Suur topeltspiraalne hammasratas
1. Mis on käik?
Hammasrattadon hammastega mehaanilised osad, mis võivad üksteisega haarduda. Seda kasutatakse laialdaselt mehaanilises ülekandes ja kogu mehaanilises valdkonnas.
2. Hammasrataste ajalugu
Juba 350. aastal eKr kirjutas kuulus Vana-Kreeka filosoof Aristoteles hammasrattaid kirjandusse. Umbes aastal 250 eKr kirjeldas matemaatik Archimedes kirjanduses ka turbiini ussi kasutavat tuulepead. eKr pärinevaid hammasrattaid on tänaseni säilinud Kaisferni jäänustes tänapäeva Iraagis.
Suur topeltspiraalne hammasratas
Gearil on Hiinas pikk ajalugu. Ajalooliste ülestähenduste kohaselt kasutati Vana-Hiinas hammasrattaid juba 400-200 eKr. Hiinas Shanxis välja kaevatud pronkshammasrattad on seni avastatud vanimad hammasrattad. Iidse teaduse ja tehnika saavutusi kajastava juhtautona kasutatakse käigumehhanismi. Põhimehhanism. Itaalia renessansi ajal 15. sajandi teisel poolel jättis kuulus universaalne Leonardo da Vinci kustumatuid saavutusi mitte ainult kultuuris ja kunstis, vaid ka käigutehnika ajalukku. Pärast enam kui 500 aastat on praegusel hammasrattal endiselt alles omal ajal visandatud prototüübid.
Alles 17. sajandi lõpus hakati uurima hammasratta hammaste kuju, mis liikumist õigesti edasi annaksid. 18. sajandil, pärast Euroopa tööstusrevolutsiooni, muutus hammasülekannete rakendamine üha ulatuslikumaks; esmalt töötati välja tsükloidsed hammasrattad ja seejärel arendati spiraalülekanded. Kuni 20. sajandi alguseni oli spiraalsete hammasrataste kasutamisel eelis. Sellest ajast alates on välja töötatud muutuvaid hammasrattaid, kaarülekandeid, koonusülekandeid, spiraalülekandeid jne.
Kaasaegne hammasülekandetehnoloogia on jõudnud: käigukasti moodul 0.004-100 mm; käigu läbimõõt 1 mm kuni 150 meetrit; edastusvõimsus kuni 100,000 kilovatti; pöörlemiskiirus kuni 100,000 pööret minutis; suurim perifeerne kiirus kuni 300 m/s.
Rahvusvaheliselt areneb jõuülekandeseade miniaturiseerimise, suure kiiruse ja standardimise suunas. Spetsiaalsete hammasülekannete kasutamine, planetaarülekannete väljatöötamine ning madala vibratsiooniga ja madala müratasemega hammasülekannete väljatöötamine on mõned käigukasti konstruktsiooni omadused.
3. Hammasrattad jagunevad üldiselt kolme kategooriasse
Käikuid on palju ja kõige levinum klassifitseerimismeetod on käiguvõlli järgi. Üldiselt jaguneb kolme tüüpi: paralleeltelg, ristumistelg ja astmeline telg.
1) Paralleelvõlli hammasrattad: sealhulgas hammasrattad, spiraalsed hammasrattad, sisemised hammasrattad, nagid ja spiraalsed hammasrattad jne.
2) Lõikuvad võlli hammasrattad: on sirgeid koonusülekandeid, spiraalseid koonusülekandeid, nullkraadi koonusülekandeid jne.
3) Astmestatud võlli hammasrattad: on astmelise võlli spiraalülekandeid, tiguülekandeid, hüpoidülekandeid jne.
Ülaltoodud tabelis loetletud efektiivsus on jõuülekande efektiivsus, välja arvatud laagrite ja segamismäärde kadu. Paralleelvõlli ja ristuva võlli hammasrattapaaride haardumine on põhimõtteliselt veerev ja suhteline libisemine on väga väike, seega on tõhusus kõrge. Astmestatud võlli hammasrataste paarid, nagu astmelise võlli spiraalülekanded ja tiguülekanded, kuna need pöörlevad jõuülekande saavutamiseks suhtelise libisemise kaudu, on hõõrdumise mõju väga suur ja ülekande efektiivsus on teiste hammasratastega võrreldes väiksem. Käigu kasutegur on käigukasti ülekandeefektiivsus tavalistes kokkupanekutingimustes. Vale paigalduse korral, eriti kui koonusülekanne pole kokku pandud õigele kaugusele, mille tulemuseks on viga sama koonuse ristumiskohas, langeb selle efektiivsus oluliselt.
