Спиральное коническое зубчатое соединение
Шестерни

Спирально-коническая передача — это конусная передача, зубья которой вырезаны поCurved, наклонной траектории по поверхности конуса зубьев — по сравнению с прямыми радиальными зубьями прямой конической передачи. Изогнутая зубь постепенное, перекрывающееся зацепление зубьев а не резкая контактная линия, что обеспечивает спирально-коническим передачам их характерные преимущества: большая грузоподъемность, меньше шума и более плавная работа. Они применяются там, где необходимо передавать мощность между пересекающимися валами — почти всегда под углом 90°, хотя возможны и другие углы.

Оба типа передают мощность между пересекающимися валами и имеют общую коническую геометрию. Разница — форма зубьев: прямые зубчатые косозубые передачи имеют зубья, направленные прямо к вершине конуса — просты в изготовлении, но шумнее и имеют меньшую грузоподъемность. Спиральные косозубые передачи имеют изогнутые косые зубья, которые зацепляются постепенно, что обеспечивает им на 20–40% большую грузоподъемность при одинаковом размере, намного т quieter шум (обычно на 10–15 дБ тише), и большую способность к линейной скорости контура. Недостаток — большая сложность изготовления и необходимость упорного подшипника для обработки осевой нагрузки, которая генерируется спиральным углом.

Спиральный угол (β) — это угол между траекторией зуба на круге деления и генератором делительного конуса. Он определяет степень наклонности зубьев. Стандартный спиральный угол — 35° в передачах по системе Глисона — значение, которое балансирует грузоподъемность, осевую тягу и технологичность. Более острые спиральные углы увеличивают коэффициент контакта (более плавная работа), но также увеличивают осевую тягу. Углы от 25° до 45° являются обычными; система Глисона использует средний спиральный угол 35° как стандарт для большинства автомобильных и промышленных проектов.

"Gleason" относится к системе геометрии зубьев, разработанной Gleason Works (Рочестер, Нью-Йорк) для косозубых и гипоидных передач — доминирующий стандарт в автомобильной и промышленной передаче по всему миру. Спиральные косозубые передачи Gleason используют процесс фрезерования торца который формирует коническую глубину зуба (Duplex Taper), причем коника зуба совпадает между венцовой и шестерней. Система Gleason задает все параметры: радиус фрезы, спиральный угол, угол давления, тип зуба и способы расчета контакта зубьев. Альтернативная система — Klingelnberg (Palloid), которая использует непрерывный процесс фасонного нарезания с образованием однородной глубины зуба.

Обе выглядят похоже, но отличаются геометрией валов: цилиндрические шевронные передачи имеют пересекающиеся оси — ось шестерни-ведомой части и ось венца пересекаются в одной точке. Гипоидные передачи имеют смещённые оси (не пересекаются, не параллельны) — ось шестерни смещена ниже (или выше) оси венца. Гипоидные передачи позволяют оси шестерни быть крупнее и прочнее при той же величине венца, позволяют приводному валу быть ниже (используется в большинстве автомобильных задних осях для меньшей высоты пола), и способны нести большую нагрузку, но менее эффективны за счёт скольжения и требуют смазки EP-маслом. Цилиндрические шевронные передачи проще, более эффективны и предпочтительны, когда смещение осей не требуется.

Цилиндрические шевронные передачи являются стандартным решением в любом случае, когда нужно изменить направление движения между пересекающимися валами: автомобильная дифференциалы, раздаточные коробки и ВОМ.; космическая косматые редукторы и приводы коробок передач для вертолётных аксессуаров; морской рулевые редукторы и приводы реутера; тяжёлая промышленность косинрейные редукторы для миксеров, конвейеров и фрезерных станков; робототехника дворные сочленения и панорамно-наклоняемые системы камер; и сельское хозяйство картерные корпусные редукторы сцепления мощности. Любое применение, сочетающее высокий момент, умеренную до высокой скорость и компоновку с пересекающимися валами, является естественным кандидатом.

