Голямо двойно винтово зъбно колело
1. Какво е зъбно колело?
Предавкиса назъбени механични части, които могат да се зацепват една с друга. Той се използва широко в механичната трансмисия и цялата механична област.
2. Историята на зъбните колела
Още през 350 г. пр. н. е. известният древногръцки философ Аристотел записва зъбни колела в литературата. Около 250 г. пр. н. е. математикът Архимед също описва в литературата лебедка, използваща турбинен червей. Зъбни колела, датиращи от пр.н.е., все още се съхраняват в останките на Кайферн в днешен Ирак.
Голямо двойно винтово зъбно колело
Gear има дълга история в Китай. Според исторически записи зъбните колела са били използвани в древен Китай още през 400-200 г. пр.н.е. Бронзовите зъбни колела, открити в Шанси, Китай, са най-старите зъбни колела, открити досега. Като пътеводител, отразяващ постиженията на древната наука и техника, се използва зъбният механизъм. Основният механизъм. По време на италианския Ренесанс през втората половина на 15-ти век, известният универсален майстор Леонардо да Винчи оставя незаличими постижения не само в културата и изкуството, но и в историята на технологията на зъбните колела. След повече от 500 години сегашните предавки все още запазват прототипите, скицирани по това време.
Едва в края на 17 век хората започват да изучават формата на зъбите на зъбните колела, които да предават правилно движението. През 18-ти век, след Европейската индустриална революция, приложението на зъбното предаване става все по-широко; първо са разработени циклоидни зъбни колела, а след това са разработени еволвентни зъбни колела. До началото на 20-ти век еволвентните зъбни колела имат предимство в приложението. Оттогава са разработени променливи зъбни колела, дъгови зъбни колела, конусни зъбни колела, спирални зъбни колела и др.
Съвременната технология на зъбните колела е достигнала: зъбен модул 0.004-100 mm; диаметър на зъбното колело от 1 мм до 150 метра; предавателна мощност до 100,000 киловата; скорост на въртене до 100,000 об/мин; най-висока периферна скорост до 300 m/s.
В международен план устройството за предаване на мощност се развива в посока на миниатюризация, висока скорост и стандартизация. Прилагането на специални предавки, разработването на планетарни предавки и разработването на предавки с ниски вибрации и ниско ниво на шум са някои от характеристиките на дизайна на предавките.
3. Скоростите обикновено се разделят на три категории
Има много видове зъбни колела и най-често срещаният метод за класификация е според зъбния вал. Обикновено се разделя на три типа: успоредна ос, пресичаща се ос и разместена ос.
1) Зъбни колела с паралелен вал: включително цилиндрични зъбни колела, спирални зъбни колела, вътрешни зъбни колела, рейки и спирални зъбни колела и др.
2) Зъбни колела с пресичащи се валове: има прави конусни зъбни колела, спирални конусни зъбни колела, конусни зъбни колела с нулева степен и др.
3) Зъбни колела с шахматен вал: има спирални зъбни колела с шахматен вал, червячни зъбни колела, хипоидни зъбни колела и др.
Ефективността, посочена в таблицата по-горе, е ефективността на трансмисията, с изключение на загубата на смазване на лагера и бъркалката. Захващането на зъбните двойки на паралелния вал и пресичащия се вал е основно търкалящо се, а относителното плъзгане е много малко, така че ефективността е висока. Двойките зъбни колела с шахматен вал, като спирални зъбни колела с шахматен вал и червячни зъбни колела, тъй като те се въртят чрез относително плъзгане, за да постигнат предаване на мощността, въздействието на триенето е много голямо и ефективността на трансмисията е намалена в сравнение с други зъбни колела. Ефективността на предавка е ефективността на предаване на предавката при нормални условия на сглобяване. Ако има неправилен монтаж, особено ако конусното зъбно колело не е монтирано на правилното разстояние, което води до грешка в пресичането на същия конус, неговата ефективност ще спадне значително.
3.1 Зъбни колела с успоредни валове
1) Цилиндрично зъбно колело
Линията на зъбите и линията на оста са успоредни на цилиндричното зъбно колело. Тъй като е лесен за обработка, той е най-широко използван в електропреноса.
2) Стелаж
Линейно зъбно колело с форма на рейка, което се зацепва с цилиндрично зъбно колело. Може да се разглежда като специален случай, когато диаметърът на стъпката на цилиндричното зъбно колело стане безкраен.
3) Вътрешна предавка
Зъбно колело със зъби на зъбно колело, обработени от вътрешната страна на пръстена, за да се зацепи с цилиндричното зъбно колело. Използва се главно в приложения като планетарни зъбни предавки и зъбни съединители.
