Čínska OEM pravouhlá hriadeľová prevodovka série S s šnekovou prevodovkou s nízkou hlučnosťou

Špirálová prevodovka

Špirálová prevodovka sa vo všeobecnosti skladá z dvoch ozubených kolies. Tieto dva ozubené kolesá majú vyrezané zuby a sú do seba vložené. Tieto dva ozubené kolesá spolupracujú na prenose krútiaceho momentu a rýchlosti. Tento typ prevodovky sa používa v širokej škále aplikácií.

Princíp fungovania

Okrem toho, že sú lacnejšie na výrobu, majú špirálové ozubené kolesá oproti priamym čelným ozubeným kolesám niekoľko výhod. Po prvé, ponúkajú plynulejší chod, menej vibrácií a nižšiu hladinu hluku. Prenášajú tiež väčšie zaťaženie ako čelné ozubené kolesá. Tieto ozubené kolesá sa používajú v rôznych odvetviach, ako je spracovanie potravín, plastikársky priemysel a ropný priemysel.
Ďalšou dôležitou vlastnosťou špirálových ozubených kolies je plynulý a postupný záber zubov. To im pomáha plynulejšie fungovať, najmä pri práci s vysokým zaťažením. Tento proces znižuje rázy a vôľu a tiež znižuje opotrebenie.
Okrem toho je uhol špirály premenná, ktorú je možné upraviť podľa aplikácie. Uhol je zvyčajne buď ľavý, alebo pravý a môže sa meniť v závislosti od pohľadu.
Špirálové ozubené kolesá sa zvyčajne používajú v uzavretých prevodových pohonoch, ako sú dopravníky, dúchadlá a výťahy. Ponúkajú plynulejší chod, vďaka čomu sú ideálne pre aplikácie, ktoré vyžadujú tichú prevádzku. Špirálové ozubené kolesá sú však menej účinné pri prenose výkonu ako čelné ozubené kolesá.
Relatívne kontaktné napätie (RCS) vypočítané pre špirálové ozubené koleso je podobné ako pre čelné ozubené koleso. Objem Vi, ktorý je veličinou závislou od špirály, je však odlišný. Tento objem je definovaný ako celkový objem špirálového vrecka, vypočítaný integráciou pozdĺž šírky čela. Objem generického vrecka je väčší ako objem špirálového vrecka bez špirály.
Okrem toho sa znižuje kontaktný pomer. Je to spôsobené tým, že dva zuby nie sú navzájom rovnobežné. Hrubý olejový film bráni kontaktu zubov. Tento film tiež chladí povrchy zubov ozubeného kolesa.
Servisný faktor je číslo, ktoré zohľadňuje podmienky, za ktorých sa prevodový stupeň používa. Zvyčajne ide o pomer medzi maximálnym krútiacim momentom a vytvoreným krútiacim momentom.

Efektívnosť

Počas nedávnej kampane merania prevodoviek bolo rozsiahlo testovaných 13 komerčných prevodoviek. Účinnosť bola meraná pri nominálnom krútiacom momente a výkone. Výsledné mapy účinnosti uvedené v tomto článku ukazujú, že účinnosť každej prevodovky je pomerne podobná.
Účinnosť prevodovky závisí od počtu zubov ozubených kolies a prevodového pomeru medzi nimi. Čím nižší je prevodový pomer, tým vyššia je účinnosť.
Účinnosť je ovplyvnená aj zaťažovacím momentom. Čím vyšší je zaťažovací moment, tým nižšia je účinnosť. Platí to najmä pre prevodovky s vysokými prevodovými pomermi.
Stratu výkonu ovplyvňujú aj kontaktné a prekrývacie pomery. Pri prevodovkách s vysokými prevodovými pomermi je rozdiel medzi účinnosťou katalógu a účinnosťou založenou na modeli väčší ako pri prevodovkách s nízkym prevodovým pomerom. Našťastie, zlepšenia v mazaní túto medzeru zmenšujú.
Špirálová prevodovka je najefektívnejšia prevodovka v tomto odvetví. Prenáša pohyb medzi paralelnými konfiguráciami a je menej hlučná ako čelné ozubené kolesá. Tieto ozubené kolesá zaberajú jemne a hladko, takže sú menej náchylné na opotrebovanie. Umožňujú tiež väčšiu nosnosť.
Aj keď sú špirálové ozubené kolesá účinné, sú drahšie ako tradičné ozubené kolesá. Úspora nákladov však môže byť v priebehu času značná. Pred výberom prevodovky pre vašu aplikáciu je dôležité zvážiť výhody špirálovej prevodovky.
Pri porovnaní účinnosti špirálovej prevodovky so závitovkovou prevodovkou je závitovková prevodovka účinnejšia. Rozdiel v účinnosti však nie je taký veľký ako u mnohých iných prevodoviek.
Účinnosť špirálovej prevodovky je ovplyvnená aj rýchlosťou ozubených kolies. Prevodovka musí mať dostatočné mazanie ložísk. Je tiež dôležité zvážiť priestorové požiadavky v hnacom ústrojenstve.

