Kuinka suunnitella taontapyörä

Ennen kuin alat suunnitella omaa hammaspyörääsi, sinun on ymmärrettävä sen pääkomponentit. Näitä ovat taonta, kiilaura, ura, asetusruuvi ja muut tyypit. Näiden hammaspyörätyyppien erojen ymmärtäminen on välttämätöntä tietoon perustuvan päätöksen tekemiseksi. Jatka lukemista saadaksesi lisätietoja. Älä myöskään epäröi ottaa minuun yhteyttä saadaksesi apua! Alla on lueteltu joitakin hyödyllisiä vinkkejä ja niksejä hammaspyörän suunnitteluun. Toivottavasti ne auttavat sinua suunnittelemaan unelmiesi hammaspyörän.

Taonta hammaspyörät

Lieriöpyörästön taonta on yksi tärkeimmistä autojen vaihteisto-osien valmistusprosesseista. Valmistusprosessi on monimutkainen ja sisältää useita vaiheita, kuten aihion pallomuotoilun, kuumataontamisen, hehkuttamisen, fosfatoinnin ja saippuoinnin. Lieriöpyörästön materiaali on tyypillisesti 20CrMnTi. Prosessi viimeistellään jatkuvatoimisella ekstruusiomuovausmenetelmällä, jossa muotit on suunniteltu mitoitusnauhan pituudelle L ja halkaisukulman paksuudelle T.
Lieriöhammaspyörien taontaprosessissa voidaan käyttää myös polyasetaalia (POM), vahvaa muovia, jota yleisesti käytetään hammaspyörien valmistuksessa. Tätä materiaalia on helppo muovata ja muotoilla, ja kovettumisen jälkeen se on erittäin jäykkää ja kulutusta kestävää. Lieriöhammaspyörissä käytetään useita metalleja ja metalliseoksia, mukaan lukien taottu teräs, ruostumaton teräs ja alumiini. Alla on lueteltu hammaspyörien valmistuksessa käytettävät erityyppiset materiaalit sekä niiden edut ja haitat.
Lieriöpyörän hampaan koko mitataan moduuleina eli m. Jokainen luku edustaa hammaspyörän hampaiden lukumäärää. Hammasmäärän kasvaessa myös sen koko kasvaa. Yleisesti ottaen mitä suurempi hampaiden lukumäärä, sitä suurempi moduuli on. Suurimoduulisella hammaspyörällä on suuri puristuskulma. On myös tärkeää muistaa, että lieriöpyörästön moduulin on oltava sama kuin niiden käyttämien hammaspyörien.

Aseta ruuvihammaspyörät

Nykyaikainen teollisuus ei voi toimia ilman säätöruuvilla varustettuja lieriöhammaspyöriä. Nämä hammaspyörät ovat erittäin tehokkaita ja niitä käytetään laajalti useissa eri sovelluksissa. Niiden suunnitteluun kuuluu nopeuden ja vääntömomentin laskeminen, jotka molemmat ovat kriittisiä tekijöitä. Esimerkiksi MEP-malli ottaa huomioon hammasparin muuttuvan jäykkyyden sen matkalla. Tuloksia käytetään tarvittavan lieriöhammaspyörän tyypin määrittämiseen. Alla on lueteltu joitakin vinkkejä lieriöhammaspyörän valintaan:
Tyyppi A. Tämän tyyppisessä hammaspyörässä ei ole napaa. Hammaspyörä itsessään on litteä ja siinä on pieni reikä keskellä. Ruuvivaihteita käytetään yleisimmin kevyissä sovelluksissa ilman kuormitusta. Metallin paksuus voi vaihdella 0,25 mm:stä 3 mm:iin. Ruuvivaihteita käytetään myös suurissa koneissa, joiden on oltava vahvoja ja kestäviä. Tässä artikkelissa esitellään erityyppiset lieriöpyörät ja miten ne eroavat toisistaan.
Tappi-napa. Tappi-napaisissa lieriöpyörästöissä käytetään pidätinruuvia tapin kiinnittämiseen. Nämä hammaspyörät on usein kiinnitetty akseliin tapilla, jousella tai rullatapeilla. Tappi porataan tarkkaan halkaisijaan, jotta se sopii hammaspyörän sisään, jotta se ei irtoa. Tappi-napaisilla lieriöpyörästöillä on suuret toleranssit, koska reikä ei ole riittävän suuri tarttuakseen akseliin kokonaan. Tämän tyyppinen hammaspyörä on yleensä kallein näistä kolmesta.

