Індивідуальні конічні зубчасті колеса
Прямі, спіральні та нульові

Конічна шестерня — це шестерня з зубцями, вирізаними на конічній поверхні, призначена для передачі потужності між перехресними валами — найчастіше під кутом 90° (прямий кут), але можливі й інші кути валу. Зубці можуть бути прямими (пряма конічна шестерня), спіральними (спіральна конічна шестерня) або вигнутими з нульовим спіральним кутом (Zerol конічна шестерня). Конічні шестерні є стандартним рішенням для передачі потужності під прямим кутом у автомобільних диференціалах, промислових редукторах під прямим кутом, суглобах роботизованих зап'ясть і ручних інструментах.

Прямі кулачкові зірочки мають зубці, які радіально виходять прямо з вершини, забезпечуючи одночасний повний контакт зубців — просто, недорого, але шумно і обмежено низькими швидкостями (нижче ~5 м/с швидкості подачі). Спіральні кулачкові зірочки мають вигнуті, кутові зубці (спіральний кут зазвичай 35°), які поступово взаємодіють, як гвинтові шестерні, забезпечуючи тихішу роботу, вищу вантажопідйомність і придатність для високих швидкостей. Практично всі автомобільні диференціали та високошвидкісні промислові редуктори під прямим кутом використовують спіральні конічні шестерні. Прямі конічні шестерні віддають перевагу для ручних інструментів, низькошвидкісних приводів і застосувань, де домінує вартість.

Ціна конічної шестерні залежить від шести змінних: (1) модуль і зовнішній діаметр шестерні — більші шестерні коштують дорожче; (2) форма зуба — прямий конічний найдешевший, Zerol середнього цінового діапазону, спіральний конічний найдорожчий через різання та доведення Gleason; (3) матеріал — 20CrMnTi цементований дорожчий, ніж 42CrMo4 наскрізь загартований; (4) клас точності AGMA — AGMA 10 (шліфований і доведений) приблизно у 2–3 рази дорожчий за AGMA 8 (тільки нарізаний); (5) термічна обробка — цементація + шліфування додає 25–40%; (6) кількість замовлення — прототипи по 1 штуці коштують дорожче за одиницю, ніж партії по 100 комплектів. Надішліть свій креслення для безкоштовної індивідуальної пропозиції — зазвичай ми відповідаємо протягом 48 годин із точною ціною та терміном виготовлення спіральної конічної шестерні.

Мітрова шестерня — це пряма або спіральна конічна шестерня з співвідношенням 1:1 — обидва зубчасті колеса в парі мають однакову кількість зубців, а кут валу точно 90°. Конічні зубчасті колеса використовуються виключно для зміни напрямку обертання, а не для зміни швидкості. Вони виготовляються в парних наборах і завжди повинні замінюватися як пара. Загальні застосування включають кути правого кута для верстатів, приводи панорамних камер та куточки конвеєрів. HXC виробляє пари конічних зубчастих коліс у всіх стандартних модулях від M0.5 до M12.

З Система Глісона є домінуючим американським методом проектування та виготовлення спіральних конічних зубчастих коліс, використовуючи фрезерування обличчя (один зубцевий проміжок за раз з чашоподібним різцем). Зубчасті колеса Глісона мають звужену глибину зуба і виготовляються як парні набори — зубчасте колесо та підіймач повинні використовуватися разом і не є взаємозамінними. Альтернативна система Клінгенберга (Паллоїд) використовує фрезерування обличчя з конічним фрезою, що забезпечує постійну глибину зуба та теоретично взаємозамінні зубчасті колеса. HXC використовує машини формату Глісона для більшості виробництв спіральних конічних зубчастих коліс — вкажіть "Глісона" або "Клінгенберг" на вашому кресленні, якщо у вас є перевага.

З контактний малюнок (або малюнок підшипника) — це область боковини зуба, яка фактично контактує під навантаженням — виявляється шляхом запуску пари зубчастих коліс разом з маркувальним складом та перевіркою чорнильного знака. Для спіральних конічних зубчастих коліс проектний контактний малюнок повинен бути центральним овалом, що займає 50–60% боковини зуба. Контакт по краю (підшипник на носику або п’яті) концентрує навантаження і викликає раннє втомне руйнування. Правильний контактний малюнок вказує на правильну відстань монтажу та зміщення. HXC маркує, фотографує та записує контактний малюнок для кожної парної спіральної конічної пари перед відправкою.

