Chinese leverancier van auto-onderdelen OEM achteras aandrijfversnellingsbak tandwiel rondsel gekruiste spiraalvormige versnellingsbak

Voordelen van een spiraalvormige tandwielkast

Tandwielkasten met spiraalvormige vertanding worden meestal in de industrie gebruikt. Ze zijn doorgaans te vinden in energiecentrales, waar de energie-input wordt omgezet in output. Er bestaan ​​verschillende typen tandwielkasten met spiraalvormige vertanding, waaronder spiraal- en visgraattandwielkasten. Het is raadzaam om u vertrouwd te maken met de verschillende typen voordat u er een kiest voor uw project.

Helixhoek

Over het algemeen wordt de hoek tussen een tand van een tandwiel en de as ervan de helixhoek genoemd. Deze hoek is belangrijk voor de omzetting van beweging en de overdracht van vermogen. Hij moet niet worden verward met de spoedhoek, die wordt gebruikt om een ​​lijn loodrecht op de as van het tandwiel aan te duiden.
De spiraalvormige tandwielkast wordt in diverse industriële toepassingen gebruikt. De olie- en suikerindustrie, ventilatoren en doseersystemen behoren tot de sectoren die gebruikmaken van spiraalvormige tandwielen. Ze lopen soepeler dan rechte tandwielen en werken bovendien stiller.
Tandwielkasten met spiraalvormige vertanding kunnen modulair worden opgebouwd. Dit maakt een economischere constructie en uitwisselbaarheid van componenten mogelijk. Deze tandwielkasten worden ook gebruikt in gesloten tandwielsystemen. Bij een tandwielkast met spiraalvormige vertanding moet elk deel van de kast in een andere richting verspringen. Dit draagt ​​bij aan het behoud van de integriteit van het onderdeel.
Spiraalvormige tandwielen kunnen worden gebruikt in toepassingen die een hoge mate van kwaliteitscontrole vereisen. Dit is noodzakelijk om slijtage te minimaliseren. Het gebruik van smeermiddelen voor extreme druk wordt aanbevolen voor spiraalvormige tandwielen die haaks op elkaar staan. Deze worden echter niet aanbevolen voor bronzen tandwielen.
Naast de spiraalhoek is ook de contactverhouding van invloed op de prestaties van het tandwiel. Hoe groter het contactoppervlak tussen de tanden, hoe groter de wrijving. De daarbij ontstane warmte is eveneens nadelig voor de prestaties. Het is daarom noodzakelijk om een ​​smeermiddel te gebruiken dat de wrijving tussen de tandoppervlakken vermindert. Goede smering vermindert slijtage en minimaliseert warmteontwikkeling.
Bij het bepalen van de optimale spiraalhoek voor een tandwiel is het belangrijk rekening te houden met de diameter van het tandwiel. Spiraalvormige tandwielen hebben een minimale spiraalhoek van 15 tot 30 graden. Een grotere spiraalhoek verhoogt de axiale kracht die door het tandwiel wordt gegenereerd, terwijl een kleinere spiraalhoek de contactspanning verhoogt.

