चीन आपूर्तिकर्ता Saf37/Saf47/Saf57/Saf67/Saf87/Saf97 S सीरीज फ्लेंज माउंटेड हेलिकल वर्म गियरबॉक्स बेवल हेलिकल गियरबॉक्स

हेलिकल गियरबॉक्स

हेलिकल गियरबॉक्स का उपयोग करने से मशीन की सटीकता में काफी सुधार हो सकता है और कंपन तथा शाफ्ट अक्ष के प्रभाव को कम किया जा सकता है। गियरबॉक्स एक गोलाकार मशीन का हिस्सा होता है जिसमें दांत आपस में जुड़ते हैं। ये दांत काटकर या लगाकर बनाए जाते हैं और गति तथा टॉर्क संचारित करने के लिए डिज़ाइन किए जाते हैं।

रपट

कई प्रकार के गियरबॉक्सों में से, हेलिकल गियरबॉक्स सबसे अधिक उपयोग किया जाने वाला गियरबॉक्स है। इसका कारण यह है कि हेलिकल गियरबॉक्स में स्लाइडिंग संपर्क होता है। दो गियर दांतों के बीच संपर्क एक दांत के आरंभ से शुरू होता है और गियर के घूमने के साथ-साथ सीधी रेखा में संपर्क में बदल जाता है।
हेलिकल गियर बेलनाकार गियर होते हैं जिनके दांत अक्ष के साथ एक कोण पर कटे होते हैं। यह कोण हेलिकल गियर को स्लाइडिंग घर्षण के कारण पिच लाइन पर वेग के उलटफेर को पकड़ने में सक्षम बनाता है। इससे गति बहुत सुगम होती है और घिसाव कम होता है। इसके अलावा, हेलिकल गियरबॉक्स अन्य गियरबॉक्स की तुलना में अधिक टिकाऊ और शांत होता है।
हेलिकल गियर को दो श्रेणियों में बांटा गया है। पहली श्रेणी में क्रॉस-एक्सिस हेलिकल गियर आते हैं, जिनका उपयोग आमतौर पर ऑटोमोबाइल इंजन के डिस्ट्रीब्यूटर/ऑयल पंप शाफ्ट में किया जाता है। दूसरी श्रेणी में ज़ीरो-हेलिक्स-एंगल गियर आते हैं, जो अक्षीय बल उत्पन्न नहीं करते हैं। हालांकि, ये ऊष्मा उत्पन्न करते हैं, जिससे कार्यक्षमता में कमी आती है।
हेलिकल गियरबॉक्स कॉन्फ़िगरेशन में अक्सर भ्रम की स्थिति उत्पन्न होती है, जिसके परिणामस्वरूप परिचालन लागत बढ़ जाती है। इसके अलावा, हेलिकल गियरबॉक्स कॉन्फ़िगरेशन का टॉर्क/$ अनुपात शून्य-हेलिक्स कोण वाले प्लेनेटरी गियर के समान नहीं होता है।
गियर डिजाइन करते समय, गियर स्लाइडिंग के प्रभावों पर विचार करना महत्वपूर्ण है। स्लाइडिंग से घर्षण हो सकता है, जिससे पावर ट्रांसमिशन में कमी आ सकती है। इसके अलावा, इससे लोड का असमान वितरण होता है, जिससे हेलिकल प्लेनेटरी गियरबॉक्स की लोड वहन क्षमता कम हो जाती है।
इसके अतिरिक्त, शोधकर्ताओं द्वारा हेलिकल गियर की मेश कठोरता को अक्सर नजरअंदाज कर दिया जाता है। हेलिकल गियर की मेश कठोरता के लिए एक विश्लेषणात्मक मॉडल प्रस्तावित किया गया है।