3.1 Paralleelvõlliga hammasrattad
1) Kanderatas
Hambajoon ja teljejoon on paralleelsed silindrilise hammasrattaga. Kuna seda on lihtne töödelda, kasutatakse seda kõige laialdasemalt jõuülekandes.
2) Rack
Lineaarne hammasrattakujuline hammasratas, mis haakub hammasrattaga. Seda võib pidada erijuhtumiks, kui hammasratta sammu läbimõõt muutub lõpmatuks.
3) Sisemine käik
Hammasratas hammasrattahammastega, mis on töödeldud rõnga siseküljel, et haakuda hammasrattaga. Kasutatakse peamiselt sellistes rakendustes nagu planetaarülekanne ja hammasrataste sidurid.
4) Spiraalülekanded
Hambajoon on spiraalne silindriline hammasratas. Seda kasutatakse laialdaselt selle suurema tugevuse ja sujuvama töö tõttu kui hammasratas. Edastamise ajal tekib aksiaalne tõukejõud.
5) spiraalne hammasratas,
Varras hammasratas, mis haakub spiraalse hammasrattaga. See vastab olukorrale, kui spiraalülekande sammu läbimõõt muutub lõpmatuks.
6) Kalasaba käik
Hambaliin on hammasratas, mis moodustub kahe vasaku- ja parempoolse spiraalse hammasratta kombinatsioonist. Selle eeliseks on see, et see ei tekita telgsuunas tõukejõudu.
3.2 Ristuvad võlli hammasrattad
1) Sirge koonusülekanne
Kaldhammasratas, mille hammasjoon on sama, mis kaldenurga generatriks. Kooniliste hammasrataste hulgas on see tüüp, mida on suhteliselt lihtne valmistada. Seetõttu on sellel lai valik rakendusi ülekande koonusülekannetena.
2) Spiraalne koonusülekanne
Hambajoon on kumer, spiraalse nurgaga kooniline hammasratas. Kuigi seda on raskem valmistada kui sirgeid koonusülekandeid, kasutatakse seda laialdaselt ka suure tugevuse ja madala müratasemega hammasrattana.
3) Null-kraadi koonusülekanne
Nullspiraalnurgaga kumer koonusülekanne. Kuna sellel on nii sirgete kui ka kõverate koonusülekannete omadused, on hamba pinnale mõjuv jõud sama, mis sirgetel koonusratastel.
3.3 Astmestatud võlli käigud
1) Silindriline ussipaar
Silindriline tigupaar on silindrilise ussi ja sellega haakuva tigukäigu üldnimetus. Vaikne töö ja üks paar võib oma suurimaks omaduseks saada suure ülekandearvu, kuid selle puuduseks on madal efektiivsus.
2) Astmestatud võlli spiraalne hammasratas
Silindrilise ussipaari nimi, kui see edastatakse astmeliste võllide vahel. Saab kasutada koos spiraalülekande paaridega või spiraal- ja silindrilise hammasratta paaridega. Kuigi töö on sujuv, sobib see kasutamiseks ainult väikese koormuse korral.
3.4 Muud erikäigud
1) Näovarustus
Kettakujulised hammasrattad, mis võivad haakuda tiib- või spiraalhammasratastega. Ülekanne ortogonaalsete ja astmeliste telgede vahel.
2) Trummikujuline ussipaar
Üldnimetus trummikujulise ussi ja sellega haakuva tiguseadme jaoks. Kuigi seda on keerulisem valmistada, suudab see silindrilise ussipaariga võrreldes üle kanda suure koormuse.
3) Hüpoidne käik
Koonilised hammasrattad, mis sõidavad astmeliste võllide vahel. Suured ja väikesed hammasrattad on sarnaselt spiraalhammasratastele töödeldud ekstsentriliselt ning ühenduspõhimõte on väga keeruline.
