaldhammasratastega käigukastide kaldhammasrataste tarnija

Spiraalne käigukast

Spiraalse käigukasti kasutamine võib oluliselt parandada masina täpsust ning vähendada vibratsiooni ja võlli telje löögi mõju. Käigukast on ümmargune masinaosa, mille hambad haakuvad teiste hammastega. Hambad lõigatakse või sisestatakse ja on loodud kiiruse ja pöördemomendi edastamiseks.

Libistades

Paljude käigukasti tüüpide seas on spiraalkäigukast kõige sagedamini kasutatav. Selle põhjuseks on spiraalkäigukasti libisev kontakt. Kahe hammasratta hamba vaheline kontakt algab ühe hamba algusest ja progresseerub hammasratta pöörlemisel sirgjooneliseks kokkupuuteks.
Spiraalkäigud on silindrilised käigud, mille hambad on telje suhtes nurga all lõigatud. See nurk võimaldab spiraalkäigul libisemishõõrdumise tõttu kiiruse pöördumist hammasratta sammujoonel kinni püüda. See tagab palju sujuvama liikumise ja väiksema kulumise. Lisaks on spiraalkäigukast vastupidavam ja vaiksem kui teised käigukastid.
Spiraalhammasrattad jagunevad kahte kategooriasse. Esimene rühm koosneb ristteljega spiraalhammasratastest, mida tavaliselt kasutatakse automootorite jaoturite/õlipumpade võllides. Teine rühm koosneb nullspiraalnurgaga hammasratastest, mis ei tekita aksiaalseid jõude. Küll aga tekitavad nad soojust, mis põhjustab efektiivsuse langust.
Spiraalkäigukasti konfiguratsioon on sageli segadusttekitav, mis toob kaasa kõrgemad töökulud. Lisaks ei ole spiraalkäigukasti konfiguratsioonil sama pöördemomendi/$ suhet kui nullspiraalnurgaga planetaarülekannetel.
Käikude projekteerimisel on oluline arvestada hammasrataste libisemise mõjudega. Libisemine võib põhjustada hõõrdumist, mis omakorda võib põhjustada jõuülekande kadu. See omakorda põhjustab ebaühtlast koormuse jaotumist, mis omakorda vähendab spiraalkäigukasti koormatavust.
Lisaks ignoreerivad teadlased sageli kaldhammasrataste võrgusilma jäikust. Kaldhammasrataste võrgusilma jäikuse määramiseks on välja pakutud analüütiline mudel.

Aksiaalsed tõukejõud

Kaldhammasülekannetes on aksiaalsete tõukejõudude jaoks mitu võimalust. Kõige ilmselgem on kasutada jõukomponendi kompenseerimiseks topeltkaldhammasülekannet. Teine võimalus on kasutada väiksema kandevõimega tõukelaagrit. Sellest saab ohverduskomponent.
Jõu ülekandmiseks tuleb see jaotada piki kontaktjoont. See jõud on tangentsiaalse, radiaalse ja aksiaalse jõu komponentide summa. Kõik need komponendid tuleb üle kanda allikast väljundisse. See on keeruline protsess, mis hõlmab hammasrataste kasutamist.
Aksiaaljõu komponent tuleb üle kanda hammasrataste kaudu. Saadud jõud jagatakse seejärel ortogonaalseteks komponentideks ja jagatakse tõukejõu suundadeks. Radiaaljõu komponent on kokkupuutepunktist veetava hammasratta keskpunktini.
Aksiaaljõu komponenti määrab ka hammasratta sammu läbimõõt. Suurem hammasratta sammu läbimõõt annab suurema laagrimomendi. Samamoodi annab suurem ülekandearv suurema pöördemomendi ülekande.
Tuleb märkida, et aksiaaljõu komponent moodustab kogujõust vaid väikese osa. Normaaljõud jaotub piki kontaktjoont.
Topeltspiraalhammasratas ei ole ka kalasabahammasratta täiuslik koopia. Sellel on kaks võrdset poolt. Seda kasutatakse kalasabahammasrattaga vaheldumisi. Sellel on ka sama spiraalinurk.

Väiksem löök võlli teljele

Hammasrattapaari spiraalnurga suurendamine vähendab resonantsiefekte kaldhammasratta võlli teljel. See aga ei vähenda käigukasti üldist vibratsiooni. Tegelikult see hoopis suurendab vibratsiooni. See võib põhjustada jõuülekande tõsiseid väsimusvigu.
See on nii, kuna spiraalinurk mõjutab kahe hamba vahelist kontaktjoont. Spiraalinurga suurenedes kontaktjoone pikkus väheneb. Lisaks mõjutab see hammaste normaaljõudu ja kõverusraadiusi. Ka rõhunurk mõjutab kõverusraadiusi.
Spiraalülekannetel on silinderülekannete ees mitmeid eeliseid. Nende hulka kuuluvad: madalam vibratsioon, NVH (müra, vibratsioon ja jäikus) omadused ning sujuv töö raskete koormuste korral. Neil on ka parem pöördemomendi võime. Samas tekitavad nad suuremat hõõrdumist. Samuti vajavad nad ainulaadseid lähenemisviise oma tõukejõudude juhtimiseks.
Resonantsiefektide vähendamise esimene samm on kaldhammasratta astme hambumissageduse reguleerimine. Seda saab teha hammasratta nihketegureid varieerides. Kui nihketegurid on liiga suured, tekivad hammasrattal resonantsiefektid. Hammasratta nihketegurid mõjutavad ka spiraalinurka. Seetõttu on resonantsiefektide vähendamiseks oluline kontrollida hammasratta geomeetriat.
Järgmisena uuritakse võrgu struktuuri ja velje paksuse mõju hammasratta juurepingele. Neid mõõdetakse tõmbetugevusanduriga. Tulemused näitavad, et maksimaalne juurepinge saavutatakse siis, kui saavutatakse halvim hambumisasend.