अक्षीय थ्रस्ट बल

हेलिकल गियरबॉक्स में अक्षीय थ्रस्ट बलों के लिए कई विकल्प उपलब्ध हैं। सबसे स्पष्ट विकल्प बल घटक को संतुलित करने के लिए डबल हेलिकल गियर का उपयोग करना है। एक अन्य विकल्प कम भार वहन क्षमता वाले थ्रस्ट बेयरिंग का उपयोग करना है। यह एक बलिदानी घटक बन जाता है।
किसी बल को संचारित करने के लिए, उसे संपर्क रेखा के अनुदिश वितरित करना आवश्यक है। यह बल स्पर्शरेखीय, त्रिज्यात्मक और अक्षीय बल घटकों का योग होता है। इन सभी घटकों को स्रोत से आउटपुट तक स्थानांतरित किया जाना चाहिए। यह एक जटिल प्रक्रिया है जिसमें गियर का उपयोग शामिल है।
अक्षीय बल घटक को गियरों के माध्यम से स्थानांतरित किया जाना चाहिए। परिणामी बल को फिर लंबवत घटकों में विभाजित किया जाता है और फिर उन्हें धक्के की दिशाओं में विभाजित किया जाता है। त्रिज्यीय बल घटक संपर्क बिंदु से संचालित गियर के केंद्र तक होता है।
अक्षीय बल घटक गियर के पिच व्यास के आकार द्वारा भी निर्धारित होता है। पिच व्यास जितना बड़ा होगा, बेयरिंग मोमेंट उतना ही अधिक होगा। इसी प्रकार, गियर अनुपात जितना बड़ा होगा, टॉर्क संचरण उतना ही अधिक होगा।
यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि अक्षीय बल घटक कुल बल का केवल एक छोटा सा हिस्सा है। सामान्य बल संपर्क रेखा के अनुदिश वितरित होता है।
डबल हेलिकल गियर भी हेरिंगबोन गियर की हूबहू प्रतिकृति नहीं है। इसके दो बराबर भाग होते हैं। इसे हेरिंगबोन गियर के स्थान पर उपयोग किया जा सकता है। इसका हेलिक्स कोण भी समान होता है।

शाफ्ट अक्ष पर प्रभाव कम हुआ

किसी गियर युग्म के हेलिक्स कोण को बढ़ाने से हेलिकल गियरबॉक्स के शाफ्ट अक्ष पर अनुनाद प्रभाव कम हो जाएगा। हालांकि, इससे गियरबॉक्स में समग्र कंपन कम नहीं होगा। वास्तव में, इससे कंपन बढ़ जाएगा। इससे ड्राइव ट्रेन में गंभीर थकान संबंधी दोष उत्पन्न हो सकते हैं।
इसका कारण यह है कि हेलिक्स कोण दो दांतों के बीच संपर्क रेखा को प्रभावित करता है। हेलिक्स कोण बढ़ने पर संपर्क रेखा की लंबाई कम हो जाती है। इसके अलावा, यह दांतों के सामान्य बल और वक्रता त्रिज्या को भी प्रभावित करता है। दाब कोण भी वक्रता त्रिज्या को प्रभावित करता है।
हेलिकल गियर के स्पर गियर की तुलना में कई फायदे हैं। इनमें कम कंपन, बेहतर ध्वनि, कंपन और कठोरता (NVH) विशेषताएं और भारी भार के तहत सुचारू संचालन शामिल हैं। इनकी टॉर्क क्षमता भी बेहतर होती है। हालांकि, इनमें घर्षण अधिक होता है। साथ ही, इनके थ्रस्ट बलों को नियंत्रित करने के लिए विशिष्ट तरीकों की आवश्यकता होती है।
अनुनाद प्रभावों को कम करने का पहला चरण हेलिकल गियर स्टेज की मेसिंग आवृत्ति को नियंत्रित करना है। यह गियर में शिफ्ट फैक्टर को बदलकर किया जा सकता है। यदि शिफ्ट फैक्टर बहुत अधिक हो जाते हैं, तो गियर में अनुनाद प्रभाव उत्पन्न होंगे। हेलिक्स कोण भी गियर के शिफ्ट फैक्टर से प्रभावित होता है। इसलिए अनुनाद प्रभावों को कम करने के लिए गियर की ज्यामिति को नियंत्रित करना महत्वपूर्ण है।
इसके बाद, गियर के मूल तनाव पर वेब संरचना और रिम की मोटाई के प्रभावों की जांच की जाती है। इन्हें स्ट्रेन गेज द्वारा मापा जाता है। परिणामों से पता चलता है कि सबसे खराब मेषिंग स्थिति तक पहुंचने पर अधिकतम मूल तनाव प्राप्त होता है।

