Mis on spiraalhammasratas? — Lõpmatu raadiusega spiraalhammasratas
Spiraalne hammaslatt on geomeetriliselt identne a-ga spiraalne käik mille sammuraadiusel on lubatud kasvada lõpmatuseni – kõverdatud sammuringist saab sirge sammujoon, kõverdatud hambaprofiilist sirge küljega kaldhammas ja hammasratta korpusest saab lame plaat või varras. Hammaslatiga haakuv spiraalne hammasratas on standardne spiraalne käik piiratud sammuraadiusega. Koos teisendab spiraalne hammaslatt-hammasratassüsteem spiraalne käik hammasratta pöörlemine hammaslati (või hammasratta kelgu, kui hammaslatt on fikseeritud) lineaarseks translatsiooniks samade hammaste haardumise eelistega kui a spiraalne käik paar: progressiivne diagonaalne kontakt, suurem kontakti suhe, väiksem edastusviga ja madalam müra võrreldes sirge hammaslatiga ja hammasrattaga.
Lineaarne liikumine inimese kohta spiraalne käik Hammasratta pöörde määrab hammasratta sammu ümbermõõt: s = π × d₁ = π × Mn × z₁ / cos β. See on spiraalse hammaslatiga ajami põhiline suurusevõrrand – see määrab lineaarkiiruse (mm/min = s × RPM) ja lineaarjõu taluvuse. spiraalne käik hammasratta pöördemoment.
Spiraalne hammaslatt vs sirge hammaslatt — miks spiraal on oma keerukust väärt
| Parameeter | Sirge hammaslatt (β = 0°) | Spiraalne hammaslatt (β = 15–25°) |
|---|---|---|
| Müra (võrdse helikõrguse kiiruse korral) | Kõrgem – täislaiuses hamba sisenemine on järsk | 5–10 dB(A) madalam – diagonaalne sisenemine vähendab löögi ergutust |
| Kandevõime (võrdne moodul ja pinna laius) | Lähtetase | 10–25% kõrgem — suurem kokkupuutesuhe jaotab koormuse suurema hambapikkuse ulatuses |
| Kontaktide suhe | ε_α ≈ ainult 1,4–1,6 | ε_γ = 2,0–3,5 (ε_α + ε_β) spiraalne käik võrk |
| Hammasratta laagrile mõjuv aksiaalne jõud | Null | F_a = F_t × tan β (nõuab hammasrattal nurkkontaktlaagrit) |
| Positsioneerimise sujuvus | Kiiruse pulsatsioon hambavõrgu sagedusel | Väiksem kiiruse pulsatsioon tänu suuremale kontaktsuhtele |
| Tootmine | Lihtsam — sirgete hammastega hoobimine või freesimine | Keerulisem – spiraalfreesimine spiraalnurga kompensatsiooniga; hammaslati ja hammasratta vahelise spiraalkäe sobitamine on kriitilise tähtsusega. |
Hammaslatt- ja hammaslattülekande spiraalinurga valik
Spiraalse hammaslatiga ajami spiraalinurga valik järgib samu põhimõtteid nagu iga teisegi ajami puhul. spiraalne käik paar, ühe täiendava kaalutlusega: hammaslati pinna laiust ei piira hammasratta välisläbimõõt, seega saab kattuvuse kokkupuutesuhte ε_β = b × sin β / (π × Mn) saavutada mis tahes b ja β kombinatsiooniga. CNC-tööpinkide lineaartelgede puhul on standardvahemik β = 15–25°:
- β = 15°: Mõõdukas mürasummutus; mõõdukas aksiaalne jõud hammasratta laagrile (tan 15° = 0,27 × F_t); sobib standardsete telgede ajamite jaoks, kus müra ei ole peamine liikumapanev jõud. Kõige levinum üldiste tööstuslike portaalkraanade puhul, kus spiraalne käik hammasratas- ja materjalikäitluse hammasratta ajamid.
- β = 19–20°: CNC-tööpinkide telgede (portaalfreeside, freespinkide teljed, töötluskeskused) standardspetsifikatsioon. Tasakaalustab mürasummutuse ja juhitava aksiaaljõu tüüpilistel etteandejõu tasemetel (100–5000 N). Laialdaselt saadaval kataloogiartiklitena riiulitarnijatelt.
- β = 25°: Maksimaalselt praktiline standardsete spiraalsete hammaslattülekannete jaoks. Kasutatakse elektriautode roolilattide puhul (kus müra on kriitilise tähtsusega ja aksiaaljõudu juhib rooliseadme korpuse konstruktsioon), kiirete CNC-telgede puhul kiirusel üle 60 m/min, kus müra võrgusilma sagedusel oleks kuuldav β = 20° juures.
Lõtku reguleerimine spiraalülekannetes – kriitiline positsioneerimisprobleem
Lihvitud spiraalne hammasratas CNC hammaslati ja hammasratta telje jaoks – hammasratta hamba paksus on määratud DIN 3967 klassi g või h järgi, et saavutada positsioneerimistäpsuseks vajalik väike lõtk; igasugune võrgusamba lõtk ilmneb liikumise kadumisena, kui telje suund muutub vastupidiseks.