4. Põhiterminoloogia ja hammasrataste mõõtmete arvutamine
Hammasrataste jaoks on palju käigupõhiseid termineid ja väljendusmeetodeid. Selleks, et saaksite käikudest paremini aru saada, on siin mõned põhilised käiguterminid, mida sageli kasutatakse.
1) püügivahendi iga osa nimi
2) Hammasratta hammaste suuruse mõiste on moodul
m1, m3, m8... nimetatakse mooduliteks 1, mooduliteks 3, mooduliteks 8. Moodul on levinud nimetus kõikjal maailmas. Hammasratta hammaste suuruse tähistamiseks kasutatakse sümbolit m (moodul) ja numbrit (mm). Mida suurem arv, seda suuremad on hammasratta hambad.
Lisaks on riikides, kus kasutatakse impeeriumi mõõtühikuid (nt Ameerika Ühendriigid), hammasratta hammaste suurus tähistatud sümboliga (läbimõõdu samm) ja numbriga (hammasratta hammaste arv, kui indeksiringi läbimõõt on on 1 tolli). Näiteks: DP24, DP8 jne. Samuti on olemas spetsiaalsed helistamismeetodid, mis kasutavad sümboleid (nädalaid) ja numbreid (millimeetrid), et näidata hammasratta hammaste suurust, näiteks CP5, CP10.
Samm (p) saadakse, korrutades mooduli pi-ga ja samm on kahe külgneva hamba vaheline pikkus.
Valem on:
p=pi x moodul=πm
Erinevate moodulite hammasrataste suuruste võrdlus:
3) Surve nurk
Survenurk on parameeter, mis määrab hammasratta profiili. See tähendab, et hammasratta hamba pinna kalle. Survenurk ( ) on üldiselt 20 kraadi. Varem olid levinud hammasrattad, mille survenurk oli 14,5 kraadi.
Survenurk on nurk, mis moodustub raadiuse joone ja hamba kuju puutuja vahel hambapinna punktis (tavaliselt sõlmes). Nagu näidatud, on rõhu nurk. Kuna '= ' on ka survenurk.
Kui hamba A ja hamba B haardeseisundit vaadeldakse sõlmest:
A-hammas surub sõlme B-punkti. Sel ajal mõjub liikumapanev jõud hamba A ja hamba B ühisnormaalile. See tähendab, et ühine normaal on jõu mõju suund ja rõhu suund ning survenurk.
Moodul (m), survenurk ( ) ja hammaste arv (z) on käigu kolm põhiparameetrit ning nende parameetrite alusel arvutatakse hammasratta iga osa mõõtmed.
4) Hammaste kõrgus ja paksus
Hammasratta hammaste kõrguse määrab moodul (m).
Hammaste kogukõrgus h{0}},25 m (= hambajuure kõrgus pluss hambaotsa kõrgus)
Lisakõrgus (ha) on kõrgus addendumist indeksjooneni. ha=1m.
Juure kõrgus (hf) on kõrgus juurest indeksjooneni. hf=1,25 m.
Hamba paksuse (de) võrdlusväärtus on pool hamba sammust. s=πm/2.
5) Hammasratta läbimõõt
Hammasratta suuruse määrav parameeter on käigu indeksringi läbimõõt (d). Indeksringi põhjal saab määrata hammaste sammu, hamba paksuse, hamba kõrguse, hambatipu kõrguse ja hambajuure kõrguse.
Indeksi ringi läbimõõt d=zm
Lisa läbimõõt da{0}}d pluss 2m
Juureringi läbimõõt df=d-2,5m
Indeksiring ei ole tegeliku käigu puhul otseselt nähtav, sest indeksring on hüpoteetiline ring käigu suuruse määramiseks.
6) Keskmise kaugus ja tagasilöök
Kui hammasrataste paari indeksringid puutuvad kokku puutujaga, on keskpunkti kaugus pool kahe indeksringi läbimõõtude summast.
Keskmise kaugus a=(d1 pluss d2)/2
Hammasrataste ühendamisel on lõtk oluline tegur, et saavutada sujuv haardumisefekt. Tagasilöök on vahe hammasrataste paari hambapindade vahel, kui need hambuvad.