शांत संचालन

स्पूर गियर की तुलना में हेलिकल गियर संचालन में काफी शांत होते हैं। इसका कारण इनके बड़े दांत होते हैं। इसके अलावा, इनकी भार वहन क्षमता अधिक होती है। ये सुचारू रूप से चलते हैं और इनकी गति भी अधिक होती है। हेलिकल गियर स्पूर गियर का एक अच्छा विकल्प भी हैं।
शोर कम करने से संबंधित सबसे महत्वपूर्ण पैरामीटर गियर संपर्क अनुपात है। यह 1 से कम से लेकर 10 से अधिक तक होता है और इसे पिथ सर्कल पर समानांतर शाफ्ट रेखा को प्रतिच्छेद करने वाले दांतों की संख्या द्वारा निर्धारित किया जाता है। यह हेलिकल गियर द्वारा प्रदान किए जाने वाले शोर में कमी के स्तर का भी एक अच्छा संकेतक है।
इसके अतिरिक्त, हेलिकल गियर में स्पर गियर की तुलना में आवेग फ्लेक्सचर कम होता है। इसका कारण यह है कि संपर्क बिंदु प्रत्येक दांत की हेलिकल सतह पर स्लाइड करता है। इससे गियर सिस्टम में आंतरिक अवमंदन भी जुड़ जाता है।
हालांकि हेलिकल गियर स्पर गियर की तुलना में कम शोर करते हैं, लेकिन इनमें घिसावट काफी अधिक होती है। इससे गियर के प्रदर्शन पर असर पड़ सकता है। हालांकि, ग्राइंडिंग द्वारा दांतों की सतह की चिकनाई को बेहतर बनाया जा सकता है। इसके अलावा, गियर को तेल में चलाने से भी दांतों की सतह की चिकनाई में सुधार हो सकता है।
कई उद्योगों में हेलिकल गियर का उपयोग होता है। उदाहरण के लिए, ऑटोमोबाइल उद्योग में इनका उपयोग ट्रांसमिशन में किया जाता है। कृषि उद्योग में भी इनका उपयोग होता है। भारी ट्रकों में भी इनका अक्सर उपयोग किया जाता है।
हेलिकल गियर अन्य गियरों की तुलना में कम गर्मी उत्पन्न करते हैं और शांत होते हैं। ये समानांतर या गैर-समानांतर शाफ्टों के बीच समानांतर शक्ति स्थानांतरण भी कर सकते हैं।

