Двойная косозубая передача — нулевая осевая нагрузка для высокомоментных приводов с параллельными валами.

Двойная косозубая шестерня

Двойные косозубые шестерни объединяют левую и правую косозубые нарезы на одном корпусе, полностью исключая осевую нагрузку на подшипники. Углы наклона нарезов до 45° — по сравнению с пределом в 15°–20° для одинарных косозубых конструкций — повышают коэффициент зацепления и сглаживают передачу крутящего момента при больших нагрузках. Стандартные области применения включают редукторы кранов, морские редукторы и силовые турбины. Компания Korea Ever-Power Worm Gear Co.,Ltd производит модули по индивидуальному заказу, с различными диаметрами отверстий и марками материалов. Отправьте свой чертеж или номер детали для получения прямого ценового предложения.

Категория:
Запросить информацию сейчас

Что такое двойная косозубая шестерня?

А двойная косозубая передача состоит из двух противоположных винтовых секций — одной левой и одной правой — выточенных на одной и той же заготовке шестерни под одинаковыми углами скручивания. Такое устройство иногда называют елочной шестерней, хотя, строго говоря, у елочной шестерни нет центральной канавки, в то время как двойная косозубая передача Имеет канавку для разгрузки, разделяющую две половины спирали. Обе передают вращательное движение между параллельными валами. Основное преимущество заключается в том, что осевая нагрузка, создаваемая левой и правой секциями, действует в прямо противоположных направлениях, компенсируя друг друга внутри корпуса шестерни. Таким образом, опорные подшипники воспринимают только радиальную силу, что значительно увеличивает срок службы подшипников и уменьшает прогиб вала при больших крутящих моментах.

Двойная косозубая шестерня

Поскольку осевая тяга больше не является ограничивающим фактором, двойные косозубые шестерни Может работать с углами спирали от 20° до 45°. Одиночный косозубые шестерни Как правило, угол наклона зубьев ограничен 15°–20°, после чего осевые нагрузки на подшипники становятся проблематичными. Больший угол наклона зубьев увеличивает коэффициент перекрытия — больше пар зубьев одновременно распределяют нагрузку — что повышает мощность шестерни заданного размера и сглаживает вибрации на высоких скоростях. Эти свойства делают их стандартным выбором для редукторов кранов, морских редукторов, промышленных турбин и приводов прокатных станов, где важны как плотность крутящего момента, так и бесшумная работа. Корейская компания Ever-Power Worm Gear Co., Ltd. поставляет такие шестерни. двойные косозубые шестерни Изготовлено из легированной стали, углеродистой стали и высокопрочного чугуна, с зубьями, обработанными зубьями зубчатой ​​или шлифованной поверхностью, соответствующей требуемому классу точности ISO.

Технические характеристики: Двойная или одинарная косозубая передача

Приведенное ниже сравнение охватывает основные инженерные различия между одиночным и одиночным вариантами. двойные косозубые шестерниПонимание этих различий имеет важное значение при оценке того, какой тип подходит для конкретных требований к передаче электроэнергии.

одинарная косозубая шестерня и двойная косозубая шестерня 1

Однозубая косозубая шестерня Двойная косозубая шестерня
В одиночной косозубом зубчатом колесе зубья наклонены в одном из направлений (либо влево, либо вправо). Двухвинтовая зубчатая передача состоит из двух одинаковых шестерен, соединенных на одной оси и имеющих зубья, направленные в противоположные стороны (одна имеет левую спираль, а другая — правую).
В одновинтовых зубчатых передачах создается осевая осевая сила, которая воздействует на соответствующие подшипники. Также в них генерируется радиальная сила. Результирующая сила осевого усилия, возникающая в двойной косозубой передаче, равна нулю. Следовательно, она не оказывает осевой нагрузки на подшипники. Но радиальная сила, как обычно, присутствует.
Передаточная способность одной косозубой шестерни сравнительно низка. Двойные косозубые шестерни способны передавать значительно большую мощность при точном соответствии размерам и модулю.
Одновинтовые зубчатые передачи дешевле. Двойные косозубые передачи стоят дороже, поскольку их проектирование и изготовление сложны и занимают много времени.
При выравнивании зубчатых колес обычно не требуется высокая точность. Две косозубые шестерни должны быть точно выровнены; в противном случае сила осевого усилия не будет должным образом уравновешена, что приведет к отрицательной вибрации.
Из-за осевой нагрузки большой угол наклона спирали использовать нельзя. Угол наклона спирали для одинарной косозубой передачи обычно варьируется от 15° до 20°. Благодаря компенсации осевой нагрузки, в двухвинтовых косозубых передачах выгодно использовать большой угол наклона винтовой линии (20°–45°).
КПД одинарной косозубой передачи сравнительно низок. Двойные косозубые передачи могут обеспечить более высокую эффективность.
Расстояние между двумя подшипниками невелико. Увеличенная ширина подшипникового узла обусловлена ​​наличием центральной канавки между двумя шестернями.
Одновинтовые зубчатые передачи подходят для механических приводов или передачи мощности, где для каждого применения обычно требуется уникальная конструкция, учитывающая мощность, скорость и конфигурацию. Двойные косозубые передачи подходят для передачи высокой мощности в кранах, судовых приводах или турбинах.