Hammasratta hamba kõrguse suunas on ka tühimik. Seda lõhet nimetatakse kliirensiks. Ülemine kliirens (c) on hammasratta hambajuure kõrguse ja paaritushammaste ülaosa kõrguse vahe.
Pea kliirens c=1.25m-1m=0.25m
7) Spiraalülekanded
Hammasratas, mis saadakse hammasratta hammaste spiraalselt keerates, on spiraalne hammasratas. Enamik hammasrataste geomeetriatest on rakendatavad spiraalsete hammasrataste puhul. Vastavalt nende nulltasandile on kahte tüüpi spiraalseid hammasrattaid:
End face (shaft right angle) reference (end face modulus/pressure angle>
Tavalise pinna (hamba täisnurk) nullpunkt (tavaline moodul/survenurk)
Otsapinna mooduli mt ja normaalmooduli mn mt{0}}mn/cos vaheline seos
8) Spiraali suund ja sobivus
Spiraalsed hammasrattad, spiraalsed koonilised hammasrattad jne, hammasratta hambad on spiraalsed ning spiraalne suund ja koordinatsioon on kindlad. Spiraalne suund tähendab seda, et kui hammasratta kesktelg on suunatud üles ja alla, siis eestvaates on hammasratta hammaste suund üleval paremale [pööre paremale] ja ülemine vasak [pöörlemine vasakule]. Erinevate käikude sobivus on näidatud allpool.
5. Kõige sagedamini kasutatav hammasrattaprofiil on evolutsioonprofiil
Kui ainult hõõrderatta välimine ümbermõõt jagatakse võrdseteks sammudeks, paigaldatakse väljaulatuvad osad ja seejärel haakuvad üksteisega ja pöörlevad, ilmnevad järgmised probleemid:
Hammasratta hammaste puutujapunkt tekitab libisemise
Puutepunkti liikumiskiirus on mõnikord kiire ja mõnikord aeglane
Vibratsioon ja müra
Hammasratta hambad on ühtaegu vaiksed ja siledad, mistõttu sünnib evolutsioonkõver.
1) Mis on involuut
Keerake niit pliiatsiga, mis on ühest otsast kinnitatud silindri välisümbermõõdu ümber ja vabastage niit järk-järgult, kuni niit on pingul. Sel hetkel on pliiatsiga tõmmatud kõver involutiivne kõver. Silindri välisümbermõõtu nimetatakse alusringiks.
2) Näide 8-hamba evolveeruvast hammasrattast
Pärast silindri jagamist 8 võrdseks osaks kinnitage 8 pliiatsit ja tõmmake 8 evolutsioonikõverat. Seejärel kerige traat vastupidises suunas ja tõmmake samamoodi 8 kõverat. See on hammasratas, mille hamba kuju ja hammaste arv on 8.
3) Evolutsiooniliste hammasrataste eelised
Isegi kui keskpunkti kaugus on mõnevõrra vale, saab seda õigesti siduda;
Lihtsam on saada õiget hambakuju ja seda on lihtsam töödelda;
Tänu kõverale haardumisele saab pöörlevat liikumist sujuvalt edasi kanda;
Kuni hammasratta hammaste suurus on sama, saab üks tööriist töödelda erineva hammaste arvuga hammasrattaid;
Juured on paksud ja tugevad.
4) Alusring ja indeksring
Alusring on alusring, mis moodustab eerulise hamba kuju. Indeksring on käigu suuruse määramise võrdlusring. Alusring ja indeksring on hammasratta olulised geomeetrilised mõõtmed. Evolutsiooniline hambaprofiil on alusringi välisküljele moodustatud kõver. Survenurk on baasringil null kraadi.
5) Evolutsiooniliste hammasrataste sidumine
Kahe standardse spiraalse hammasratta võrdlusringid haakuvad tangentsiaalselt standardsete keskpunktide vahekaugustel.
Kui kaks ratast haakuvad, näib, et sõidavad kaks hõõrdratast (hõõrderattad), mille läbimõõt on d1 ja d2. Evolutsiooniliste hammasrataste sidumine sõltub aga tegelikult pigem alusringist kui indeksringist.