Так — конічні шестерні з компенсацією люфту використовують або пружинні розділені конструкції (дві половини шестерні попередньо навантажені одна до одної), або точно шліфовані/доведені пари з контрольованою товщиною зуба. Конічні шестерні без люфту у строгому сенсі досягають люфту менше однієї хвилини дуги за допомогою доведення та селективного складання. Компенсація люфту використовується у сервоприводах під прямим кутом, оптичних приладах, хірургічній робототехніці та індексуючих столах, де люфт конічної шестерні безпосередньо впливає на точність позиціонування. Вкажіть максимально допустимий люфт (наприклад, ≤0,015 мм) у вашому кресленні; ми порекомендуємо відповідну технологію.

Прямі конічні зубчасті колеса є найгучнішим типом зубчастих коліс — їх одночасне повне зчеплення зубців створює імпульсне навантаження, подібне до зубчастих коліс з прямими зубцями, але посилене конічною геометрією. Спіральні кулачкові зірочки значно тихіші — зчеплення зубців є поступовим, а контактна лінія проходить по боковині, згладжуючи навантаження. Заточені та шліфовані спіральні конічні пари (AGMA 10 / DIN 6) у правильно попередньо навантаженому корпусі є одними з найтихіших варіантів приводу під прямим кутом. Зубчасті колеса з нульовим кутом (нульовий спіральний кут з вигнутими зубцями) є проміжними — тихіші, ніж прямі конічні, дешевші у виробництві, ніж спіральні конічні.

Так — конічні зубчасті колеса можуть бути спроектовані для будь-якого кута валу між 45° і 135°. Стандартний кут — 90° (правий кут), але 45° (використовується в приводах ручних коліс), 60° та 120° також регулярно виробляються. Нестандартні кути валу вимагають індивідуального проектування зубчастих коліс — кути конуса, спіральний кут та кути обличчя всі змінюються. Інженери HXC проектують нестандартні набори конічних зубчастих коліс відповідно до ваших вимог до кута валу та співвідношення. Для прототипів нестандартних конічних зубчастих коліс використовується 5-осеве фрезерування з ЧПУ; для виробничих кількостей створюються спеціалізовані налаштування машин Глісона або Клінгенберга.

Конічні шестерні потребують трансмісійного мастила (не підшипникового мастила), оскільки швидкості ковзання зубів на бокових поверхнях спіральних конічних шестерень значні. Для автомобільних диференціалів: гіпоїдне трансмісійне мастило SAE 75W-90 або 80W-140 (присадки EP є обов'язковими — стандартне трансмісійне мастило спричинить піттинг на бокових поверхнях спіральних конічних шестерень). Для промислових прямокутних редукторів: ISO VG 220–320 мінеральне або синтетичне трансмісійне мастило. Для низькошвидкісних прямозубих конічних шестерень: мастильне змащення є прийнятним. Пластикові конічні шестерні (ПОМ, нейлон) можуть працювати всуху в легких умовах. Конічні шестерні з нержавіючої сталі в харчовій промисловості використовують харчове трансмісійне мастило NSF H1.

Завод конічних шестерень HXC розташований у Дунгуань, Гуандун, Китай — великому центрі високоточного виробництва в дельті річки Перлина. Ми є виробником конічних шестерень у Китаї з 2008 року, експортуємо клієнтам в Україну, Японію, Францію, Італію, Корею та понад 30 інших країн. Всі операції з нарізання зубів, термообробки, шліфування Gleason, доведення та контролю Klingelnberg виконуються на власному виробництві — без аутсорсингу підрядникам. Відвідування заводу та відео-аудити вітаються для закупівельних команд, які кваліфікують нових постачальників спіральних конічних шестерень з Китаю.

Гвинтові передачі передавати потужність між паралельними валами використовуючи кутові зуби на циліндричному тілі. Конусні зубчасті колеса передавати потужність між перехресними валами використання зубів на конічному тілі. Для паралельних валів стандартними є косозубі шестерні; для прямокутних приводів використовуються конічні шестерні. А гвинтовий схилений шестерень or конічно-циліндричний редуктор поєднує обидва: конічний ступінь змінює кут вала (зазвичай 90°), а циліндричний ступінь забезпечує основне зниження швидкості. Це домінуюча конфігурація в промислових багатоступінчастих прямокутних редукторах.

Обидва передають потужність під кутом 90°, але з фундаментальними відмінностями: Конусні зубчасті колеса працюють на осях, що перетинаються (вали зустрічаються, якщо їх продовжити), є високоефективними (97–99% на зачеплення), повністю реверсивними та обмеженими помірними передавальними числами (зазвичай від 1:1 до 1:6 на ступінь). Черв'ячні передачі працюють на осях, що не перетинаються та не є паралельними (вали зміщені), можуть досягати високих передавальних чисел за один ступінь (від 5:1 до 100:1), є самогальмівними при малих кутах підйому, але менш ефективні (50–90% залежно від передавального числа та кута підйому). Обирайте конічні для ефективності та реверсивності; обирайте черв'ячні для високого передавального числа, компактності та самогальмування.