Spiraalse hammaslatiga ajamil ilmneb lõtk otseselt positsioneerimisveana, kui kelk muudab suunda: mootor pöörleb enne kelgu liikumist tagasilöögi nurgaekvivalendi ulatuses. 75 mm läbimõõduga hammasratta puhul, mille lõtk on 0,1 mm, on nurgaekvivalent ligikaudu 0,1 / (π × 75 / 360) = 0,153° hammasratta pöörlemisest – see vastab 0,1 mm lineaarse liikumise kaole. CNC positsioneerimisrakendustes on see vastuvõetamatu ja seda tuleb kontrollida standardtelgede puhul alla 0,01–0,03 mm ja täppistöötluskeskuste puhul alla 0,005 mm.
Meetod 1 — hamba paksuse tolerants (DIN 3967 klass g/h)
Hammasratas ja hammaslatt tuleb määrata vastavalt standardile DIN 3967 klassile g või h (nagu on kirjeldatud lõtku käsitlevas artiklis). See vähendab nimilõtku, kuid ei kõrvalda seda – kitsa tolerantsi korral on lõtk M3–M5 hammaslatiga ajamite puhul endiselt vahemikus 0 kuni ligikaudu 0,03–0,08 mm. See sobib standardsete CNC-telgede jaoks, millel on tarkvaraline lõtku kompensatsioon; ei sobi täppiskontuurtelgede jaoks.
Meetod 2 — Kahe hammasrattaga tagasilöögivastane ajam
Kaks identset hammasratast on paigaldatud samale hammaslatile ning neid käitatakse pöördemomenti jagava käigukasti kaudu, mille vahel on kerge nurkne eelkoormus. Kaks hammasratast haakuvad samaaegselt hammaslati hammaste vastaskülgedega – üks lükkab hammaslatti ettepoole, teine tahapoole –, kõrvaldades lõtku mõlema hambakülje pideva eelkoormuse abil. See on standardlahendus ülitäpsete CNC-tööpinkide spiraalsete hammaslattajamite jaoks, mille kiirus on üle 5 m/min ja mis nõuavad positsioneerimistäpsust alla ±0,010 mm. Eelkoormuse pöördemoment tuleb hoolikalt arvutada: liiga madal ja lõtk ei ole täielikult kõrvaldatud; liiga kõrge ja hammaslati hammaste kulumiskiirus suureneb tühikäigul oleva hammasratta pideva koormuse tõttu.
Lineaarjõu mooduli valik — spiraalülekande suuruse määramine
Riiulimoodul Mn selleks spiraalne käik Hammasratas valitakse nõutava maksimaalse lineaarjõu F_linear ja hammasratta lubatud hambajuure paindepinge hulgast:
F_lineaarne = T_hammasratas / r_hammasratas = T_hammasratas × 2 × cos β / (Mn × z₁)
Ümberkorraldamine spiraalne käik moodul vajaliku jõu ja hammasratta saadaoleva pöördemomendi põhjal:
Mn = T_hammasratas × 2 × cos β / (F_lineaarne × z₁)
CNC-tööpinkide telgede puhul, mille tüüpiline lõikejõud on 2000–8000 N ja mootori pöördemoment 5–50 N·m, katab moodul M3–M6 enamiku rakendustest. 5–50 tonni koormust vedavate raskeveokite portaalkraanade jaoks on tüüpiline moodul M8–M16. Korea Ever-Power toodab spiraalseid hammaslatta profiile mõõtudega M2 kuni M20 standardpikkustega 500–2000 mm, millel on ühenduselemendid (tüübliaugud, otsaaugud) pikkade pidevate hammaslatta ridade ühendamiseks.
CNC-tööpingi telje spetsifikatsioon — mida täpsustada spiraalse hammaslati ajami puhul
| Parameeter | Standardne CNC-frees / portaal | Täppistöötluskeskus |
|---|---|---|
| Moodul Mn | M3–M5 | M2–M4 |
| Spiraali nurk β | 20° | 20–25° |
| DIN-täpsusklass | DIN 7–8 (täppisfreesitud) | DIN 5–6 (lihvitud) |
| Hamba paksuse klass | DIN 3967 fg (kitsas) | DIN 3967 gh (tihe) |
| Racki materjal | 45# QT HB 220–280 või C45E | 20CrMnTi karastatud HRC 58–62, lihvitud |
| Tagasilöögi lahendus | Üksik hammasratas tarkvaralise kompensatsiooniga | Kahekordne tagasilöögivastane hammasratas eelpinge pöördemomendi spetsifikatsiooniga |
| Racki pikkus segmendi kohta | 500–1000 mm tüüblite joondamise korral | 500 mm täpse liitekoha joondamiseks |
Korea Ever-Power — spiraalhammasratastega süsteemide tarnevõimalused
Korea Ever-Power toodab sobitatud spiraalseid hammaslatte ja spiraalne käik Hammasrataste komplektid on standardtooted. Hammasrattaid toodetakse mõõtudes M2–M20, keerdnurk β = 15–25°, pikkus 500–2000 mm segmendi kohta (ühendatud pidevateks ridadeks tüüblitega joondatud liitekohtade abil). Spiraalne käik hammasrattaid toodetakse kogu standardvalikus spiraalne käik suurused, koos spiraalne käik Positsioneerimisrakenduste jaoks DIN 3967 klassi g või h järgi määratud hamba paksus. Hammaslati sektsioonid ja sobivad hammasrattad mõõdetakse koos sobitatud komplektina, kusjuures enne saatmist kinnitatakse komplekti lõtk. Otsese spiraalhammasrataste tootjaKorea Ever-Power pakub iga hammaslati ja hammasratta komplekti kohta tehnilist dokumentatsiooni – spiraalinurk, lõtkuklass, DIN-täpsusklass ja lineaarjõu taluvus.