Ключевые преимущества по сравнению с прямыми зубчатыми парами: большая грузоподъемность (20–40% больше для того же размера — перекрывающийся контакт зубьев распределяет нагрузку лучше); меньший уровень шума и вибраций (плавное включение, обычно на 10–15 дБ тише); более высокий линейный скорость резонансной характеристики (прямые цилиндрические зацепления ограничены примерно 5 м/с; спирально-цилиндрические зацепления работают плавно выше 40 м/с); более плавная передача крутящего момента — отсутствуют ударные нагрузки; и долгий срок службы при циклической нагрузке. Основные компромиссы — более высокая стоимость изготовления и осевые усилия, требующие опор скольжения.

Основные ограничения: более высокая стоимость и сложность изготовления — резка требует специализированных станков Gleason или Klingelnberg, не стандартных кустовых фрез; осевая нагрузка — спиральный угол создает значительную осевую составляющую силы, которую должны поглощать опоры, увеличивая сложность корпуса; чувствительность контактов — точная монтажная дистанция и преднатяг подшипников критичны, отклонения изменяют схему контакта и сокращают срок службы зацепления; напраление завитка спирали имеет значение — левый и правый венец зубчатой передачи не взаимозаменяемы; и притирка часто требуется для автомобильных применений для оптимизации контактного рисунка, добавляя очередность процесса.

Контактный рисунок — это область боковой поверхности зуба конической передачи, которая фактически передает нагрузку во время зацепления. Он визуализируется нанесением тонкого маркировочного принудительно-покрывающего состава на зубья и прокаткой пары зубьев при малой нагрузке — состав переносится на сопрягающий зуб, выявляя зону контакта. Идеальный контактный рисунок расположен вокруг лицевой поверхности зуба, слегка смещён к носку (малый конец) при отсутствии нагрузки и смещается к подошве (большому концу) под полной нагрузкой. Рисунки, слишком близкие к носку или к подошве, сконцентрируют напряжение и вызывают преждевременный износ или усталость. Верификация контактного рисунка является обязательным этапом при выходной проверке HXC для всех заказов на цилиндрические конусные передачи.

Направление спирали описывает, в каком направлении изгибаются зубья по кону. При взгляде с задней стороны зубчатого колеса, право-ориентированные (RH) зубья изгибаются по часовой стрелке от вершины; лево-ориентированные (LH) зубья изгибаются против часовой стрелки. Правый венец всегда зацепляется с левым кольцевым венцом и наоборот — они не взаимозаменяемы. Направление спирали также определяет направление осевой силы толчка: под приводной нагрузкой правый венец генерирует толчок от вершины. Это должно быть указано на чертеже и соответствовать схеме подшипников. HXC изготовливает обе стороны по заказу; пожалуйста, укажите в чертеже или запросе.

Наиболее распространённые углы профиля в спиральных цилиндрических зоночных передачах Глисона: 20° и 22,5°. Угол профиля 20° является стандартом для большинства промышленных и автомобильных зубчатых передач. Угол профиля 22,5° увеличивает прочность корня зуба и снижает склонность к вырезанию зуба при малом числe зубьев. 20° по умолчанию у HXC; 22,5° и 25° доступны по запросу. Более высокие углы профиля увеличивают нормальную силу на зуб и, следовательно, нагрузку на подшипники, но позволяют использовать короче и прочнее зубья. Угол профиля должен соответствовать между шестерней-паланом и венцом — их нельзя миксовать.

Спиральные цилиндрические зубчатые передачи могут быть изготовлены практически с любым передаточным отношением, но практические одноступенчатые отношения варьируются от 1:1 до примерно 8:1. Отношения выше 8:1 возможны, но шестерня-пиньон становится очень маленькой с малым количеством зубьев, что делает её конструкцию слабой; обычно предпочтительна двухступенчатая схема при более 8:1. Наиболее распространён диапазон: 1,5:1 до 5:1. При отношении 1:1 ( цилиндрические конические шестерни) сборка симметрична и обе передачи идентичны — очень распространено в приводах инструментов и роботизированных запястьях. HXC может вычислить оптимальные числа зубьев для любого требуемого отношения; просто укажите ваше отношение и скорость вала в запросе.

