Grossista cinese di riduttori a ingranaggi elicoidali paralleli serie F per macchine di agitazione, riduttore epicicloidale vs riduttore elicoidale

Caratteristiche NVH del riduttore elicoidale

In genere, un riduttore elicoidale viene utilizzato nella trasmissione di coppia, velocità o entrambe. La sua funzione principale è quella di far ruotare una parte circolare di una macchina, ingranando contemporaneamente con altre parti dentate. Il suo funzionamento si basa sullo stesso principio di una leva.

Applicazioni tipiche

Le applicazioni tipiche dei riduttori a ingranaggi elicoidali includono nastri trasportatori, soffianti e ascensori. Sono utilizzati anche nella produzione di materie plastiche e gomma. I loro principali vantaggi includono vibrazioni ridotte, livelli di rumorosità inferiori ed elevata capacità di carico. Sono inoltre noti per essere più durevoli e silenziosi rispetto agli ingranaggi cilindrici a denti dritti.
Nella scelta del set di ingranaggi più adatto a una specifica applicazione, è necessario tenere in considerazione diversi fattori. Tra questi, i requisiti di potenza, i requisiti di coppia e l'ambiente di lavoro. Occorre inoltre valutare attentamente cuscinetti e lubrificanti.
Gli ingranaggi elicoidali sono utilizzati per applicazioni con carichi pesanti, poiché offrono un'elevata capacità di carico. Sono anche meno costosi degli ingranaggi cilindrici a denti dritti. Tuttavia, la loro efficienza è inferiore a quella degli ingranaggi cilindrici a denti dritti. Ciò è dovuto al fatto che gli ingranaggi elicoidali hanno denti più grandi. Hanno anche un carico dinamico inferiore rispetto agli ingranaggi cilindrici a denti dritti, il che riduce l'usura degli ingranaggi.
Gli ingranaggi elicoidali sono utilizzati anche in applicazioni ad alta velocità. Possono essere impiegati anche con alberi non paralleli. In genere, vengono preferiti agli ingranaggi cilindrici a denti dritti per le applicazioni con alberi non paralleli. Tuttavia, gli ingranaggi elicoidali sono soggetti a disallineamenti dovuti alla spinta assiale. Questo problema può essere corretto regolando la posizione del cuscinetto.
Gli ingranaggi elicoidali possono essere utilizzati anche come ingranaggi per la trasmissione di potenza. Sono comunemente impiegati nelle trasmissioni dell'industria automobilistica. Trovano impiego anche in una vasta gamma di altre applicazioni industriali, tra cui soffiatori, alimentatori, refrigeratori e nastri trasportatori. Possono essere utilizzati anche nell'industria alimentare e petrolifera.
I tipi più comuni di riduttori a ingranaggi elicoidali sono quelli a singola e doppia elica. I riduttori a singola elica presentano una sezione elicoidale parallela all'asse. Sono disponibili anche modelli con denti a profilo curvo ad arco circolare.