Как работают двойные косозубые шестерни

Постепенное закрепление зубов

В отличие от прямозубых цилиндрических зубчатых передач, где контакт зубьев по всей ширине одновременно создает резкий скачок нагрузки, косозубая передача Сначала контакт зубьев происходит с одной стороны, затем линия контакта перемещается по диагонали через поверхность зуба по мере вращения шестерни. Такое постепенное зацепление распределяет энергию удара по измеримой дуге вращения, что приводит к значительному снижению шума и вибрации. В двухвинтовой конструкции оба комплекта зубьев остаются непрерывно зацепленными на протяжении каждого оборота, что, по сути, удваивает активную длину контакта по сравнению с одновинтовой шестерней той же ширины поверхности. Практический результат — более плавная кривая выходного крутящего момента и меньшее динамическое усиление нагрузки на частоте зацепления — свойство, ценимое в турбинных редукторах и высокоскоростных редукторах.

Компенсация тяги внутри корпуса редуктора

Каждый косозубая шестерня Создает осевую составляющую усилия, равную тангенциальной силе, умноженной на тангенс угла наклона спирали. В стандартной односпиральной зубчатой ​​передаче с углом наклона спирали 20° это усилие может достигать 361Т3Т тангенциальной нагрузки — значительной нагрузки на подшипник при высоком крутящем моменте. Двухспиральная конструкция направляет равные и противоположно направленные силы усилия через сам корпус шестерни. Центральная канавка обеспечивает зазор, необходимый для независимой нарезки обеих пар зубьев без помех, и гарантирует, что усилие от одной половины не просто передается на стенку канавки. Результирующая осевая сила, достигающая вала и подшипников, практически равна нулю, что позволяет использовать более простые и менее дорогие радиальные подшипники вместо радиально-упорных или конических роликовых подшипников, способных выдерживать усилие.

Детали косозубого колеса, включая угол наклона спирали и профиль зуба.

Двойная косозубая шестерня против прямозубой шестерни — сравнение бок о бок

Часто при выборе коробки передач задают вопрос: является ли... двойная косозубая передача или зубчатое колесо Какой из них лучше подойдет? Ответ зависит от скорости, устойчивости к шуму, осевого пространства и требований к нагрузке. В таблице ниже приведено сравнение двух вариантов по параметрам, которые обычно определяют принятие решения.

сравнение зацепления зубьев прямозубой и косозубой шестерни

Параметр Цилиндрическая шестерня Двойная косозубая шестерня
Уровень шума Более высокое положение — полный контакт зубов происходит мгновенно. Низкий уровень — постепенный диагональный контакт на обеих половинах спирали
Осевая тяга Никто Нет (внутренне отменено)
Грузоподъемность (одинаковый размер) Умеренный Высокое соотношение контактов обеспечивает более равномерное распределение нагрузки.
Эффективность передачи 98%–99% 97%–99% (небольшое трение от скольжения спирали)
Сложность производства Низкий Высокая степень двойного спирального роста требует точного выравнивания и специального инструментария.
Диапазон скоростей Низкий до умеренного От низких до высоких оборотов — идеально подходит для высокоскоростных применений с большими нагрузками.

Для умеренных скоростей и простых редукторов стандартная прямозубая шестерня может быть экономичным выбором. Однако, если важен уровень шума, велики нагрузки или требуется упрощение конструкции вала и подшипников, двойные косозубые шестерни Они обеспечивают очевидные технические преимущества при более высокой, но оправданной стоимости. Для получения точных рекомендаций по выбору, основанных на крутящем моменте, скорости и режиме работы, свяжитесь напрямую с компанией Korea Ever-Power.

Основные преимущества производительности

⚙ Нулевая осевая нагрузка на подшипник

Парные спиральные подшипники компенсируют осевую нагрузку внутри. Подшипники воспринимают только радиальную силу, что снижает рабочую температуру и увеличивает интервалы между заменами.