Kahe hammasratta hambaprofiili haarduvad kontaktpunktid liiguvad ühendusjoonel P1-P2-P3 järjekorras. Pange tähele ajami kollaseid hambaid. Mõnda aega pärast seda, kui see hammas hakkab võruma, on hammasratas kahehambalises ühenduses (P1, P3). Haardumine jätkub ja kui haardumispunkt liigub indeksringil punkti P2, jääb järele ainult üks haardumishammas. Haardumine jätkub ja kui haardumispunkt liigub punkti P3, hakkab järgmine hammasratta hammas punktis P1 haarduma ja moodustub taas kahehambalise sideme olek. Täpselt nii toimib hammasratta kahehambaline ühendus ühe hambaga sidemega, et korduvalt edastada pöörlevat liikumist.
Alusringi ühist puutujat AB nimetatakse haardejooneks. Hammasrataste ühenduspunktid on kõik sellel haardejoonel.
Seda kujutab kujutis, justkui ristatud rihmad üle kahe põhiringi välisringi, et sooritada pöörlevat liikumist jõu edastamiseks.
6. Käigu nihe jaguneb positiivseks ja negatiivseks nihkeks
Tavaliselt kasutatavate hammasrataste hambaprofiilid on üldiselt standardsed evolved. Siiski on ka juhtumeid, kus käiguhambaid tuleb nihutada, näiteks reguleerida keskkaugust ja vältida hammasratta allalõiget.
1) Hammaste arv ja hammasratta kuju
Siseprofiili kõver varieerub sõltuvalt hammaste arvust. Mida suurem on hammaste arv, seda sirgem on hambaprofiili kõver. Hammaste arvu suurenedes muutub hambajuure hambaprofiil paksemaks ja hammasrataste hammaste tugevus suureneb.
Nagu ülaltoodud jooniselt näha, kaevatakse 10 hambaga hammasratta puhul osa hammasratta hammaste juures olevast evolutsionaarsest hambaprofiilist välja, mille tulemuseks on allalõige. Kui aga z=10 hammastega hammasratta puhul kasutatakse positiivset nihet, suurendatakse liitringi läbimõõtu ja hammasratta hammaste paksust, mis on võrdne 200 hammasratta tugevusega. hambaid saab kätte.
2) Nihkeseade
Allolev joonis on skemaatiline diagramm hammasratta positiivse nihke kohta hammaste arvuga z=10. Hammaste lõikamisel nimetatakse tööriista liikumist piki radiaalset suunda xm (mm) radiaalseks nihkeks (nimetatakse nihkeks).
xm=nihe (mm)
x=nihketegur
m=moodul (mm)
Hammaste profiili muutus positiivse nihke kaudu. Hammasratta hammaste paksus suureneb, samuti suureneb välisläbimõõt (otsa ringi läbimõõt). Kasutades käigu positiivset nihet, saab vältida allalõiget (Undercut). Käigu nihkumine võib saavutada ka muid eesmärke, näiteks keskuse kauguse muutmine, positiivne nihe võib suurendada keskpunkti kaugust, negatiivne nihe võib keskpunkti kaugust vähendada.
Olenemata sellest, kas tegemist on positiivse või negatiivse nihkega käiguga, on nihke suurusel piirang.
3) Positiivne nihe ja negatiivne nihe
On positiivseid ja negatiivseid nihkeid. Kuigi hammaste kõrgus on sama, on hamba paksus erinev. Paksemate hammastega hammasratas on positiivse nihkega hammasratas ja peenema hambapaksusega hammasratas negatiivse nihkega.
Kui kahe käigu keskmiste kaugust ei saa muuta, tuleb hammasratta positiivne nihe (vältida allalõiget) ja suure käigu negatiivne nihe, nii et keskpunkti kaugus on sama. Sel juhul on nihkesummade absoluutväärtused võrdsed.
4) Nihkehammaste haardumine
Standardsed käigud on ühendatud olekus, kus iga käigu indeksi ringid on puutujad. Lülitatud käikude haardumine, nagu on näidatud joonisel, on tangentsiaalne haardumine haardenurga ringil. Survenurka haardenurgal nimetatakse haardenurgaks. Haardumisnurk erineb indeksringi survenurgast (indeksiringi survenurk). Haardenurk on nihkeseadme projekteerimisel oluline tegur.
