Зупчани зупчаници са спиралним и правим зупчаницима: Аксијална сила за коју нико не планира

Зупчасти зупчаник, 19дег31'42" угао спирале

Циљна кључна реч:спирални сталак наспрам равног сталка

секундарно:аксијални потисак зупчастог зупчаника, бука зупчаника, 19 степени 31'42" угао спирале

Мета опис:Када спирални носачи побеђују равне носаче, прагови брзине који их оправдавају и аксијална сила потиска коју они генеришу - отприлике 0,355 × тангенцијална сила под стандардним углом спирале.

Муштерија је једном позвала у вези портала зупчаника који је стално уништавао лежајеве зупчаника. Четири месеца, три сета лежајева. Сталак је био у реду. Зупчаник је био у реду. Мењач је био добар.

Они су специфицирали спирални зупчаник ради побољшања буке и димензионирали лежајеве само за радијално оптерећење.

Под стандардним углом спирале, спирална летва гура бочно на осовину зупчаника са око 35% погонске силе. На погону од 10 кН, то је 3,5 кН аксијалног потиска за које лежајеви никада нису оцењени. То је једини најчешћи превид са спиралним носачима, и потпуно је предвидљив.

Ево потпуног поређења, укључујући и тај број.

Угао спирале није произвољан

У целој индустрији, један угао спирале доминира производњом регала:19 степен 31' 42".

Конвертовано: 19 + 31/60 + 42/3600 =19.52833 степен. Опсег генеричког уџбеника за спирални зупчаник је од 15 до 25 степени, али производња зупчаника се приближила овој једној вредности, због чега ће се зупчаници и зупчаници из различитих извора често спајати. Постоји разлог за чудно специфичну цифру: под овим углом спирале модул се претвара у цео број-кружни корак, тако да дужине сталка излазе у округлим бројевима.

Често - не увек. Више о томе у наставку.

Шта те спирала заправо купује

Четири предности у односу на праве регале се доследно наводе:

Слика 1. Аксијални потисак који генерише спирална летва под стандардним углом спирале од 19дег31'42".

Тише трчање, посебно при великим брзинама

Већи контактни однос - више зупаца који су ефикаснији - што повећава носивост

Дужине у округлим бројевима: 500,0 мм и 1000,0 мм, у односу на праве дужине сталка које су увек вишекратне од π, нпр. . 502.65 мм и 1005,31 мм

"У већини случајева коштају исто као и равни регали!"

Искрено речено: спирални регали су јачи и тиши од равних регала исте величине, али производе силе потиска и морају се предузети мере да им се супротставе.

Трећа тачка изгледа тривијално и није. Равни носач са модулом 4 има нагиб зубаца π × 4=12.566 мм, тако да цео број зубаца даје 502,65 мм или 1005,31 мм - никада округлу цифру. Хеликални носачи се секу тако да дужине буду тачно 500 или 1000 мм. Када постављате регале крај до краја дуж машинског лежаја димензионисаног у округлим бројевима, та разлика штеди стварне главобоље у вези са дизајном и монтажом.

Зашто је носивост већа зависи од тога како контакт напредује. На равном носачу, сваки зуб се одједном захвати по целој ширини лица, а затим се одвоји. Пренос оптерећења је нагли. На спиралној летви контактна линија прелази дијагонално преко бока, тако да је захватање постепено и више од једног зуба увек носи оптерећење. И смањење буке и повећање капацитета потичу из исте геометрије.

Искрено упозорење: ниједан од извора произвођача које смо проверили није објавио бројчану цифру контактног односа, процентуално повећање носивости или смањење буке у дБ за спиралне наспрам равних носача. Предности се доследно тврде и физички исправне, али конкретни бројеви се не објављују и нећемо их измишљати.

Аксијална сила потиска

Угаони зупци гурају зупчаник у страну. Стандардни однос:

Фа=Фт · тан

Где је Фа аксијални потисак, Фт је тангенцијална погонска сила и угао спирале.

На=19.52833 степену, препланули =0.35468.

Дакле Фа ≈ 0,355 × Фт.

Погонска сила од 20 кН ствара отприлике 7,1 кН аксијалног потиска на осовину зупчаника, непрекидно, у смеру који се окреће када се оса окрене уназад.

Контраст код правог зупчаника је апсолутан: већи угао спирале производи већу аксијалну силу, док на цилиндричне зубе аксијална сила уопште не делује.

Ово је једини прави недостатак спиралног зупчаника: угао спирале производи бочну силу која се директно повећава са тангенцијалном погонском силом.

Последица је неизбежна: лежајеви зупчаника морају бити одабрани и оцењени да издрже ово оптерећење потиском, што повећава цену и сложеност на крају погона.

Три практичне импликације:

Избор лежајева.Куглични лежајеви са дубоким жљебовима имају ограничен аксијални капацитет. Угаони контактни лежајеви или пар конусних ваљака правилно управљају комбинованим оптерећењем. Овде је портал тог купца погрешио.

Излазна оцена мењача.Планетарни мењачи за погоне зупчаника и зупчаника објављују максималну дозвољену аксијалну силу на излазном вратилу. Проверите у односу на 0,355 × вашу снагу дизајна. Прекорачење оштећује излазни лежај мењача, а не летву, а тај квар је скуп.

Крутост монтаже.Потисак мења смер сваки пут када се оса окрене уназад. Монтажа која се савија под реверзним аксијалним оптерећењем ће се приказати као грешка у положају и на крају као узнемиреност на интерфејсима.

Прагови брзине

Објављене смернице су груписане у уском опсегу.