Aplikácie

Aplikácie špirálových prevodoviek sú rozšírené a používajú sa v mnohých odvetviach. Medzi aplikácie patrí tlačiarenský priemysel, gumárenský priemysel, plastikársky priemysel, cementárenský priemysel, zemný priemysel a chemický priemysel.
Špirálové prevodovky sa používajú aj pre dopravníky a výťahy. Sú veľmi odolné a dokážu uniesť väčšie bremená. Sú tiež tichšie ako priame prevodovky. Používajú sa aj v mnohých automobilových prevodovkách.
Špirálové prevodovky prenášajú výkon medzi dvoma rovnobežnými hriadeľmi. Sú dobrou náhradou za čelné ozubené kolesá. Sú kompaktné a znižujú vibrácie a hluk. Sú tiež veľmi odolné a môžu pracovať v nerovnobežných hriadeľoch.
Najbežnejšie uplatnenie je v automobilovom priemysle. Špirálové prevodovky sa používajú aj v iných odvetviach. Sú veľmi užitočné vo výťahoch, dopravníkoch a iných ťažkých priemyselných prostrediach. Poskytujú tiež vysokú úroveň zníženia rýchlosti a bežne sa používajú v automatizovaných riadiacich systémoch. Používajú sa aj v ťažobnom priemysle a cementárskom priemysle.
Špirálové prevodovky je možné vyrobiť s rôznymi úpravami. To je dôležité, pretože niektoré odvetvia môžu vyžadovať odlišné prevodovky.
Špirálové ozubené kolesá majú vyšší počet zubov. To vedie k menšiemu opotrebovaniu. Sú tiež menej hlučné ako čelné ozubené kolesá. Ich schopnosť generovať veľkú axiálnu silu ich robí ideálnymi pre vysokorýchlostné aplikácie. Sú tiež schopné rozložiť zaťaženie medzi niekoľko osí. Používajú sa aj v aplikáciách s vysokými nárazmi a vibráciami.
Špirálové prevodovky pracujú s vyššou účinnosťou ako čelné ozubené kolesá. Výrobné náklady na špirálové ozubené kolesá sú však vyššie ako na čelné ozubené kolesá.
Špirálové prevodovky majú tiež výhodu prenosu výkonu medzi pravouhlými hriadeľmi. Môžu pracovať v spojení s ozubenými kolesami so skríženými osami, čo eliminuje rázové zaťaženie.

