Sådan designer du et smede-spiralgear

Før du begynder at designe dit eget cylindriske tandhjul, skal du forstå dets hovedkomponenter. Blandt dem er smedede, kileformede, notformede, sætskrueformede og andre typer. Det er vigtigt at forstå forskellene mellem disse typer cylindriske tandhjul for at træffe en informeret beslutning. Fortsæt med at læse for at lære mere. Tøv ikke med at kontakte mig for at få hjælp! Nedenfor er nogle nyttige tips og tricks til at designe et cylindrisk tandhjul. Forhåbentlig vil de hjælpe dig med at designe dit drømme-cylindriske tandhjul.

Smedning af tandhjul

Smedning af cylindriske tandhjul er en af ​​de vigtigste processer i forbindelse med biltransmissionskomponenter. Fremstillingsprocessen er kompleks og involverer flere trin, såsom sfæroidisering af emner, varmsmedning, udglødning, fosfatering og forsæbning. Materialet, der anvendes til cylindriske tandhjul, er typisk 20CrMnTi. Processen gennemføres ved at anvende en kontinuerlig ekstruderingsformningsmetode med matricer designet til størrelsesbåndlængden L og spaltningsvinkeltykkelsen T.
Processen med at smede cylindriske tandhjul kan også bruge polyacetal (POM), en stærk plast, der almindeligvis anvendes til fremstilling af tandhjul. Dette materiale er let at støbe og forme, og efter hærdning er det ekstremt stift og slidstærkt. En række metaller og legeringer anvendes til cylindriske tandhjul, herunder smedet stål, rustfrit stål og aluminium. Nedenfor er de forskellige typer materialer, der anvendes i tandhjulsfremstilling, og deres fordele og ulemper.
Et cylindrisk tandhjuls tandstørrelse måles i moduler eller m. Hvert tal repræsenterer antallet af tænder i tandhjulet. Når antallet af tænder stiger, stiger størrelsen også. Generelt gælder det, at jo højere antallet af tænder er, desto større er modulet. Et tandhjul med højt modul har en stor trykvinkel. Det er også vigtigt at huske, at cylindriske tandhjul skal have det samme modul som de tandhjul, de bruges til at drive.

Sæt skrue-tandhjul

En moderne industri kan ikke fungere uden skrueformede cylindriske tandhjul. Disse tandhjul er yderst effektive og anvendes i vid udstrækning i en række forskellige applikationer. Deres design involverer beregning af hastighed og drejningsmoment, som begge er kritiske faktorer. MEP-modellen tager for eksempel højde for den skiftende stivhed af et tandpar langs dets bane. Resultaterne bruges til at bestemme den nødvendige type cylindrisk tandhjul. Nedenfor er nogle tips til valg af et cylindrisk tandhjul:
Type A. Denne type gear har ikke et nav. Selve gearet er fladt med et lille hul i midten. Gevindtandhjul bruges mest til lette applikationer uden belastninger. Metaltykkelsen kan variere fra 0,25 mm til 3 mm. Gevindtandhjul bruges også til store maskiner, der skal være stærke og holdbare. Denne artikel giver en introduktion til de forskellige typer cylindriske gear og hvordan de adskiller sig fra hinanden.
Pinnav. Pinnav-tandhjul bruger en sætskrue til at fastgøre stiften. Disse tandhjul er ofte forbundet til en aksel med dyvel-, fjeder- eller rullestifter. Stiften bores til den præcise diameter, så den passer ind i tandhjulet, så den ikke løsner sig. Pinnav-tandhjul har høje tolerancer, da hullet ikke er stort nok til at gribe fat i akslen fuldstændigt. Denne type tandhjul er generelt den dyreste af de tre.

Kilegang-tandhjul

I dagens moderne industri anvendes cylindriske gearkasser i vid udstrækning til at overføre kraft. Disse typer gearkasser giver fremragende effektivitet, men kan være følsomme over for effekttab. Disse tab skal estimeres under designprocessen. En nøglekomponent i denne analyse er beregningen af ​​kontaktarealet (2b) for tandhjulsparret. Denne værdi er dog ikke nødvendigvis gældende for alle cylindriske gearkasser. Her er nogle eksempler på, hvordan man beregner dette areal. (Se figur 2)
Tandhjul er kendetegnet ved at have tænder parallelle med akslerne og aksen, og en stigningshastighed på op til 25 m/s anses for at være høj. Derudover er de mere effektive end spiralformede tandhjul af samme størrelse. I modsætning til spiralformede tandhjul betragtes tandhjul generelt som positive tandhjul. De bruges ofte til applikationer, hvor støjkontrol ikke er et problem. Symmetrien af ​​det tandhjul gør dem særligt velegnede til applikationer, hvor der kræves en konstant hastighed.
Udover at bruge et spiralformet cylindrisk tandhjul til transmissionen, kan tandhjulet også have en standard tandform. I modsætning til spiralformede tandhjul har cylindriske tandhjul med en evolvent tandform tykke rødder, hvilket forhindrer slid fra tænderne. Disse tandhjul er nemme at fremstille med konventionelle produktionsværktøjer. Evolventformen er et ideelt valg til produktion i lille skala og er en af ​​de mest populære typer cylindriske tandhjul.