Зупчаници{0}}са правим зубима у производњи

Очитавање преко: испод 1 м/с, равне полице су разумно подразумевано. Између 1 и 2 м/с је просуђујући позив - бука-осетљива окружења која гурају ка спиралном. Изнад 2 м/с, спирално.

Бука није једини проблем са брзином. Нагло спајање равних зуба генерише динамички скок оптерећења сваки пут када се пар зуба сретне, а шиљак се повећава брзином. Бука и убрзано трошење зуба су два симптома истог узрока.

Правило парења које хвата људе

Зупчаници и завојни зупчаници морају бити усклађени. Приликом спајања спиралне летве са завојним зупчаником, угао спирале мора бити једнак вредности и супротан у правцу.

Насупрот руци. Десни-зупчаник узима-зупчаник леве руке.

Објављени дијаграми парења за опсеге залиха показују само одређене комбинације руку као дозвољене, уз све остало искључено. Контраст је поучан: са изузетком спиралних носача, сталци ће се генерално спајати са било којим зупчаником истог модула.

Тај изузетак је поента. Прави зупчаници опраштају - да ће се сваки зупчаник десног модула спојити. Завојне полице захтевају подударан угао и супротну руку, а ако спајате секције, „спојне полице за спиралне полице морају имати супротну руку од регала“.

Из овога следи практични савет:

За тих, мали{0}}погон са дугим радним веком, набавите зупчаник и летву од једног добављача. Толеранције су изузетно важне код спиралних зуба.

Уз сродну тачку коју вреди запамтити: повратни удар се производи интеракцијом сваке компоненте у ланцу. Нема смисла упарити мењач са веома-малим-зазором са великим зупчаником или зупчаником нижег квалитета.

Како изгледа прави спирални сталак

Типичан производни асортиман чини класификовани бетон - 1045 челик, угао спирале 19 степени 31'42", дужине 1000 мм:

Усклађени зупчаник који се испоручује са летвом за контролу толеранције мреже

Исти материјал, иста тврдоћа, исти угао спирале. Разлика између К6 и К10 је у потпуности да ли су зуби брушени након стврдњавања.

Напомене о инсталацији које се односе на било који начин

Стандардно упутство за инсталацију:

"Мала количина зазора увек треба да буде присутна на мрежи зупчаника зупчаника и зупчаника. Ниво зазора треба да буде подешен на највишој тачки нагибне линије летве, што ће поставити минималну вредност зазора и спречити било какво везивање дуж целе дужине пута зупчаника."

Проверите контактни образац тако што ћете заплавити зупце зупчаника и лагано трчећи у оба смера. "Идеални образац контакта би био усредсређен на линију нагиба и протезао се преко ширине лица."

У прљавом окружењу, монтирајте „зубе окренуте надоле или заштићене да бисте спречили контаминацију“.

Могућ је рад на суво, али „зупчаник мора бити превелик да би се компензовало повећано хабање, али се не може гарантовати радни век“.

На монтажним и референтним површинама:

Осигурајте полице са клиновима; сталак за бушилицу и база истовремено.

"Линије нагиба регала се контролишу коришћењем доње површине као референтног податка. Ако обрађујете доње површине, то може утицати на прецизност регала."

"Да бисте избегли проблеме са прецизношћу зупчаника, немојте смањивати ширину лица."

Ово последње се појављује када неко треба да стави сталак у мало узак џеп и одлучи да пређе са стране. Не - ширина лица је носивост, а референтне површине су оно од чега се мери тачност.

Резиме одлуке

Равни сталак када:брзина испод 1 м/с, бука није забрињавајућа, желите једноставан распоред лежајева без аксијалног оптерећења или морате да се упарите са постојећим зупчаницима.

Хеликални сталак када:брзина изнад 2 м/с, бука је битна, потребан вам је максимални капацитет са дате величине сталка или желите округле-дужине броја за интеграцију кревета -иВаши лежајеви и мењач могу да поднесу 0,355 × Фт потиска.

ФАК

Колику аксијалну силу ће генерисати мој спирални носач?

Отприлике 0,355 × тангенцијална сила при стандардном углу спирале од 19 степени 31'42" од Фа=Фт · тан. Проверите да ли је у односу на аксијалну вредност излазног вратила мењача и носивост зупчаника.

Могу ли да користим раван зупчаник на завојној летви?

Не. Углови спирале морају се подударати у вредности и бити супротни у руци. Право-укључено- спирално даје контакт са ивицом и брз отказ.

Да ли су спирални носачи скупљи?

У већини случајева и сам сталак кошта исто. Додатни трошак пада на лежајеве и мењач који морају да апсорбују потисак.

Зашто су спиралне дужине сталка округли бројеви, а праве дужине сталка нису?

Дужина равне сталке је цео број зубаца пута π × модул, тако да се налази на вредностима попут 1005,31 мм. Спирални регали се производе за тачне дужине од 500 или 1000 мм.

Да ли спирални зупчаник смањује зазор?

Није инхерентно, али ефективни зазор под оптерећењем може бити мањи јер више зуба дели контакт. Стварни зазор и даље зависи од централног растојања и поравнања монтаже.

Тиањин ОуНаиДа Трансмиссионс Тецхнологи снабдева равне и спиралне зупчанике са одговарајућим зупчаницима, исеченим или брушеним након очвршћавања. Куповином зупчаника и зупчаника из једног извора избегавате нагомилавање толеранције-које изазива већину проблема са спиралном мрежом - пошаљите нам своју брзину, оптерећење и оријентацију и ми ћемо цитирати одговарајући сет.