4) Спирални зъбни колела
Зъбната линия е спирално цилиндрично зъбно колело. Той се използва широко поради по-високата си здравина и по-плавната му работа от цилиндричните зъбни колела. По време на предаването се генерира аксиална тяга.
5) Спирална зъбна рейка,
Зъбно колело, което зацепва със спирално зъбно колело. Това съответства на ситуацията, когато диаметърът на стъпката на спираловидното зъбно колело стане безкраен.
6) Рибена кост
Зъбната линия е зъбно колело, образувано от комбинация от две ляво и дясно ориентирани спирални зъбни колела. Той има предимството да не генерира тяга в аксиална посока.
3.2 Зъбни колела с пресичащи се валове
1) Право конусно зъбно колело
Конусно зъбно колело, чиято линия на зъбите е същата като образуващата на линията на наклона на скосяването. Сред конусните зъбни колела това е типът, който е относително лесен за производство. Поради това има широк спектър от приложения като конусни зъбни колела за трансмисии.
2) Спирално конусно зъбно колело
Зъбната линия е извито, конусно зъбно колело с винтов ъгъл. Въпреки че е по-труден за производство от правите конусни зъбни колела, той също се използва широко като зъбно колело с висока якост и нисък шум.
3) Конусни зъбни колела с нулева степен
Извито конусно зъбно колело с нулев ъгъл на спиралата. Тъй като има характеристиките както на прави, така и на извити конусни зъбни колела, силата върху зъбната повърхност е същата като тази на правите конусни зъбни колела.
3.3 Шахматно разположени зъбни колела
1) Цилиндрична двойка червей
Цилиндрична червячна двойка е общ термин за цилиндричен червяк и червячно зъбно колело, което зацепва с него. Тиха работа и една двойка могат да получат голямо съотношение на предаване като най-голяма характеристика, но има недостатъка на ниската ефективност.
2) Спирална предавка със шахматен вал
Името на двойката цилиндрични червяци, когато се предава между шахматно разположени валове. Може да се използва с двойки спирални зъбни колела или двойки спирални и цилиндрични зъбни колела. Въпреки че работата е плавна, тя е подходяща за използване само при леки натоварвания.
3.4 Други специални съоръжения
1) лицева екипировка
Зъбни колела с форма на диск, които могат да се зацепват с цилиндрични или спирални зъбни колела. Предаване между ортогонални и разместени оси.
2) Барабанна двойка червей
Общият термин за барабанообразния червяк и червячното зъбно колело, което се зацепва с него. Въпреки че е по-труден за производство, той може да пренесе голямо натоварване в сравнение с цилиндрична червячна двойка.
3) Хипоидна предавка
Конични зъбни колела, които се задвижват между шахматно разположени валове. Големите и малките зъбни колела са ексцентрично обработени, подобно на спиралните зъбни колела, а принципът на зацепване е много сложен.
4. Основна терминология и изчисляване на размерите на зъбни колела
Има много специфични термини и методи за изразяване на зъбни колела. За да можете да разберете повече скоростите, ето някои основни термини за съоръжения, които често се използват.
1) Името на всяка част от зъбното колело
2) Терминът за размера на зъбите на зъбното колело е модулът
m1, m3, m8... се наричат модул 1, модул 3, модул 8. Модулът е общоприето име по целия свят. Символът m (модул) и числото (mm) се използват за обозначаване на размера на зъбите на зъбното колело. Колкото по-голямо е числото, толкова по-големи са зъбите на зъбното колело.
В допълнение, в страни, които използват имперски единици (като Съединените щати), размерът на зъбите на зъбното колело се обозначава със символ (стъпка на диаметъра) и число (броят на зъбите на зъбно колело, когато диаметърът на индексния кръг е 1 инч). Например: DP24, DP8 и т.н. Съществуват и специални методи за извикване, които използват символи (седмици) и числа (милиметри), за да укажат размера на зъбите на зъбното колело, като CP5, CP10.
Стъпката (p) може да се получи чрез умножаване на модула по pi, а стъпката е дължината между два съседни зъба.
Формулата е:
p=pi x модул=πm
Сравнение на размерите на зъбите на зъбни колела на различни модули:
3) Ъгъл на натиск
Ъгълът на натиск е параметър, който определя профила на зъбите на зъбното колело. Тоест наклонът на повърхността на зъбите на зъбното колело. Ъгълът на натиск ( ) обикновено е 20 градуса. В миналото предавки с ъгъл на натиск от 14,5 градуса бяха обичайни.