Коническая передача — это просто коническая передача с отношением 1:1 — оба зуба одного размера и имеют одинаковое количество зубьев. Их используют для изменения направления вала на 90° без изменения скорости. Поскольку две передачи идентичны, набор митерной передачи является самым экономичным дизайном конической передачи (одна позиционная единица вместо двух). Они могут быть прямозубыми, спиральными или нулевыми по форме. Спиральные митерные передачи обеспечивают те же преимущества по шуму и нагрузке, что и другие спиральные конические передачи, и широко применяются в приводах под прямым углом для инструментальных, робототехнических и компактных промышленных головок.

Нулевые фасонные зубчатые шестерни являются частным случаем: у них изогнутые зубья, как у спирально фасонных зубчатых шестерен, но нулевой средний спиральный угол — зубья изгибаются по лицевой поверхности, но касаются генератора ш pitch-конуса в середине. Это означает, что у нулевых фасонных зубчатых шестерен отсутствует чистая осевая торговая нагрузка (преимущество по сравнению со спирально фасонными шестернями), одновременно сохраняется плавное вовлечение зубьев и меньший шум изогнутых зубьев (преимущество по сравнению с прямыми фасонными). Обмен заключается в меньшей грузоподъемности.

Какий материал лучший для спирально-фасонных зубчатых шестерен? Для наивысшей прочности по контакту и изгибу — приводов автомобильной и промышленной техники — закалённый на 20CrMnTi (карбуризованный до HRC 58–62) и 18CrNiMo7-6, 20CrMnTi являются стандартом отрасли, оба после полного закаливания зашлифованы по DIN 5–6. Для тяжелонагруженных промышленных приводов под углом 90 градусов предпочтительно, SUS316L сталь нержавеющая послий закаливания до HRC 50–55. Для морской среды и коррозионной условия, Титан Ti-6Al-4V or Al 7075-T6. Для низкой загрузки, низкошумные редукторы с квадратным углом, латунь C36000 or ПОМ с сочетанием стального привода значительно снижает шум.

Предоставьте как можно больше из следующего: модуль (или диаметр зубьев), число зубьев на цилиндрическом и венцовом колесе (или требуемое отношение), угол валов (обычно 90°), ручка спирали (LH или RH шестерня), угол нагрузки (20° если не указано), ширина лица, расстояние крепления и обратный угол, степень качества (DIN класс), материал, термическая обработка и твердость, требование к поверхности отделки, и количество. Глейсоновский сводный лист или STEP файл с данными зубьев идеален. Если у вас есть только отношение и требование мощности, наши инженеры могут рассчитать полную геометрию — просто укажите скорость вала, крутящий момент и ограничения по контуру.

Зазор в зубчатых колесах является зазором между непередающими фланками зубьев пары, занимаемой в зацеплении, измеряемым по окружности шага в нормальной плоскости. Он ... регулируется во время сборки путем прокладки шейки оси шлицевого или кольцевого зубчатого зацепления по оси, не шлифованы на отдельные шестерни — поэтому именно суммарная предельная величина зазора в зацеплении, а не допуски отдельных зубьев, является соответствующей спецификацией. Типичные значения зазора для модульной автомобильной цилиндрической зубчатой пары 3 составляют 0,08–0,18 мм; для набора прецизионного модуля 1.5 инструментального набора, 0,02–0,06 мм. DIN 3967 устанавливает классы допусков по зазору. Для совпадающих наборов HXC может проверить собранный зазор на нашем зубчатотестовом стенде и предоставить рекомендацию по толщине прокладки.