Hoogwaardige, in China geproduceerde, zeer efficiënte spiraalvormige tandwielkast voor de Europese markt.

Hoe ontwerp je een spiraalvormige tandwielkast?

Een tandwiel is in principe een roterend, cirkelvormig machineonderdeel met tanden die koppel of snelheid overbrengen. Tandwielen werken volgens een vergelijkbaar principe als hefbomen. Tandwielen zijn echter meestal asymmetrisch van aard en hebben in elkaar grijpende tanden die samenwerken om koppel of snelheid over te brengen.

Helixhoek

Of je nu op zoek bent naar een haakse of een schuine tandwielkast, de hoek van de tanden is een belangrijke factor. Deze beïnvloedt de contactverhoudingen, de radiale kracht en het koppelvermogen van de tandwielkast.
Een spiraalvormige tandwielkast gebruikt dezelfde basiselementen als een tandwielkast met rechte tanden, alleen staan ​​de tanden dichter bij elkaar. Het is ook beter geschikt voor toepassingen met hoge belastingen. Bovendien is het stiller dan conventionele tandwielkasten. De belangrijkste verschillen tussen een spiraalvormige tandwielkast en een tandwielkast met rechte tanden zijn de steek en de spiraalhoek.
De steek van een schroefvormig tandwiel wordt gemeten in het vlak loodrecht op de richting van de tanden. Deze steek wordt ook wel cirkelvormige steek genoemd. De steek van een schroefvormig tandwiel kan groter of kleiner zijn dan de cirkelvormige steek.
De normale steek van een schroefvormig tandwiel wordt ook gemeten in het vlak loodrecht op de draairichting. Deze wordt vaak de referentiewaarde genoemd.
In tegenstelling tot een recht tandwiel heeft een schroefvormig tandwiel geen unieke optimale drukhoek. De contactverhouding van een schroefvormig tandwiel neemt af naarmate de drukhoek toeneemt. Dit komt doordat de lengte van de contactlijn afneemt.
De spoed van een planetaire tandwielkast met spiraalvormige vertanding kan worden berekend door de totale spiraalhoek van het rondsel en het tandwiel te delen door de som van hun normale drukhoeken. De spiraalhoek ligt meestal tussen de 15 en 30 graden.

Hartafstand

Bij het ontwerpen van een spiraalvormige tandwielkast is de hartafstand tussen de tandwielen een cruciale parameter. Deze hartafstand moet nauwkeurig worden berekend en aangepast aan de daadwerkelijke gebruiksomstandigheden. Een te kleine hartafstand zorgt ervoor dat een tandwiel op een ander punt dan het steekpunt ingrijpt, wat kan leiden tot meer lawaai, vroegtijdige slijtage en trillingen met amplitudemodulatie.
De beste manier om de hartafstand van een schroefvormig tandwiel te berekenen, is door de helixhoek te bepalen. Dit wordt vaak de fundamentele regel van tandwieloverbrengingen genoemd. De helixhoek is een wiskundige uitdrukking die de relatie definieert tussen het dwarsvlak en het normaalvlak van de tand. De steekcirkeldiameter neemt toe met de helixhoek.
Het aantal tanden in een tandwiel is ook een relevante invoerparameter. Er zijn een aantal factoren waarmee rekening moet worden gehouden bij het bepalen van de helixhoek, zoals de tanddiepte, de steekdiameter, het aantal tanden en de straal van de indexcirkel. De tanddiepte is een nuttige manier om de bodemspeling te berekenen.
Bij het ontwerpen van een spiraalvormige vertanding ontstaan ​​radiale en axiale stuwkrachten. De hoekspeling van een tandwiel kan variëren afhankelijk van het type tandwiel, de steekdiameter en de overbrengingsverhouding. De totale lengte van de contactlijnen varieert geleidelijker met de spiraalhoek.
Het aantal dwarsdoorsneden in een spiraalvormige vertanding is ook belangrijk. De radiale modulevorm is economischer om te produceren. De spiraalvormige tandwielkast kan worden vervaardigd met dezelfde gereedschappen voor het vertanden als tandwielen met rechte vertanding.