Vaiksem töö

Võrreldes silinderhammasratastega on kaldhammasrattad töö ajal palju vaiksemad. See on tingitud nende suurematest hammastest. Lisaks sellele on neil suurem kandevõime. Samuti töötavad nad sujuvamalt ja neil on suurem kiirusvõime. Kaldhammasrattad on samuti hea asendaja silinderhammasratastele.
Kõige olulisem mürasummutust puudutav parameeter on hammasratta kokkupuutearv. See jääb vahemikku alla 1 kuni üle 10 ja on määratud hammaste arvuga, mis ristuvad paralleelse võllijoonega südamiku ringil. See on ka hea näitaja kaldhammasrataste pakutava mürasummutustaseme kohta.
Lisaks on kaldhammasratastel väiksem impulsspaindejõud kui silinderhammasratastel. See on tingitud asjaolust, et kokkupuutepunkt libiseb mööda iga hamba kaldhammaspinda. See lisab hammasrattasüsteemile ka sisemist summutust.
Kuigi kaldhammasrattad on vähem mürarikkad kui silinderhammasrattad, kuluvad nad siiski palju. See võib mõjutada hammasratta jõudlust. Hambapinna siledust on aga võimalik parandada lihvimise teel. Lisaks aitab hammasrataste õlitamine samuti hambapinna siledust parandada.
On palju tööstusharusid, mis kasutavad kaldhammasrattaid. Näiteks autotööstus kasutab neid oma käigukastides. Neid kasutatakse ka põllumajanduses. Neid kasutatakse sageli raskeveokites.
Samuti on teada, et spiraalhammasrattad tekitavad vähem soojust ja on vaiksemad kui teised hammasrattad. Samuti suudavad need teostada paralleelset jõuülekannet paralleelsete või mitteparalleelsete võllide vahel.

Täiustatud täpsus

Kaldkäigukasti täpsuse suurendamine on selle töö ja töökindluse võti. Käigukasti täpsus sõltub mitmest omadusest. Kõige olulisemate hulgas on profiil ja tõus. Lisaks tuleks arvesse võtta hammasülekande võimsusvajadust.
Profiil on kaldhammasratta kõige tundlikum omadus. Kui profiil ei ole sümmeetriline, töötab hammasratas lärmakalt. Lisaks on profiil ka kõige tundlikum plii suhtes.
Kaldkäigukast mängib tööstuslike rakenduste jõuülekandes võtmerolli. Rasked töötingimused muudavad selle aga vastuvõtlikuks mitmesugustele riketele.
Kaldkäigukasti jõudlus sõltub üksikute hammasrataste täpsusest. See saavutatakse lõtku minimeerimise teel. Levinud viis lõtku vähendamiseks on läheneda kõigile sihtpositsioonidele samast suunast. See lähenemisviis vähendab ka ülekandemüra.
Spiraalse käigukasti täpsust saab parandada painduva elektroonilise käigukasti abil. See võib vähendada väändumise astet. Lisaks võib see suurendada hammasrataste töötlemise täpsust.
Elektroonilise käigukastiga spiraalkäigukast võib suurendada väändekompensatsiooni täpsust. See võib parandada ka B-telje, C-telje ja Z-telje vahelist ühendust. Lisaks tagab elektrooniline käigukast Y-telje, Z-telje ja C-telje vahelise ühenduse.
Spiraalse käigukasti täpsust saab parandada käigukasti positsioonivea arvutamise teel. Sammu hälve ja spiraali nurga hälve on kahte tüüpi positsioonivigu.

Vähendatud vibratsioon

Kaldkäigukastide kasutamine võib vähendada vibratsiooni ja müra. Neid käike kasutatakse erinevates rakendustes, sealhulgas autotööstuse käigukastides. Lisaks on need käigud piisavalt vaiksed, et töötada müratundlikes rakendustes.
CZPT tarkvara abil võrreldakse kolme erinevat käigukasti korpuse konstruktsiooni. Iga konstruktsiooni välismõõtmed ja mass hoitakse konstantsena, kuid kasutatakse erinevas koguses piki- ja põikjäikusribasid. Saadud mudeleid võrreldakse seejärel katsetulemustega. Lisaks analüüsitakse nende mudelite vabavõnkumise reaktsiooni. Tulemused on näidatud joonisel 5.
Müra vähendamise osas tekitab kärgmudel madalaima helirõhutaseme. Ristmudel tekitab aga kõrgema helitaseme. Kärgmudel annab ka paremaid tippudevahelisi tulemusi.
Sisendastme hammasrataspaar on väljundastme hammasrataspaari toiteallikas. Samuti uuritakse väljundastme hammasrataspaari vibratsiooni. See hõlmab faasidiagrammi ja sagedusdomeeni diagrammi. Veomomendi ja hammasratta kiiruse mõju vibratsioonile uuritakse numbriliselt. Samuti uuritakse normaaljõu ja määrdeaine jäikuse ajalist arengut.
Sisendastme hammasratta modifikatsioon vähendab sisendastme hammasrattapaari vibratsiooni. See vähendamine saavutatakse sisendvõllile kahekordse laagritoe lisamisega.

toimetaja CX poolt 13.06.2023