सटीकता में सुधार हुआ

हेलिकल गियरबॉक्स की सटीकता बढ़ाना उसके संचालन और विश्वसनीयता की कुंजी है। गियरबॉक्स की सटीकता कई विशेषताओं पर निर्भर करती है। इनमें से सबसे महत्वपूर्ण हैं प्रोफाइल और लीड। इसके अलावा, गियर ड्राइव की बिजली आवश्यकताओं को भी ध्यान में रखना चाहिए।
पेचदार गियर की सबसे संवेदनशील विशेषता उसका प्रोफाइल होता है। यदि प्रोफाइल सममित नहीं है, तो गियर शोरगुल वाला स्पर गियर बनकर चलेगा। इसके अलावा, प्रोफाइल सीसे के प्रति भी सबसे अधिक संवेदनशील होता है।
औद्योगिक अनुप्रयोगों में विद्युत संचरण में हेलिकल गियरबॉक्स की महत्वपूर्ण भूमिका होती है। हालांकि, भारी परिचालन स्थितियों के कारण यह कई प्रकार की खराबी के प्रति संवेदनशील हो जाता है।
हेलिकल गियरबॉक्स का प्रदर्शन उसके प्रत्येक गियर की सटीकता पर निर्भर करता है। यह बैकलैश को कम करके प्राप्त किया जाता है। बैकलैश को कम करने का एक सामान्य तरीका सभी लक्ष्य स्थितियों तक एक ही दिशा से पहुंचना है। यह तरीका ट्रांसमिशन शोर को भी कम करता है।
लचीले इलेक्ट्रॉनिक गियरबॉक्स का उपयोग करके हेलिकल गियरबॉक्स की सटीकता को बेहतर बनाया जा सकता है। इससे घुमाव की मात्रा कम हो सकती है। इसके अलावा, इससे गियर की मशीनिंग की सटीकता भी बढ़ सकती है।
इलेक्ट्रॉनिक गियरबॉक्स से युक्त हेलिकल गियरबॉक्स, घुमाव क्षतिपूर्ति की सटीकता को बढ़ा सकता है। यह बी-अक्ष, सी-अक्ष और जेड-अक्ष के बीच संबंध को भी बेहतर बना सकता है। इसके अलावा, इलेक्ट्रॉनिक गियरबॉक्स वाई-अक्ष, जेड-अक्ष और सी-अक्ष के बीच संबंध को सुनिश्चित करेगा।
हेलिकल गियरबॉक्स की सटीकता को गियर ट्रेन की स्थिति त्रुटि की गणना करके सुधारा जा सकता है। पिच विचलन और हेलिक्स कोण विचलन स्थिति त्रुटि के दो प्रकार हैं।

कंपन कम हुआ

हेलिकल गियरबॉक्स के उपयोग से कंपन और शोर कम हो सकता है। इन गियरों का उपयोग ऑटोमोटिव ट्रांसमिशन सहित विभिन्न अनुप्रयोगों में किया जाता है। इसके अलावा, ये गियर शोर-संवेदनशील अनुप्रयोगों में भी पर्याप्त रूप से शांत होते हैं।
CZPT सॉफ़्टवेयर का उपयोग करके, तीन अलग-अलग गियरबॉक्स हाउसिंग डिज़ाइनों की तुलना की गई है। प्रत्येक डिज़ाइन के बाहरी आयाम और द्रव्यमान को स्थिर रखा गया है, लेकिन अनुदैर्ध्य और अनुप्रस्थ स्टिफ़नर की मात्रा अलग-अलग रखी गई है। इसके परिणामस्वरूप प्राप्त मॉडलों की तुलना प्रायोगिक परिणामों से की गई है। साथ ही, इन मॉडलों की मुक्त कंपन प्रतिक्रिया का विश्लेषण किया गया है। परिणाम चित्र 5 में दर्शाए गए हैं।
ध्वनि कम करने के मामले में, सेलुलर मॉडल सबसे कम ध्वनि दबाव स्तर उत्पन्न करता है। हालांकि, क्रॉस मॉडल उच्च ध्वनि स्तर उत्पन्न करता है। सेलुलर मॉडल बेहतर पीक-टू-पीक परिणाम भी देता है।
इनपुट-स्टेज गियर युग्म आउटपुट-स्टेज गियर युग्म का शक्ति स्रोत है। आउटपुट-स्टेज गियर युग्म के कंपन का भी अध्ययन किया गया है। इसमें एक फेज़ आरेख और एक आवृत्ति-डोमेन आरेख शामिल है। कंपन पर ड्राइविंग टॉर्क और पिनियन के वेग के प्रभाव का संख्यात्मक रूप से अध्ययन किया गया है। सामान्य बल और स्नेहक की कठोरता के समय के साथ परिवर्तन का भी अध्ययन किया गया है।
इनपुट-स्टेज पिनियन में किए गए संशोधन से इनपुट-स्टेज गियर पेयर का कंपन कम हो जाता है। इनपुट शाफ्ट में ड्यूल बेयरिंग सपोर्ट जोड़ने से कंपन में कमी आती है।

सीएक्स द्वारा संपादित, 2023-10-20