Ъгълът на натиск е ъгълът, образуван между линията на радиуса и тангентата на формата на зъба в точка (обикновено възел) на повърхността на зъба. Както е показано, е ъгълът на натиск. Тъй като '= , ' също е ъгълът на натиск.
Когато състоянието на зацепване на зъб A и зъб B се гледа от възела:
Зъбът A избутва точка B на възела. По това време движещата сила действа върху общата нормала на зъб A и зъб B. Тоест, общата нормала е действащата посока на силата и посоката на натиска и е ъгълът на натиск.
Модулът (m), ъгълът на натиск ( ) и броят на зъбите (z) са трите основни параметъра на зъбното колело и размерите на всяка част от зъбното колело се изчисляват въз основа на тези параметри.
4) Височина и дебелина на зъба
Височината на зъбите на зъбното колело се определя от модула (m).
Обща височина на зъба h=2.25m (= височина на корена на зъба плюс височина на върха на зъба)
Височината на добавката (ha) е височината от добавката до линията на индекса. ха=1м.
Височината на корена (hf) е височината от корена до индексната линия. hf=1.25m.
Референтната дебелина (s) на зъбите е половината от стъпката на зъбите. s=πm/2.
5) Диаметър на предавката
Параметърът, който определя размера на зъбното колело, е диаметърът на индексния кръг (d) на зъбното колело. Въз основа на индексния кръг може да се определи стъпката на зъба, дебелината на зъба, височината на зъба, височината на върха на зъба и височината на корена на зъба.
Диаметър на индексния кръг d=zm
Диаметър на добавката da=d плюс 2m
Диаметър на коренния кръг df=d-2.5m
Индексният кръг не се вижда директно в действителното зъбно колело, тъй като индексният кръг е хипотетичен кръг за определяне на размера на зъбното колело.
6) Междуцентрово разстояние и луфт
Когато индексните кръгове на чифт зъбни колела се зацепват тангенциално, централното разстояние е половината от сумата от диаметрите на двата индексни кръга.
Централно разстояние a=(d1 плюс d2)/2
При зацепването на зъбни колела хлабината е важен фактор за постигане на плавен ефект на зацепване. Хлабината е празнината между зъбните повърхности на чифт зъбни колела, когато те зацепват.
Също така има празнина в посоката на височината на зъбите на зъбното колело. Тази празнина се нарича клирънс. Горна хлабина (c) е разликата между височината на зъбния корен на зъбното колело и горната височина на зъба на свързващото зъбно колело.
Просвет над главата c=1.25m-1m=0.25m
7) Спирални зъбни колела
Зъбно колело, получено чрез спирално усукване на зъбите на цилиндрично зъбно колело, е спирално зъбно колело. Повечето геометрии на цилиндричните зъбни колела са приложими за спираловидни зъбни колела. Съществуват 2 вида спирални зъбни колела според техните базови равнини:
End face (shaft right angle) reference (end face modulus/pressure angle>
Нормална повърхност (прав ъгъл на зъба) база (нормален модул/ъгъл на натиск)
Връзката между модула на крайната повърхност mt и нормалния модул mn mt=mn/cos
8) Посока на спиралата и прилягане
Спирални зъбни колела, спирални конусни зъбни колела и т.н., зъбите на зъбните колела са спирални, а спиралната посока и координация са сигурни. Спираловидната посока означава, че когато централната ос на зъбното колело сочи нагоре и надолу, когато се гледа отпред, посоката на зъбите на зъбното колело горе вдясно е [въртене надясно], а горната лява част е [въртене наляво]. Напасването на различните предавки е показано по-долу.
5. Най-често използваният профил на зъбно колело е еволвентен профил
Ако само външната обиколка на фрикционното колело е разделена на равни стъпки, издатините са монтирани и след това се зацепват една с друга и се въртят, ще възникнат следните проблеми:
Допирателната точка на зъбите на зъбното колело предизвиква приплъзване
Скоростта на движение на допирателната точка понякога е бърза, а понякога бавна
Вибрации и шум
Зъбците на зъбното колело са тихи и гладки, поради което се ражда еволвентната крива.
1) Какво е еволвента
Увийте конец с молив, прикрепен в единия край около външната обиколка на цилиндъра, и постепенно отпуснете конеца, докато конецът е опънат. В този момент кривата, начертана с молива, е еволвентната крива. Външната обиколка на цилиндъра се нарича основна окръжност.
2) Пример за 8-еволвентно зъбно колело
След като разделите цилиндъра на 8 равни части, прикрепете 8 молива и начертайте 8 еволвентни криви. След това навийте жицата в обратна посока и начертайте 8 криви по същия начин. Това е зъбно колело с еволвентна крива като форма на зъбите и броят на зъбите е 8.