Korduma kippuvad küsimused
Jah, kui kinnituskõrgus sobib ja hammasratas vahetatakse samaaegselt sobiva vastu. spiraalne käik Hammasratas. Sirget hammaslatti ja sirget hammasratast ei saa kombineerida kaldhammasratta ja kaldhammasrattaga – kaldhammasratta ja hammasratta spiraaliotsad peavad sobima ning sirge hammas ei sobi kaldhambaga õigesti kokku. Kaldhammasratta ja hammasratta keskpunktide kaugus samal moodulil erineb sirgest versioonist (cos β tegurit kasutades sammu läbimõõdu valemis), seega võib mootori/käigukasti paigaldusasendit vaja minna kohandada. Korea Ever-Power kinnitab mõõtmete ühilduvust spiraalne käik moderniseerimistaotlused osana hinnapakkumiste läbivaatamisest.
Iga hammaslati segmendi mõlemas otsas on täpselt töödeldud tüüblite avade muster. Kui kaks segmenti ühendatakse, tagavad siini joondustüüblid, et hammaste samm liitekohas võrdub iga segmendi hambasammuga – umbes ±1 sammu vea piires. Täppis-CNC-telgede puhul lihvitakse külgnevate segmentide liiteotsad pärast masinavoodil kokkupanekut paarina, tagades, et sammu üleminek liitekohas ei tekita tuvastatavat kiirusehäiret, kui hammasratas seda suurel kiirusel ületab.
Spiraalse hammaslati maksimaalne praktiline kiirus ja spiraalne käik Hammasratta ajami kiirus on standardsete maandatud hammaslati ja hammasratta komplektide puhul nõuetekohase määrimise korral ligikaudu 3–5 m/s (180–300 m/min). Sellest kiirusest kõrgemal muutub hamba löögienergia silmussagedusel piisavalt oluliseks, et põhjustada kiirenenud kulumist isegi range lõtkukontrolli korral. Hüdraulilised ja lineaarmootoriga ajamid ületavad hammaslatti ja hammasratast täppisrakendustes üle 5 m/s. Suurte portaalkraanade liikumisajamite puhul, millel on madalamad täpsusnõuded, on standardiks spiraalsed hammaslati ja hammasratta kiirused 1–2 m/s.
Avatud spiraalsed hammaslatiga ajamid, millel on avatud spiraalne käik hammasratast (mis ei ole käigukasti sees) määritakse hammaslati hammastele regulaarselt kantud määrde- või õliuduga. CNC-tööpinkide telgede puhul, millel on spiraalne käik Hammasrataste puhul kannavad automaatsed määrdedosaatorid hammaslati hammastele programmeeritavate intervallidega – tavaliselt iga 30–60 telje liikumise minuti järel – ISO VG 460 või VG 680 käigukastiõli (madala pritsmetega õli või määre). Välistingimustes kasutatavate portaalkraanade hammaslati ajamite puhul kantakse iga päev või automaatse määrimise kaudu NLGI 1. või 2. klassi avatud hammasrataste määret koos kleepuvate lisanditega (tsentrifugaalse eemaletõmbumise vältimiseks hammasratta sammuringil). Määrdeaine peab jõudma aktiivse hamba külje tsooni – kui seda kantakse ainult hammaslati ülemisele pinnale, ei pruugi see jõuda sammujooneni, kus kokkupuude toimub.
Määrake oma spiraalne hammaslattülekanne
Esitage vajalik lineaarjõud, liikumiskiirus, käik, positsioneerimistäpsus ja rakenduse tüüp. Korea Ever-Power valib õige mooduli, spiraali nurga, täpsusklassi ja lõtkulahenduse ning kinnitab enne tootmist lineaarjõu taluvuse, kiiruse sujuvuse ja positsioonitäpsuse.
M2–M20 · β = 15–25° · DIN 5–8 · Sobivad hammaslati ja hammasratta komplektid · Lõtku vähendavad hammasrataste paarid · CNC ja kraana rakendused
Toimetaja: Cxm