Spiraalvormige tandwielen

Het gebruik van spiraalvormige tandwielen in een schroefvormige tandwielkast biedt diverse voordelen, waaronder een soepele en stille werking. Bovendien zijn schroefvormige tandwielkasten zeer efficiënt en kunnen ze een hogere belasting aan. Spiraalvormige tandwielen zijn ook kosteneffectiever. De productie ervan is echter complexer.
Tandwielen met een spiraalvormige vertanding lijken op rechte tandwielen doordat de tanden onder een hoek staan. De hoek van de vertanding is echter niet vast. Deze hoek beïnvloedt de positie van het contactpunt tussen de tand en het tegenoverliggende tandwiel. Ook de normaalkracht op de tanden is van invloed.
De spiraalhoek van de tanden van een tandwiel is ook afhankelijk van de draairichting van het tandwiel. Een spiraalvormig tandwiel met een spiraalhoek van 15 graden staat bijvoorbeeld meestal loodrecht op de as van het tandwiel. Op dezelfde manier staat een schuin tandwiel met een spiraalhoek van 30 graden meestal schuin op de as van het tandwiel.
Spiraalvormige tandwielen bieden ook een manier om assen te verbinden die niet parallel lopen. Deze tandwielen worden doorgaans gebruikt in industrieën zoals transportbanden, de voedingsmiddelenindustrie, de kunststofindustrie en de olie-industrie. Het belangrijkste voordeel van spiraalvormige tandwielen is dat ze soepeler draaien dan rechte tandwielen. Het nadeel is echter de hogere slijtage en wrijving.
Spiraalvormige tandwielen worden ook gebruikt om beweging over te brengen tussen parallelle assen. Ze worden ook toegepast in zware belastingstoepassingen, waardoor ze een goede keuze zijn voor veeleisende toepassingen.
Spiraalvormige tandwielen zijn ook superieur aan rechte tandwielen wat betreft draagvermogen. Spiraalvormige tandwielen lopen soepeler en zijn stiller dan rechte tandwielen. Ze hebben echter ook een hogere wrijvingscoëfficiënt. Bovendien vereisen ze speciale vertandingsfrezen.
Spiraalvormige tandwielen kunnen ook worden geclassificeerd op basis van hun referentiedoorsnede in het standaardvlak. De hartafstand van spiraalvormige tandwielen met een referentiedoorsnede in het draaivlak is gelijk aan die van rechte tandwielen.

Visgraatvertandingen

Van de verschillende soorten tandwielkasten is de spiraalvormige tandwielkast een van de meest voorkomende. Deze wordt veel gebruikt in industriële toepassingen, zoals tandwielmotoren, wormwielkasten en planetaire tandwieloverbrengingen.
Een schroefvormig tandwiel is een richtingswiel met een verticale as. Het unieke kenmerk ervan is de schroefhoek, oftewel de hoek van de schroef ten opzichte van het indexerende cilindrische oppervlak. De schroefhoek wordt bij het ontwerp ingesteld op een waarde van acht tot vijftien graden. De werkelijke radiale steek, dat wil zeggen de steek van het tandwiel wanneer het met de klok mee draait, varieert met de schroefhoek.
Spiraalvormige tandwielen worden geclassificeerd op basis van de referentiedoorsnede in het draaivlak en het standaardvlak. Spiraalvormige tandwielen met een referentiedoorsnede in het standaardvlak hebben hetzelfde aantal tanden als rechte tandwielen. Spiraalvormige tandwielen met een referentiedoorsnede in het draaivlak hebben daarentegen dezelfde hartafstand als rechte tandwielen.
Het belangrijkste voordeel van spiraalvormige tandwielen is de hoge vermogens-gewichtsverhouding. Daarnaast zijn ze compact en hebben ze een goede vertanding.
Een ander voordeel is hun hoge koppeloverbrengingsvermogen. Dit kan worden bereikt door de spiraalhoek te vergroten. Hoe groter de spiraalhoek, hoe soepeler de beweging van het tandwiel. Bovendien geldt: hoe groter de spiraalhoek, hoe groter de mate van coincidentie. Dit is nuttig bij toepassingen met veel schokken en trillingen.
Het productieproces voor visgraattandwielen is complexer en duurder dan dat van andere typen. Het is lastig om visgraattandwielen te frezen en te vormen. Een eenvoudige tandwielfreesmachine is niet geschikt voor dit type tandwiel. Het freesproces kan echter wel worden gebruikt om sommige visgraattandwielen te bewerken.
Enkele problemen met visgraatvertandingen zijn een gebrek aan axiale belasting, hoge wrijving en de interferentie van axiale krachten. De vertanding van de tanden in visgraatvertandingen kan deze problemen helpen verminderen.