⚙ Более широкий диапазон углов спирали

Практическими являются углы наклона спирали 20°–45°, по сравнению с 15°–20° для одинарных спиральных зубьев. Больший угол увеличивает коэффициент перекрытия и несущую способность при том же диаметре шестерни.

⚙ Низкий уровень шума и вибрации

Непрерывное диагональное зацепление зубьев на обеих половинах спирали подавляет шум, возникающий на частоте зацепления, что является критически важным фактором в морских каютах, турбинных залах и промышленных объектах, где действуют нормы по уровню шума.

⚙ Высокая удельная мощность

При одинаковых модуле и межосевом расстоянии двойная косозубая шестерня передает больший крутящий момент, чем ее одинарный аналог, что позволяет создавать более компактные конструкции редукторов без ущерба для производительности.

⚙ Увеличенный срок службы зубов

Распределение нагрузки между большим количеством одновременно задействованных зубов снижает индивидуальное напряжение в корнях зубов и контактное давление Герца, замедляя образование ямок и прогрессирование усталости.

⚙ Упрощение подшипников и валов

Благодаря исключению осевых нагрузок, зачастую достаточно стандартных роликовых подшипников с глубоким пазом или цилиндрической формы. Это упрощает процесс закупки и снижает стоимость запасных подшипников.

мастерская по косозубым передачам 2

Типичные области применения

Применение двойных косозубых передач в промышленной передаче энергии.

Морские редукторы

Судовые редукторы должны снижать скорость вращения дизельного или газового двигателя до скорости вращения гребного вала — часто с передаточным отношением от 5:1 до 15:1 — при передаче нескольких тысяч киловатт мощности. Двойные косозубые шестерни Они являются стандартными для этой задачи, поскольку характеристика нулевой тяги позволяет изготавливать редуктор без тяжелых упорных муфт, необходимых в одновинтовых конструкциях. Низкий уровень шума также имеет значение: шум, передаваемый от редуктора через конструкцию корпуса, влияет на комфорт экипажа и, на военно-морских судах, на акустическую сигнатуру.

Турбины для выработки электроэнергии

Паровые и газовые турбины вращаются со скоростью 3000–15000 об/мин и для стандартного подключения генератора должны быть понижены до 1500 или 1800 об/мин. При таких скоростях даже небольшие неуравновешенные силы вызывают значительную вибрацию и шум. Двойные косозубые шестерни В качестве стандартного варианта для понижающих редукторов турбин используются самобалансирующиеся винтовые зубья, поскольку такая конструкция позволяет работать на высоких скоростях и в непрерывном режиме полной нагрузки, характерном для генераторов промышленного масштаба. Обычно для таких условий эксплуатации используются зубья с цементированной и шлифованной поверхностью класса точности ISO 5 или выше.

Тяжеловесные краны и промышленные подъемники

В козловых кранах, приводах судопогрузчиков и крупных промышленных подъемниках редуктор часто подвергается изменению направления нагрузки при подъеме, удержании и опускании груза. Изменение направления нагрузки в зацеплении зубчатой ​​передачи может вызывать шум, связанный с люфтом, и ударные напряжения. Непрерывное зацепление зубьев двойные косозубые шестерни Это снижает переходные ударные нагрузки за счет постоянного удержания большего количества зубьев в зацеплении, а характеристика нулевой осевой нагрузки означает, что изменение направления нагрузки не меняет направление осевой силы в подшипниках. В результате снижаются затраты на техническое обслуживание редуктора в течение всего срока службы крана.

Параметры выбора для двойных косозубых передач

Указание двойная косозубая передача Для корректного оформления заказа необходимо подтвердить следующие параметры. Предоставление полной информации заранее позволяет избежать итераций проектирования и задержек.

  1. Мощность и крутящий момент: Номинальная мощность (кВт) и максимальный крутящий момент (Нм) в точке зацепления шестерен, включая коэффициент запаса прочности для типа нагрузки (плавная езда, умеренная вибрация, сильная вибрация).
  2. Скорость: Скорость вращения входного и выходного валов (об/мин); это определяет скорость по делительной окружности и влияет на требуемый уровень точности.
  3. Модуль и количество зубьев: Уточните нормальный модуль упругости (Mn), угол наклона спирали (обычно 20°–35° для стандартных применений с двойной спиралью) и количество зубьев на шестерне и зубчатом колесе.
  4. Межосевое расстояние и диаметр отверстия: Фиксированное межосевое расстояние при модернизации; допуски на диаметр отверстия, шпоночный паз и посадку вала для шестерни и зубчатого колеса.
  5. Материал и твердость: Углеродистая сталь (45# или 40Cr), легированная сталь (20CrMnTi для цементированных применений) или высокопрочный чугун (QT600-3). Укажите твердость поверхности (HRC) или твердость сердцевины (HB) в зависимости от требуемого режима работы.
  6. Класс точности: Класс ISO 1328 или AGMA. ISO 6–8 для общего промышленного применения; ISO 4–6 для высокоскоростных или прецизионных приводов. Это определяет, требуется ли зубофрезерование или шлифовка для обработки поверхности зубьев.