Caratteristiche NVH

Le caratteristiche NVH (rumore, vibrazioni e ruvidità) dei riduttori a ingranaggi elicoidali rappresentano un aspetto fondamentale nello sviluppo di nuovi prodotti per la trasmissione. Le caratteristiche NVH possono essere quantificate mediante analisi wavelet, analisi d'ordine e analisi statistica dell'energia. Queste tecniche sono tipicamente utilizzate nel dominio della frequenza, ma possono essere impiegate anche nel dominio del tempo reale.
Il metodo NVH più elementare utilizza un'analisi modale per quantificare il rumore di trasmissione. I modelli semplificati utilizzano variazioni di rigidità sinusoidali, ma possono essere utilizzati anche per studiare effetti specifici.
Uno degli aspetti più importanti del NVH (rumore, vibrazioni e ruvidità) è l'integrità della catena del segnale. La catena del segnale è influenzata dall'impatto dell'ingranamento degli ingranaggi e dalle vibrazioni del carter principale della trasmissione. Il primo passo per quantificare il NVH consiste nello stabilire una catena del segnale. Ciò può essere fatto confrontando i segnali registrati su un convertitore analogico-digitale o su un disco rigido. Successivamente, utilizzando le trasformate rapide di Fourier, i segnali vengono convertiti dal dominio del tempo al dominio della frequenza.
Per l'analisi NVH (rumore, vibrazioni e ruvidità), è importante ottenere un prototipo rappresentativo del veicolo di produzione. Ciò è necessario già nelle prime fasi della progettazione, poiché le modifiche al prodotto finale spesso richiedono sostanziali cambiamenti di design.
Per i riduttori elicoidali, il principale vantaggio della configurazione a modulo inverso è che il riduttore radiale risulta più economico da produrre. Il riduttore radiale utilizza gli stessi utensili di taglio dei denti di un ingranaggio cilindrico a denti dritti, ma può essere prodotto in modo più economico.
Le caratteristiche principali degli ingranaggi elicoidali sono una maggiore superficie di contatto e una maggiore capacità di carico. Per questo motivo, i riduttori a ingranaggi elicoidali sono generalmente utilizzati in applicazioni con carichi elevati. Tuttavia, tendono ad avere un'efficienza inferiore rispetto ai riduttori a ingranaggi cilindrici a denti dritti.
La deformazione termica dei cuscinetti può anche modificare le caratteristiche NVH di un sistema di trasmissione a ingranaggi elicoidali. In questo studio, vengono analizzati gli effetti dell'aumento di temperatura dei cuscinetti sulle caratteristiche dinamiche non lineari di un sistema di ingranaggi elicoidali.

Elica

Rispetto agli ingranaggi convenzionali, gli ingranaggi elicoidali presentano una maggiore superficie di contatto e producono meno rumore. Questi ingranaggi rappresentano un'ottima scelta per applicazioni domestiche e industriali leggere, soprattutto dove è richiesta un'elevata efficienza.
Gli ingranaggi elicoidali generano una forza di spinta assiale grazie a un lubrificante speciale. Sono utilizzati in diversi settori industriali, come quello automobilistico, petrolifero, alimentare, della plastica e tessile. Trovano impiego anche in soffianti, alimentatori e motoriduttori.
Negli ingranaggi elicoidali, è presente un dente speciale inclinato rispetto all'asse di rotazione. Questo dente mantiene il contatto mentre l'ingranaggio ruota fino al completo innesto. In genere, l'angolo tra l'elica e l'asse di rotazione è compreso tra 15 e 30 gradi. Questo angolo è importante per determinare il numero di denti.
Rispetto a un ingranaggio a denti dritti, un ingranaggio elicoidale ha un rapporto potenza/peso superiore. Ciò significa che l'ingranaggio elicoidale può sopportare un carico maggiore.
Gli ingranaggi elicoidali sono in genere accoppiati, con ciascun ingranaggio dotato di un dente a forma di V. Il dente a forma di V è progettato per consentire un maggiore rapporto di contatto, pur mantenendo un gioco minimo accettabile. Tuttavia, la punta del dente può fratturarsi se è troppo sottile.
La definizione matematica dell'angolo di elica è importante per la progettazione di un ingranaggio elicoidale. L'angolo di elica è definito nella sezione relativa alla geometria dei denti degli ingranaggi elicoidali.
L'angolo tra l'elica e l'asse di rotazione assiale viene utilizzato per calcolare il rapporto di contatto assiale di un ingranaggio. Questo rapporto è definito come la somma del numero totale di linee di contatto, o denti. Se il rapporto di sovrapposizione di una coppia di ingranaggi è zero, anche il rapporto di contatto assiale è zero.
Un riduttore a ingranaggi elicoidali può essere un sistema di trasmissione altamente efficiente, ma può essere soggetto a errori di trasmissione. Questi errori sono dovuti alla forza di spinta assiale, che si dissipa quando entra in contatto con un dente opposto. Per minimizzare la perdita di potenza in un riduttore a ingranaggi elicoidali, sono stati sviluppati diversi approcci.