Geluids-, trillings- en ruwheidskenmerken (NVH)

NVH-testen vormen een belangrijk aspect van de ontwikkeling van nieuwe aandrijflijnproducten. Ze worden doorgaans uitgevoerd tijdens de ontwikkeling van personenauto's en dienen voor kwaliteitsborging van het geluid aan de binnen- en buitenkant van voertuigen. Dit is een belangrijk onderwerp bij hybride en elektrische voertuigen en de aandacht ervoor blijft groeien naarmate de auto-industrie zich uitbreidt.
Een typische NVH-test omvat een rollenbankdynamometer, waarbij signalen worden geregistreerd en opgeslagen op een harde schijf. Deze signalen worden vervolgens verwerkt om variatieverdelingen te genereren. Er is onder andere een systeemdynamisch model met geconcentreerde parameters ontwikkeld om grootschalige DOE-studies efficiënt uit te voeren.
Van de vele componenten in de NVH-keten speelt het kegelwiel een belangrijke rol in de eindaandrijving. De eigenschappen ervan zijn complex en variëren in de tijd, maar ze zijn belangrijk genoeg om te bestuderen.
In dit artikel wordt een nieuwe berekeningsmethode voor de OTE (Optimal Energy Transfer) van kegeltandwielen besproken. Het is belangrijk op te merken dat de NVH-prestaties (Noise, Vibration, Harshness) van een elektrisch aangedreven spiraalvormig tandwieltransmissiesysteem kunnen worden verbeterd door thermische vervorming van het lager. Het is ook mogelijk om robuuste NVH-prestaties te bereiken bij aluminium assen door optimalisatie van het tandwielontwerp, lageroptimalisatie en de dynamiek van het aandrijfsysteem.
De tandwieloverbrenging heeft ook enkele minder bekende NVH-prestatiekenmerken. Het is bekend dat een tandwieloverbrenging een excitatiebron is, en dit is het onderwerp van een andere studie. Het is ook belangrijk om op te merken dat een spiraalvormig tandwielsysteem niet-lineair gedrag vertoont wanneer de werksnelheid verandert.

Toepassingen

In vergelijking met rechte tandwielen bieden schuine tandwielen een groter draagvermogen en een soepelere werking. Ze zijn ook stiller, omdat de tandwielen grotere tanden hebben. Dit zijn de belangrijkste redenen voor hun wijdverbreide gebruik.
Het belangrijkste verschil tussen schroefvormige en rechte tandwielen zit hem in de manier waarop de tanden zijn gesneden. Bij schroefvormige tandwielen zijn de tanden onder een hoek gesneden, waardoor meer tanden in dezelfde richting kunnen aangrijpen. Dit vermindert schokbelastingen en trillingen. Schroefvormige tandwielen zijn bovendien veel duurzamer dan rechte tandwielen.
Spiraalvormige tandwielen kunnen in diverse toepassingen worden gebruikt. Ze worden vaak verkozen boven rechte tandwielen voor toepassingen waarbij niet-parallelle assen vereist zijn. Ze zijn ook populair in de grafische industrie, de kunststofindustrie en de cementindustrie. Daarnaast kunnen ze worden gebruikt in transportbanden en koelinstallaties.
Spiraalvormige tandwielen zijn gemaakt van een materiaal dat uitstekende duurzaamheid, corrosiebestendigheid en een hoge werkbelasting biedt. Ze zijn bovendien goedkoper om te produceren. Ze worden met een perspassing of lijm aan een as bevestigd. De bevestiging kan via een naaf of een geïntegreerde as plaatsvinden.
Spiraalvormige tandwielen worden ook in een radiale modulevorm geproduceerd. Dit is de meest economische optie. Hierdoor kunnen spiraalvormige tandwielen in een compact formaat worden vervaardigd. Het garandeert tevens dat aan de eisen voor de lagerpositionering wordt voldaan.
Tandwielen met een spiraalvormige vertanding worden ook geproduceerd met speciale slijpstenen. Deze zijn nodig voor elke spiraalhoek. De spiraalhoek bepaalt de werkelijke radiale spoed. Dit beïnvloedt ook de normaalkracht op de tand.
Bij het koppelen van schroefvormige tandwielen aan parallelle assen zijn deze rechtsdraaiend. Deze tandwielen kunnen worden gemaakt met een standaard moduleset of met behulp van speciale tandwielfreesgereedschappen.

Bewerkt door CX 2023-11-15