Сопутствующие редукторы и компоненты привода

  • ➜ Косозубая коробка передач: Полностью собранный редуктор с параллельными валами и косозубыми шестернями, включающий в себя редуктор, корпус, подшипники и уплотнения. Подходит для случаев, когда предпочтительнее использовать приводной узел, устанавливаемый на болтах, вместо отдельных шестерен. См. наш ассортимент. косозубые шестерни диапазон для подбора компонентов.
  • ➜ Червячная передача: Для угловых приводов с высокими передаточными числами в одноступенчатом режиме, червячная передача Может использоваться в паре с винтовой первой ступенью для достижения высокого общего передаточного отношения при сохранении перпендикулярности выходного вала. Свяжитесь с нами для получения рекомендаций по подбору пары.
  • ➜ Двойная косозубая шестерня (варианты с зубчатой ​​передачей типа «ёлочка»): Для применений, требующих более высокого коэффициента контакта без центральной канавки, используется профиль «елочка». двойные косозубые шестерни Доступны варианты без канавки для снятия прорези. Для уточнения характеристик обращайтесь к нам.

типы зубчатых передач

Промышленный приводной механизм с косозубыми шестернями для применения с параллельными валами.

Часто задаваемые вопросы

В чём разница между двойной косозубой шестерней и ёлочной шестерней?

Оба типа сочетают в себе левую и правую винтовые секции. Ключевое структурное различие заключается в центральной канавке для разгрузки: у двойных винтовых шестерен канавка находится между двумя парами зубьев, что обеспечивает зазор для инструмента во время изготовления. У шестерен с шевронным механизмом канавки нет — левые и правые зубья сходятся в центре — что обеспечивает несколько большую площадь рабочей поверхности, но требует более специализированного производственного оборудования.

Почему двойные косозубые шестерни не создают осевой осевой нагрузки?

Каждая секция спирали создает осевую составляющую силы. В конструкции с двойной спиралью две секции имеют одинаковые углы спирали, но противоположные направления. Силы равны по величине и противоположны по направлению, поэтому они компенсируют друг друга внутри корпуса шестерни. Вал и подшипники испытывают только результирующую силу, которая равна нулю по осевой силе.

Какой угол наклона винтовой линии является стандартным для двойных косозубых передач?

Наиболее распространенный диапазон углов составляет 20°–35° для общего промышленного применения. Углы до 45° используются в высокоскоростных турбинных редукторах, где требуется максимальное соотношение зацепления. При углах ниже 20° преимущество перед одновинтовыми шестернями уменьшается; при углах выше 45° требования к точности изготовления становятся очень жесткими, а трение скольжения зубьев возрастает.

Какие материалы доступны для изготовления двойных косозубых передач?

Компания Korea Ever-Power поставляет двойные косозубые шестерни из углеродистой стали 45# (общего назначения, нормализованной или закаленной и отпущенной до твердости HB 220–280), легированной стали 40Cr (индукционно закаленной, твердость поверхности HRC 48–54) и стали 20CrMnTi (цементированной и закаленной до твердости HRC 58–62). Для крупных, экономичных шестерен, где вес не имеет решающего значения, доступен высокопрочный чугун QT600-3.

Как мне рассчитать правильный модуль для моей нагрузки?

Выбор модуля начинается с расчетов прочности на изгиб (уравнение Льюиса) и усталости при контакте (напряжение Герца) с использованием расчетного крутящего момента, умноженного на коэффициент эксплуатации в конкретном применении. Указав входную мощность (кВт), входную скорость (об/мин), передаточное число и спецификацию материала, инженерная команда Korea Ever-Power сможет порекомендовать модуль и ширину рабочей поверхности, соответствующие требуемым коэффициентам безопасности согласно ISO 6336 или AGMA 2001.

Как часто следует смазывать двойные косозубые шестерни?