3) Предимства на еволвентните предавки
Дори ако централното разстояние е донякъде грешно, то може да бъде замрежено правилно;
По-лесно се получава правилната форма на зъбите и се обработва по-лесно;
Поради търкалянето на кривата, въртеливото движение може да се предава плавно;
Докато размерът на зъбите на зъбното колело е еднакъв, един инструмент може да обработва зъбни колела с различен брой зъби;
Корените са дебели и здрави.
4) Основен кръг и индексен кръг
Основният кръг е основният кръг, който образува еволвентната форма на зъба. Индексният кръг е референтният кръг за определяне на размера на зъбното колело. Основният кръг и индексният кръг са важните геометрични размери на зъбното колело. Еволвентен профил на зъб е крива, образувана от външната страна на основния кръг. Ъгълът на натиск е нула градуса върху основния кръг.
5) Зацепване на еволвентни зъбни колела
Референтните окръжности на две стандартни еволвентни зъбни колела се зацепват тангенциално на стандартни разстояния от център до център.
Когато двете колела се зацепват, изглежда, че две фрикционни колела (фрикционни колела) с диаметър d1 и d2 се движат. Въпреки това, зацепването на еволвентните зъбни колела всъщност зависи от основния кръг, а не от индексния кръг.
Контактните точки на зацепване на двата профила на зъбите на зъбното колело се движат по линията на зацепване в реда на P1-P2-P3. Обърнете внимание на жълтите зъби в задвижващата предавка. За период от време след като този зъб започне да зацепва, зъбното колело е в зацепване с два зъба (P1, P3). Зацепването продължава и когато точката на зацепване се премести до точка P2 на индексния кръг, остава само един зацепващ зъб. Зацепването продължава и когато точката на зацепване се премести в точката P3, следващият зъб на зъбното колело започва да зацепва в точката P1 и отново се формира състоянието на зацепване с два зъба. Точно по този начин зацепването с два зъба на предавката взаимодейства с зацепването с един зъб, за да предава многократно въртеливо движение.
Общата допирателна AB на основната окръжност се нарича линия на зацепване. Всички точки на зацепване на зъбните колела са на тази зацепваща линия.
Представено е чрез изображение, сякаш коланите са кръстосани по външните обиколки на двата основни кръга, за да извършат въртеливо движение за предаване на сила.
6. Изместването на предавката се разделя на положително изместване и отрицателно изместване
Профилите на зъбите на зъбните колела, които обикновено използваме, обикновено са стандартни еволвенти. Има обаче и някои случаи, когато зъбите на зъбното колело трябва да бъдат изместени, като например регулиране на централното разстояние и предотвратяване на подрязването на зъбното колело.
1) Брой на зъбите и форма на зъбното колело
Кривата на еволвентния профил варира в зависимост от броя на зъбите. Колкото по-голям е броят на зъбите, толкова по-права е кривата на профила на зъбите. С увеличаването на броя на зъбите профилът на зъбния корен на зъба става по-дебел и силата на зъбите на зъбното колело се увеличава.
Както може да се види от горната фигура, за зъбно колело с 10 зъба, част от еволвентния профил на зъбите в основата на зъбите на зъбното колело е издълбана, което води до подрязване. Въпреки това, ако се използва положително изместване за зъбно колело с z=10 зъби, диаметърът на допълнителния кръг се увеличава и дебелината на зъбите на зъбното колело се увеличава, сила на зъбно колело, еквивалентна на тази на зъбно колело с 200 могат да се получат зъби.
2) Обемна предавка
Фигурата по-долу е схематична диаграма на положителното изместване на зъбното колело с брой зъби z=10. При рязане на зъби движението на инструмента по радиална посока xm (mm) се нарича радиално преместване (наричано преместване).
xm=изместване (mm)
x=коефициент на изместване
m=модул (mm)
Промяна на профила на зъбите чрез положително изместване. Дебелината на зъбите на зъбното колело се увеличава, а външният диаметър (диаметърът на кръга на върха) също се увеличава. Чрез приемане на положително изместване на предавката може да се избегне появата на подрязване (Undercut). Изместването на предавката може да постигне и други цели, като промяна на централното разстояние, положителното изместване може да увеличи централното разстояние, отрицателното изместване може да намали централното разстояние.
Независимо дали става въпрос за предавка с положителен или отрицателен обем, има ограничение за обема.
3) Положително изместване и отрицателно изместване
Има положителни и отрицателни премествания. Въпреки че височината на зъба е еднаква, дебелината на зъба е различна. Зъбно колело с по-дебели зъби е предавка с положително изместване, а зъбно колело с по-тънка дебелина на зъбите е зъбно колело с отрицателно изместване.