Spline-tandhjul

Når man overvejer de typer af cylindriske tandhjul, der anvendes, er det vigtigt at bemærke forskellene mellem de to. Et cylindrisk tandhjul, også kaldet et evolvent tandhjul, genererer drejningsmoment og regulerer hastigheden. Det er mest almindeligt i bilmotorer, men bruges også i hverdagsapparater. En af de største ulemper ved cylindriske tandhjul er dog deres støj. Fordi cylindriske tandhjul kun går i indgreb med én tand ad gangen, skaber de en høj mængde stress og støj, hvilket gør dem uegnede til daglig brug.
Kontaktspændingsfordelingsdiagrammet repræsenterer flankearealet af hver tandhjulstand og afstanden i både aksial og profilretning. Et højt kontaktareal er placeret mod midten af ​​tandhjulet, hvilket skyldes tandhjulets mikrogeometri. En positiv l-værdi indikerer, at der ikke er nogen forskydning af nottænderne på grænsefladen med spiralhånden. Det modsatte gælder for negative l-værdier.
Ved hjælp af en øvre grænseteknik studerede Abdul og Dean smedningen af ​​cylindriske tandhjulsformer. De antog, at tandprofilen ville være en ret linje. De undersøgte også det ikke-dimensionelle smedetryk for en spline. Spline-cylindriske tandhjul bruges almindeligvis i motorer, gearkasser og boremaskiner. Styrken af ​​cylindriske tandhjul og splines afhænger primært af deres radier og tanddiameter.
SUS303 og SUS304 tandhjul i rustfrit stål

Tandhjul i rustfrit stål fremstilles ved hjælp af forskellige teknikker, der afhænger af materialet og anvendelsen. Den mest almindelige proces, der anvendes til fremstilling af dem, er skæring. Andre processer involverer valsning, støbning og smedning. Derudover produceres tandhjul i plast ved sprøjtestøbning, afhængigt af den nødvendige produktionsmængde. Tandhjul i rustfrit stål SUS303 og SUS304 kan fremstilles ved hjælp af en række forskellige materialer, herunder strukturelt kulstofstål S45C, gråt støbejern FC200, ikke-jernholdigt metal C3604, teknisk plast MC901 og rustfrit stål.
Forskellene mellem 304 og 303 rustfrie ståltandhjul ligger i deres sammensætning. De to typer rustfrit stål deler et fælles design, men har varierende kemiske sammensætninger. Kina og Japan bruger bogstaverne SUS304 og SUS303, som refererer til deres varierende grader af sammensætning. Som med de fleste typer rustfrit stål er de to forskellige kvaliteter fremstillet til brug i industrielle applikationer, såsom planetgear og tandhjul.

Rustfrit stål tandhjul

Der er flere ting at se efter i et cylindrisk tandhjul i rustfrit stål, herunder diametral stigning, antallet af tænder pr. diameterenhed og tændernes vinkelhastighed. Alle disse aspekter er afgørende for et cylindrisk tandhjuls ydeevne, og de korrekte dimensionsmål er afgørende for designet og funktionaliteten af ​​et cylindrisk tandhjul. Dem i branchen bør være bekendt med de termer, der bruges til at beskrive dele af cylindrisk tandhjul, både for at sikre klarhed i produktionen og i indkøbsordrer.
Et cylindrisk tandhjul er en type præcisionscylindrisk tandhjul med parallelle tænder arrangeret i en krans. Det bruges i forskellige applikationer, såsom påhængsmotorer, spil, entreprenørudstyr, haveudstyr, turbinedrev, pumper, centrifuger og en række andre maskiner. Et cylindrisk tandhjul er typisk lavet af rustfrit stål og har en høj holdbarhed. Det er den mest almindeligt anvendte type tandhjul.
Tandhjul i rustfrit stål findes i mange forskellige former og størrelser. Tandhjul i rustfrit stål er generelt lavet af rustfrit stål SUS304 eller SUS303, som bruges på grund af deres højere bearbejdelighed. Disse tandhjul varmebehandles derefter med nitrering eller tandoverfladeinduktion. I modsætning til konventionelle tandhjul, som kræver tandslibning efter varmebehandling, har tandhjul i rustfrit stål en lav slidhastighed og høj bearbejdelighed.

redaktør af CX 2023-04-25