Variácie

Na trhu je dostupných niekoľko variantov špirálových prevodoviek pre rôzne odvetvia. Sú široko používané v automobilových prevodovkách a iných odvetviach. Sú tichšie ako čelné ozubené kolesá. Sú tiež odolné a vysoko účinné. Môžu však spôsobovať vyššie trenie a opotrebenie.
Špirálové ozubené kolesá sú vyrobené zo zubov, ktoré sa otáčajú okolo valcového telesa ozubeného kolesa pod uhlom. Uhol, pod ktorým sú zuby ozubeného kolesa zrezané, sa nazýva uhol špirály. Uhol špirály je možné nastaviť tak, aby sa prispôsobil ozubenému kolesu a jeho okoliu.
Uhol skrutkovice tiež určuje, akú axiálnu silu ozubené koleso vytvára. Väčší uhol skrutkovice vygeneruje väčšiu axiálnu silu. Toto zvýšenie axiálnej sily musia absorbovať ložiská. Uhol tlaku má tiež priamy vplyv na normálovú silu a polomery zakrivenia zuba.
Špirálové ozubené kolesá je možné montovať paralelne alebo krížovo. Paralelne zapojené špirálové ozubené kolesá vyžadujú pre správnu funkciu rovnaký uhol stúpania a tlaku. Špirálové ozubené kolesá zapojené krížovo môžu fungovať tichšie a plynulejšie ako čelné ozubené kolesá. Môžu sa však použiť aj na prenos vyšších krútiacich momentov.
Špirálové ozubené kolesá sú dostupné aj v jednoduchom a dvojitom špirálovom prevedení. Jednoduché špirálové ozubené kolesá sa vyrábajú s rovnakými nástrojmi a zariadeniami ako čelné ozubené kolesá. Na rozdiel od čelných ozubených kolies majú jednoduché špirálové ozubené kolesá väčší kontakt s povrchom. Sú tiež lepšie pre presné pohony.
Dvojité špirálové ozubené kolesá sa nazývajú aj ozubené kolesá v tvare rybej kosti. Vyrábajú sa vyrezaním drážky medzi dvoma zubami. Dokážu eliminovať axiálne sily a používajú sa aj na zabezpečenie vysokej únosnosti.
Špirálové ozubené kolesá sa bežne používajú na prenos nízkeho výkonu. Poskytujú tiež alternatívu na spájanie paralelných a nerovnobežných hriadeľov. Používajú sa aj vo vysokorýchlostných aplikáciách.

Polomer hrotu nástroja

Spomedzi mnohých parametrov, ktoré sa používajú pri konštrukcii špirálovej prevodovky, je polomer hrotu zuba pravdepodobne najdôležitejší, aj keď len preto, že je jedným z najmenej intuitívnych. Najlepším spôsobom, ako odhadnúť priemer zuba špirálového ozubeného kolesa, je použiť referenčný profil zuba ako základ pre výpočet. Podobný postup sa používa na výpočet uhla sklonu špirály. Príliš malá špička nástroja bude mať za následok podrezanie zuba, čo je problém, ak máte ozubené koleso s vysokým počtom zubov a chcete znížiť riziko ich poškodenia.
Pre nadšencov ozubených kolies existuje mnoho nástrojov a procesov pre špirálové prevodovky, pričom priemer hrotu je len jedným z nich. Našťastie pre nadšencov dizajnu ozubených kolies sa špirálová prevodovka skrýva oveľa viac, než sa na prvý pohľad zdá. Napríklad zub špirálového ozubeného kolesa je trojrozmerný povrch, takže jeho tvar a funkciu je možné vypočítať matematicky alebo numericky.
Okrem špičky zuba, ktorá vám preletí pomedzi nohavice, je špirálová prevodovka aj výsledkom výrobného procesu. Hlavným vinníkom je posun profilu, čo je vzdialenosť medzi priemerom rozstupu ozubeného kolesa a vzťažnou čiarou rezného nástroja. Hoci sa konštruktér ozubených kolies môže rozhodnúť tento problém ignorovať, často ide o konštrukčný aspekt v prospech maximalizácie kontaktných pomerov. To znamená, že zuby ozubeného kolesa musia byť schopné odolať krútiacemu momentu príslušných ozubených kolies.
Špirálové ozubené koleso je geometrické puzdro a najlepším spôsobom, ako ozubené kolesá zabaliť, je minimalizovať pevnosť zubov v ohybe a zároveň maximalizovať tuhosť zubov v ohybe. Na dosiahnutie tohto cieľa musíte obmedziť hrúbku hrotu zuba. To sa zvyčajne dosiahne profilom zuba, ktorý je tvarovaný tak, aby zodpovedal obrysu zuba ozubeného kolesa, ktoré má nahradiť.

editor od CX 2023-05-09