Verzet

Een soepele rotatie van de tandwielen is belangrijk. Speling is echter een probleem dat moet worden aangepakt. Er zijn verschillende manieren om speling te beheersen. De benodigde speling hangt af van de toepassing, de grootte en de nauwkeurigheid van de tandwielen.
Er zijn twee basismanieren om speling te verminderen. De eerste is het verkleinen van de afstand tussen de tandwielcentra. De tweede is het gebruik van veerbelaste tandwielen. Deze laatste methode werkt beter bij unidirectionele aandrijvingen met een laag koppel.
Het verschil tussen de afstanden wordt de transversale contactverhouding genoemd. Hoe groter de afstand, hoe meer rotatiebeweging er nodig is. De hoekspeling is het tegenovergestelde van de radiale speling.
De speling kan ook worden gemeten aan de hand van de hoekafstand tussen twee tandwielen. Deze meting kan worden omgerekend naar een hoekwaarde op de werkcirkel. Een wormwieloverbrenging is hiervan een ander voorbeeld.
Met behulp van de juiste spelingcalculator kunt u de juiste speling voor uw spiraalvormige tandwielkast bepalen. De hoeveelheid speling is afhankelijk van de nauwkeurigheid van de afzonderlijke tandwielen en het type tandwielkast.
De versnellingsbak bevat ook onderdelen zoals poelies, lagers en wielen. Er zijn verschillende manieren om speling te verminderen, waaronder het gebruik van bouten en vulplaatjes om de hartafstand tussen de tandwielen te verkleinen. Bij zware toepassingen wordt vaak een starre, met bouten bevestigde constructie gebruikt.
Om de speling in een tandwieloverbrenging te berekenen, moet men de overbrengingsverhouding van elk tandwiel in de overbrenging kennen en de mate waarin dit tandwiel in contact staat met de referentieas. Deze informatie is met name nuttig voor het berekenen van de cumulatieve speling.

Duurzaamheid

Optimaal ontwerp, materiaalkeuze, productieprocessen en onderhoudsprocedures beïnvloeden de levensduur van een tandwiel. Dit omvat productie-, reparatie- en vervangingskosten. Ook het optimale onderhoudsschema moet rekening houden met de totale levenscycluskosten.
De levensduur van een tandwiel kan worden verlengd door de tandpunten op de juiste manier af te werken. Dit vermindert slijtage, verbetert de vertanding en verlengt de levensduur van uw tandwiel.
De spiraalvormige tandwielkast is een gespecialiseerd type tandwielkast dat vermogen overbrengt van de ene haakse as naar de andere. Typische toepassingen zijn onder andere autotransmissies. Het is een populaire keuze voor toepassingen met hoge snelheden, hoge belastingen of niet-parallelle assen. Hij is stiller en soepeler dan tandwielkasten met rechte vertanding. De modulaire productiemethode die wordt gebruikt bij spiraalvormige tandwielkasten garandeert de best mogelijke standaard voor componentintegriteit en prestaties.
Een van de belangrijkste onderdelen van een spiraalvormige tandwielkast zijn de druklagers. Deze ondersteunen de drukkrachten die door de tandwielen worden gegenereerd en kunnen een deel ervan absorberen. Een spiraalvormige tandwielkast is het meest geschikt voor toepassingen met een hoge belasting die een soepele tandwieloverbrenging vereisen.
Een goede spiraalvormige tandwielkast is er een die is vervaardigd met lagers die axiale belasting aankunnen. Een spiraalvormige tandwielkast met een centrale groef is vaak nodig voor voldoende gereedschapsspeling. De spiraalhoek is ook van invloed op de duurzaamheid.
De spiraalhoek is tevens de bron van de grootste stuwkracht die een spiraalvormig tandwiel produceert. Deze grote stuwkracht wordt gegenereerd door een reeks tanden met een speciale hoek. Dit is mogelijk een van de redenen waarom spiraalvormige tandwielen worden gebruikt in toepassingen met hoge snelheden.