Piani trasversali e normali dei denti

In generale, i denti degli ingranaggi elicoidali presentano due piani: il piano trasversale e il piano normale. Il piano normale è perpendicolare al piano primitivo. Il piano trasversale è perpendicolare al piano assiale.
Quando un dente è a contatto, il carico è normale alla superficie nel punto di contatto. Questo è noto come angolo di pressione. Tale angolo è funzione della posizione radiale del dente sull'asse dell'albero. L'angolo può essere utilizzato anche per descrivere la forma di un dente.
Negli ingranaggi elicoidali, l'angolo di pressione normale è l'angolo formato dalla linea di carico rispetto al piano normale all'asse del dente. È importante conoscere l'angolo di pressione quando si calcolano le forze in una coppia di ingranaggi elicoidali. Questo angolo è generalmente compreso tra 15 e 30 gradi.
Il riduttore a ingranaggi elicoidali è il tipo di riduttore più diffuso. È costituito da una serie di ingranaggi elicoidali collegati da alberi paralleli. Trova impiego anche in soffianti, nell'industria tessile, saccarifera e navale. Rispetto agli ingranaggi convenzionali, offre una maggiore superficie di contatto e minori vibrazioni.
Gli ingranaggi elicoidali possono essere utilizzati in alimentatori, soffiatori e applicazioni con gomma e plastica. Sono più silenziosi degli ingranaggi convenzionali, aspetto particolarmente importante nell'industria alimentare. Inoltre, consentono di trasferire carichi maggiori. Sono anche resistenti e possono essere impiegati nei soffiatori.
Gli ingranaggi elicoidali presentano una traccia dentata inclinata. Sono meno rumorosi degli ingranaggi convenzionali, il che li rende ideali per applicazioni marine. Trasmettono inoltre la rotazione in modo fluido. Hanno una forza di spinta assiale efficace e trasmettono meno vibrazioni. Sono utilizzati in numerose applicazioni industriali, tra cui l'industria petrolifera e quella alimentare.
Gli ingranaggi elicoidali su alberi non paralleli presentano due cerchi principali: il cerchio primitivo e il diametro di base. Questi cerchi possono essere diversi, consentendo quindi l'utilizzo di diverse forme di denti nel sistema a modulo radiale.

Impatto della spinta esterna sugli ingranaggi elicoidali

Considerato che i riduttori sono spesso un componente chiave delle trasmissioni di potenza, è stato studiato l'impatto della spinta esterna su di essi. Questo articolo presenta un modello teorico, corredato da misurazioni sperimentali. In particolare, l'attenzione si concentra sugli effetti del collare di spinta sul percorso di trasmissione.
È stato dimostrato con successo che il collare di spinta riduce la spinta assiale tra gli ingranaggi elicoidali. Riduce inoltre l'impatto acustico del riduttore attenuando la potenza sonora irradiata. Ciò è stato ottenuto grazie all'integrazione di un meccanismo di smorzamento del suono che include lo smorzamento di Rayleigh. Il film d'olio che circonda il collare di spinta costituisce un ulteriore elemento di smorzamento.
Oltre a ridurre le vibrazioni del cambio, lo smorzamento del film d'olio può attenuare i gradi di libertà accoppiati. Per verificare ciò, è stato sviluppato un modello teorico di un cambio dotato di un collare di spinta. Questo modello è stato poi utilizzato in un modello di simulazione della dinamica del cambio per analizzare gli effetti del collare di spinta sul percorso di trasmissione.
Il primo modello parziale mostra come il film d'olio e la potenza sonora irradiata possano alterare le prestazioni acustiche di un cambio. In particolare, vengono confrontati i livelli di pressione sonora delle frequenze di eccitazione sulla parte superiore del cambio in direzione verticale. Questa misurazione è stata effettuata utilizzando un accelerometro.
Il secondo modello parziale è una simulazione del suono aereo proveniente dall'alloggiamento del cambio. Questa simulazione viene effettuata utilizzando la combinazione dell'eccitazione del motore e dell'eccitazione dovuta all'ingranamento. A tal fine, si misura la frequenza del suono irradiato in corrispondenza di quattro diverse combinazioni di coppia e velocità.
Inoltre, l'ingranaggio elicoidale è stato sezionato in un numero arbitrario di sezioni trasversali. Ciascun ingranaggio viene quindi montato su un albero che ruota con una diversa tempistica. L'ingranaggio elicoidale viene confrontato con un corrispondente ingranaggio cilindrico a denti dritti per confronto. L'ingranaggio cilindrico a denti dritti presenta una sollecitazione alla base maggiore, ma la sua sollecitazione di contatto relativa non è neanche lontanamente paragonabile a quella dell'ingranaggio elicoidale.

editor by CX 2023-05-26