Спіральні конічні шестерні системи Глісона виготовляються як підібрані комплекти, тому що виправлення різання та шліфування, застосовані до одного зубчастого колеса, компенсуються зчепленим колесом. Зубчасті поверхні зубчастого колеса та підіймального колеса розроблені разом для створення правильного контактного малюнка та зазору — підіймальне колесо не є взаємозамінним з підіймальним колесом з іншого комплекту, навіть якщо його номінальні розміри ідентичні. Замінюючи лише одне колесо з зношеної пари, ви отримаєте неправильний контактний малюнок, надмірний шум і швидке виходження з ладу. Завжди замінюйте зубчасте колесо та підіймальне колесо разом. HXC маркує відповідні пари з однаковим серійним номером перед відправкою.

Вимоги до точності для конічних зубчастих коліс: AGMA 7–8 / DIN 8–9 для загальних промислових прямих конічних зубчастих коліс — ручні інструменти, конвеєри, низькошвидкісні приводи. AGMA 9 / DIN 7 для промислових спіральних конічних редукторів, стандартних автомобільних застосувань. AGMA 10 / DIN 6 для високошвидкісних спіральних конічних приводів, прецизійних верстатів, продуктивних автомобільних диференціалів. AGMA 11+ / DIN 5 для аерокосмічних та прецизійних інструментальних конічних зубчастих коліс — вимагає шліфування профілю Глісона після загартування. Вищий клас точності значно збільшує терміни виконання та вартість через етапи шліфування та полірування. Наші інженери рекомендуватимуть відповідний клас для ваших вимог до швидкості, навантаження та шуму.

Напрямок (ліворуч або праворуч) спіралі на конічному зубчастому колесі визначає напрямок осьової сили під навантаженням. Для правостороннього спірального зубчастого колеса: при перегляді з задньої сторони зуби вигинаються вправо. Для ліворуч спірального зубчастого колеса: зуби вигинаються вліво. У стандартній парі конічних зубчастих коліс зубчасте колесо та підіймальне колесо мають протилежні напрямки (одне праве, одне ліве). Вибір напрямку впливає на напрямок навантаження підшипників — вказуйте на основі вашого дизайну корпусу, щоб осьові навантаження були спрямовані до (а не від) монтажних підшипників. Включіть специфікацію напрямку у вашому кресленні; якщо пропущено, HXC зв'яжеться з вами для підтвердження перед різанням.

Практичні передавальні співвідношення конічних шестерень коливаються від 1:1 (зубчасті шестерні) до приблизно 1:6 в одному ступені. Співвідношення вище 1:5 можливі, але призводять до дуже великої шестерні та маленького піна — піна стає крихким, а різниця в розмірах ускладнює парне шліфування. Для високих співвідношень правокутних приводів (>6:1) більш практично використовувати спіральний конічний ступінь у поєднанні з гвинтовим редукційним ступенем (як у гвинтово-конічній коробці передач). Альтернативно, черв'ячні передачі забезпечують високі співвідношення в одному ступені за рахунок нижчої ефективності. HXC виробляє набори конічних шестерень до приблизно 1:8 — зв'яжіться з нашими інженерами для отримання більших співвідношень.

Терміни виготовлення конічних шестерень: Прототип прямої конічної пари (5-осеве фрезерування): 5–8 днів. Малосерійна пряма конічна (50–200 пар, нарізка): 8–14 днів. Прототип спіральної конічної (5-осеве): 7–12 днів. Виробництво спіральних конічних (Gleason, загартовані + оброблені + шліфовані): 14–22 днів. Великі спіральні конічні (>Ø200мм): 18–28 днів. Шліфування та перевірка контактного малюнка додають 3–5 днів у порівнянні з не-шліфованим виробництвом. Доступне термінове виробництво — обговоріть ваш графік при завантаженні вашого креслення.

Для максимального контактного опору втомі (стійкість до ямкової корозії) та втоми на вигин у спіральних конічних шестернях: 20CrMnTi карбюризовані та загартовані до HRC 58–62 є світовим автомобільним стандартом. Для більших шестерень, де глибина загартування недостатня через карбюризацію: 42CrMo4 загартовані до HRC 50–55. Для авіаційних та гоночних конічних шестерень, які вимагають найкращої специфічної міцності: M50 або 9310 авіаційна сталь з вакуумною дуговою переплавкою (VAR). Для корозійних середовищ: нержавіюча сталь, загартована осадом (17-4PH) пропонує найкраще поєднання міцності та корозійної стійкості для конічних шестерень.