Lawaai

Over het algemeen worden spiraalvormige tandwielen als relatief stiller beschouwd dan rechte tandwielen. Naar schatting is een set spiraalvormige tandwielen met een axiale contactverhouding van 2 ongeveer 19 dB stiller dan een set rechte tandwielen met dezelfde contactverhouding.
De term "gejank" wordt vaak gebruikt om het klankkarakter van tandwielgeluid te beschrijven. Dit is een gevolg van de dynamische krachten die op de tandwieloverbrenging inwerken. Deze dynamische krachten zijn gerelateerd aan de rotatiesnelheid.
Er zijn twee hoofdsoorten tandwielgeluid: tandwielspecifiek geluid en geluid van de omringende componenten. Beide soorten kunnen worden veroorzaakt door snel draaiende tandwielen die de kracht van een motor overbrengen.
Het geluid dat specifiek is voor de tandwielen kan verband houden met het aantal tanden dat contact maakt. Een lage contactverhouding kan de rotatiesnelheid van het aangedreven tandwiel verlagen. Een hoge contactverhouding zal de transmissiefout echter niet verminderen. Daarom is het belangrijk om prioriteit te geven aan het ontwerpdoel voordat u maatregelen neemt om het geluid te verminderen.
Het klankkarakter van tandwielgeluid kan worden bepaald door gegevens over een bepaalde periode te verzamelen en te analyseren. Dit kan een reeks tests omvatten bij belastingen binnen het gewenste bereik. Deze meting kan dienen als uitgangspunt voor een oorzaakanalyse van een defecte versnellingsbak.
Het specifieke geluid dat bij een bepaalde versnelling hoort, wordt door verschillende mechanismen veroorzaakt. Deze omvatten het eerdergenoemde transmissiefoutsignaal en het specifieke gejank dat bij die versnelling hoort.

Toepassingen

Diverse industrieën, zoals de kunststof-, druk-, cement- en andere zware industriële sectoren, maken gebruik van spiraalvormige tandwielkasten. De voordelen hiervan zijn onder andere een laag energieverbruik, een stillere werking en de mogelijkheid om hoge belastingen toe te passen. Er zijn echter ook enkele beperkingen. Zo kan de warmte die ontstaat door het glijdende contact de efficiëntie belemmeren. Bovendien is het belangrijk om te weten dat het gewicht van de tandwielen de prestaties beïnvloedt.
Er zijn twee manieren om spiraalvormige tandwielen in elkaar te laten grijpen. De eerste methode is om de assen onder een bepaalde spiraalhoek in elkaar te laten grijpen. De tweede methode is om de assen onder een andere spiraalhoek in elkaar te laten grijpen. Het verschil in hoek wordt de spiraalhoek genoemd.
De spiraalvormige tandwielkast is de meest gebruikte tandwielkast. Hij is compact en werkt met een hoog rendement. Hij is geschikt voor het aandrijven van transportbanden, koelers en machines. Hij wordt ook gebruikt in automatiseringssystemen.
Spiraalvormige tandwielen worden vaak verkozen boven rechte tandwielen bij niet-parallelle assen. Ze worden ook gebruikt in versnellingsbakken voor auto's en in liften. Bovendien verminderen ze trillingen.
De tandwielen zijn gemaakt van speciale tanden die onder een hoek ten opzichte van een as staan. Ze zijn ook onder een hoek gesneden. Dit maakt een loodrechte vertanding mogelijk. Ze kunnen worden onderverdeeld in twee basiscategorieën: kruisas-tandwielen en enkelvoudige spiraalvormige tandwielen. Enkelvoudige spiraalvormige tandwielen kunnen rechts- of linksdraaiend zijn. Kruisas-tandwielen worden meestal gebruikt om parallelle assen met elkaar te verbinden.

Bewerkt door CX 2023-10-19