Для закрытых редукторов с разбрызгивающей смазкой отбор проб масла и его анализ следует проводить каждые 2000–4000 часов работы, а замену следует производить при первых признаках загрязнения или снижения вязкости. Для редукторов со средними скоростями обычно используется трансмиссионное масло ISO VG 220–320; для высокоскоростных или высокотемпературных режимов работы рекомендуется использовать синтетические полиальфаолефиновые (PAO) смазки. Для открытых редукторов с разбрызгивающей смазкой требуется замена масла примерно каждые 8 ​​часов работы в зависимости от нагрузки и условий окружающей среды.

Может ли компания Korea Ever-Power поставлять двойные косозубые шестерни в качестве замены существующих компонентов редуктора?

Да. Укажите модуль существующей шестерни, количество зубьев, угол наклона спирали, диаметр отверстия, ширину торца и размеры шпоночного паза. Если у вас есть чертеж шестерни или вы можете измерить изношенную шестерню напрямую, наша инженерная группа проверит все параметры и подтвердит совместимость размеров перед изготовлением. В большинстве случаев можно изготовить шестерни на замену с совпадающими профилями зубьев и размерами отверстий без необходимости модификации корпуса редуктора.

Каков типичный срок изготовления нестандартных двойных косозубых шестерен?

Для стандартных комбинаций модулей и материалов срок изготовления от 1 до 10 штук обычно составляет 3–5 недель с момента подтверждения чертежа. Для крупных шестерен (с диаметром делительной окружности более 1000 мм) или шестерен, требующих цементации и шлифовки, может потребоваться 6–10 недель. Возможно ускоренное изготовление срочных запасных частей; свяжитесь с нами, указав ваши временные ограничения, для получения окончательного решения.

Отзывы покупателей

Ким Чжэ-вон, инженер по техническому обслуживанию редукторов, судостроительный завод в Инчхоне (3 квартал 2024 г.)

«Мы заменили изношенный комплект двойных косозубых шестерен на нашем главном редукторе — модуль 8, 42 зуба, 20CrMnTi. Новые шестерни от Ever-Power подошли без каких-либо доработок корпуса, а качество обработки поверхности зубьев заметно улучшилось по сравнению с оригинальными. Шум редуктора на полной скорости вращения вала заметно снизился. Детали прибыли за четыре недели, что позволило нам сохранить график работ в сухом доке».

Пак Сон Хун, старший инженер-механик, металлургический комплекс Кванъян (IV квартал 2024 г.)

«Заказали две двухвинтовые шестерни для привода нашего прокатного стана. Допуски на отверстия и шпоночные пазы точно соответствовали нашему чертежу — никаких доработок не потребовалось. Мы используем их уже около шести месяцев без необычного износа или вибрации. Цена была справедливой, а техническая команда быстро ответила на наши вопросы по материалам».

Ли Мин-джун, инженер электростанции в Пусане (начало 2025 года)

«В рамках планового капитального ремонта потребовался комплект косозубых шестерен для понижающего редуктора паровой турбины. Шестерни должны были иметь точность класса ISO 6 и цементированные зубья. Компания Ever-Power предоставила детали с протоколом контроля качества, составленным с помощью координатно-измерительной машины (КИМ). Все прошло наш входной контроль. Никаких неожиданностей».

Нгуен Ван Минь, менеджер по закупкам, администрация порта Хайфон (второй квартал 2024 г.)

«Мы закупили двойные косозубые шестерни для трех редукторов козлового крана. Срок поставки составил пять недель, что совпало с нашим графиком технического обслуживания. Посадка вала соответствовала стандарту H7/k6. После 800 часов работы при полной нагрузке на порт зубья не показали признаков коррозии. Выгодное соотношение цены и качества по сравнению с европейскими аналогами».

Чой Дон-хо, директор по закупкам, Ulsan Heavy Industries (1 квартал 2025 г.)

«Мы сравнили трех поставщиков. Ever-Power оказался не самым дешевым, но их техническая документация была наиболее полной — сертификаты на материалы, протоколы испытаний на твердость и полный отчет о размерах каждой шестерни. Для ответственного вращающегося оборудования такой уровень прослеживаемости оправдывает разницу в цене. Будем заказывать снова».

Ямамото Кендзи, механическое подразделение, производитель турбин в Осаке (3 квартал 2024 г.)

«Заказ на прототип двухвинтовой шестерни с углом наклона спирали 30° и нестандартным отверстием. Компания Ever-Power подтвердила возможность изготовления конструкции, предложила небольшую модификацию ширины канавки для облегчения обработки и выполнила заказ за четыре недели. Прототип безупречно работал на нашем испытательном стенде с первого часа».

Детали

Редактор

Cxm

Похожие