6) Käigu nihke roll
See võib ära hoida alalõike nähtust, mille põhjustab töötlemise ajal väike hammaste arv; soovitud keskpunkti kauguse saab saavutada nihkega; kui paari hammasratta ülekandearv on suur, võib kulumisele kalduv hammasratas olla positiivselt nihutatud. Muutke hambad paksemaks. Ja vastupidi, suurele hammasrattale tehakse negatiivne nihe, et muuta hamba paksus õhemaks, nii et kahe hammasratta eluiga on sarnane.
7. Hammasrataste täpsus
Hammasrattad on mehaanilised elemendid, mis edastavad jõudu ja pöörlemist. Käikude jõudlusnõuded hõlmavad peamiselt järgmist:
Suurem jõuülekandevõimsus;
Kasutage väikseimaid võimalikke käike;
madal müratase;
korrektsus.
Eelnimetatud nõuete täitmiseks muutub hammasrataste täpsuse parandamine probleemiks, mis tuleb lahendada.
1) Käigu täpsuse klassifikatsioon
Käikude täpsuse võib laias laastus jagada kolme kategooriasse:
a) Sisehamba profiili õigsus – hambaprofiili täpsus
b) Hambajoone õigsus hamba pinnal – hambajoone täpsus
c) Hamba/vahe asendi õigsus
Hammasratta hammaste indekseerimise täpsus – ühe sammu täpsus
Kõrguse täpsus – kumulatiivne helikõrguse täpsus
Kahe käigu vahele kinnitatud kuuli asendi kõrvalekalle radiaalsuunas – radiaalne väljajooksu täpsus
2) Hamba profiili viga
3) Hambajoone viga
4) Helikõrguse viga
Sammu väärtust mõõdetakse mõõteringil, mille keskpunkt on hammasratta võll.
Ühe kõrguse kõrvalekalle (fpt) Tegeliku helikõrguse ja teoreetilise kõrguse erinevus.
Pikenduse kumulatiivne koguhälve (Fp) määratakse kogu ratta kalde kõrvalekalde mõõtmise teel. Kõrguse kumulatiivse kõrvalekalde kõvera amplituudi koguväärtus on helikõrguse koguhälve.
5) Radiaalne väljavool (Fr)
Asetage sondid (sfäärilised, silindrilised) üksteise järel hambapilusse ja mõõtke maksimaalse ja minimaalse radiaalse kauguse erinevus sondi ja hammasratta telje vahel. Hammasratta võlli ekstsentrilisus on osa radiaalsest väljajooksust.
6) Radiaalne koguhälve (Fi")
Siiani on meie kirjeldatud hambaprofiil, samm ja hambajoone täpsus kõik ühe käigu täpsuse hindamise meetodid. Vastupidiselt sellele on olemas ka kahe hamba pinna haardumise katse meetod käigu täpsuse hindamiseks pärast hammasratta sidumist mõõteseadmega. Mõõdetava hammasratta vasak- ja parempoolsed hambapinnad on kontaktis mõõteseadmega ja pöörlevad täisringi. Keskmise kauguse muutused registreeritakse. Alloleval joonisel on 30 hambaga käigu testitulemused. Ühe hamba radiaalseks terviklikuks kõrvalekaldeks on kokku 30 lainelist joont. Radiaalse kõrvalekalde koguväärtus on ligikaudu ühe hamba radiaalse väljajooksu hälbe ja radiaalse üldhälbe summa.
7) Korrelatsioon hammasrataste erinevate täpsuste vahel
Käigu iga osa täpsus on seotud. Üldiselt on radiaalsel väljajooksul tugev korrelatsioon teiste vigadega, samuti on korrelatsioon erinevate helikõrguse vigade vahel väga tugev.
Kas teil on selle kohta konkreetseid küsimusiTöötlemisteenused? Võtke Yogiega ühendust!Meie müügiinsenerid töötavad teiega algusest lõpuni, et tagada teie projekti lõpuleviimine teie vajadustele vastavaks.
SamutiJoogaon professionaalne tootjaKaevandusseadmed, CNC tööpingidjaMasinaosadjuba üle 20 aasta.