Когато централното разстояние на двете зъбни колела не може да се промени, положително изместване на зъбното колело (избягвайте подрязване) и отрицателно изместване на голямото зъбно колело, така че централното разстояние да е същото. В този случай абсолютните стойности на сумите на преместване са равни.
4) Зацепване на предавката
Стандартните зъбни колела са зацепени в състояние, при което индексните кръгове на всяко зъбно колело са допирателни. Зацепването на превключените предавки, както е показано на фигурата, е тангенциално зацепване на зацепващата стъпка на кръга. Ъгълът на натиск върху окръжността на зацепването се нарича ъгъл на зацепване. Ъгълът на зацепване е различен от ъгъла на натиск върху индексния кръг (ъгъл на натиска на индексния кръг). Ъгълът на зацепване е важен фактор при проектирането на предавка с изместване.
6) Ролята на преместването на предавките
Може да предотврати феномена на подрязване, причинен от малкия брой зъби по време на обработката; желаното централно разстояние може да се получи чрез изместване; когато предавателното отношение на двойка зъбни колела е голямо, пиньонът, който е склонен към износване, може да бъде положително изместен, Направете зъбите по-дебели. Обратно, на голямото зъбно колело се извършва отрицателно изместване, за да се направи дебелината на зъбите по-тънка, така че животът на двете зъбни колела да е подобен.
7. Точност на предавките
Зъбните колела са механични елементи, които предават мощност и въртене. Изискванията за ефективност на зъбните колела включват главно:
По-голям капацитет за предаване на мощност;
Използвайте възможно най-малките предавки;
нисък шум;
коректност.
За да се изпълнят гореспоменатите изисквания, подобряването на точността на предавките ще се превърне в проблем, който трябва да бъде решен.
1) Класификация на точността на предавката
Точността на зъбните колела може грубо да се раздели на три категории:
а) Правилност на еволвентния профил на зъба - точност на профила на зъба
б) Правилността на зъбната линия на зъбната повърхност - точността на зъбната линия
в) Правилност на позицията на зъба/процепа
Точност на индексиране на зъбите на зъбните колела — точност на една стъпка
Точност на стъпката - Кумулативна точност на стъпката
Отклонението на позицията на топката, захваната между двете зъбни колела в радиална посока - точност на радиално биене
2) Грешка в профила на зъба
3) Грешка в зъбната линия
4) Грешка във височината
Стойността на стъпката се измерва върху кръг за измерване, центриран върху вала на зъбното колело.
Единично отклонение на височината (fpt) Разликата между действителната височина и теоретичната височина.
Кумулативното общо отклонение на стъпката (Fp) се определя чрез измерване на отклонението на стъпката на цялото колело, за да се направи оценка. Стойността на общата амплитуда на кривата на кумулативното отклонение на тона е общото отклонение на тона.
5) Радиално биене (Fr)
Поставете сондите (сферични, цилиндрични) една след друга в гнездото на зъбите и измерете разликата между максималното и минималното радиално разстояние от сондата до оста на зъбното колело. Ексцентричността на зъбния вал е част от радиалното биене.
6) Общо радиално отклонение (Fi")
Досега профилът на зъбите, стъпката и точността на линията на зъбите, които описахме, са всички методи за оценка на точността на едно зъбно колело. За разлика от това, има и метод за тест за зацепване на повърхността на два зъба за оценка на точността на зъбно колело след зацепване на зъбно колело с измервателно зъбно колело. Лявата и дясната зъбна повърхност на измерваното зъбно колело са в контакт с измервателното зъбно колело и се въртят за пълен кръг. Промените в централното разстояние се записват. Фигурата по-долу показва резултатите от теста на зъбно колело с 30 зъба. Има общо 30 вълнообразни линии за радиално цялостно отклонение на единичен зъб. Общата стойност на радиалното отклонение е приблизително сумата от отклонението на радиалното биене и радиалното цялостно отклонение на единичен зъб.
7) Корелация между различни точности на зъбни колела
Точността на всяка част от предавката е свързана. Най-общо казано, радиалното биене има силна корелация с други грешки и корелацията между различните грешки на стъпката също е много силна.
Имате ли конкретни въпроси относноМашинни услуги? Свържете се с Yogi!Нашите инженери по продажбите ще работят с вас от началото до края, за да гарантират, че вашият проект е завършен според вашите изисквания.
Също,Йогие професионален производител заМинно оборудване, Машини с ЦПУ, иМашинни частиза повече от 20 години.