Kiilaurapyörät

Nykypäivän teollisuudessa lieriöpyörävaihteistoja käytetään laajalti voimansiirtoon. Tällaiset vaihteistot tarjoavat erinomaisen hyötysuhteen, mutta voivat olla alttiita tehohäviöille. Nämä häviöt on arvioitava suunnitteluprosessin aikana. Keskeinen osa tätä analyysia on hammaspyöräparin kosketuspinta-alan (2b) laskeminen. Tätä arvoa ei kuitenkaan välttämättä voida soveltaa kaikkiin lieriöpyörävaihteisiin. Tässä on joitakin esimerkkejä tämän pinta-alan laskemisesta. (Katso kuva 2)
Lieriöhammaspyörille on ominaista, että niiden hampaat ovat yhdensuuntaiset akseleiden ja akselin kanssa, ja jopa 25 m/s nousunopeutta pidetään korkeana. Lisäksi ne ovat tehokkaampia kuin saman kokoiset kierrehammaspyörät. Toisin kuin kierrehammaspyörät, lieriöhammaspyöriä pidetään yleensä positiivisina vaihteina. Niitä käytetään usein sovelluksissa, joissa melunvaimennus ei ole ongelma. Lieriöhammaspyörän symmetria tekee niistä erityisen sopivia sovelluksiin, joissa vaaditaan vakionopeutta.
Voimansiirrossa käytettävän kierrehammaspyörän lisäksi hammaspyörällä voi olla myös vakiomuotoinen hammas. Toisin kuin kierrehammaspyörät, evolventtisen hammasmuodon omaavilla lieriöhammaspyörillä on paksut juuret, jotka estävät hampaiden kulumista. Nämä hammaspyörät on helppo valmistaa perinteisillä tuotantotyökaluilla. Evolventtinen muoto on ihanteellinen valinta pienimuotoiseen tuotantoon ja se on yksi suosituimmista lieriöhammaspyörätyypeistä.

Urahammaspyörät

Kun tarkastellaan käytettyjen lieriöpyörästön tyyppejä, on tärkeää huomata niiden väliset erot. Lieriöpyörä, jota kutsutaan myös evolventtipyöräksi, tuottaa vääntömomenttia ja säätelee nopeutta. Se on yleisin autojen moottoreissa, mutta sitä käytetään myös jokapäiväisissä kodinkoneissa. Yksi lieriöpyörästön merkittävimmistä haitoista on kuitenkin niiden melu. Koska lieriöpyörät kytkeytyvät vain yhteen hampaan kerrallaan, ne aiheuttavat paljon rasitusta ja melua, mikä tekee niistä sopimattomia jokapäiväiseen käyttöön.
Kosketusjännityksen jakautumiskaavio esittää kunkin hammaspyörän hampaan kylkipinta-alan ja etäisyyden sekä aksiaali- että profiilisuunnassa. Suuri kosketuspinta-ala sijaitsee hammaspyörän keskiosan lähellä, mikä johtuu hammaspyörän mikrogeometriasta. Positiivinen l-arvo osoittaa, että urahampaiden ja kierukan käden rajapinnassa ei ole kohdistusvirhettä. Päinvastoin pätee negatiivisilla l-arvoilla.
Abdul ja Dean tutkivat lieriöhammaspyörien taontaa käyttämällä ylärajatekniikkaa. He olettivat, että hammasprofiili olisi suora. He tutkivat myös uran dimensiotonta taontapainetta. Urahammaspyöriä käytetään yleisesti moottoreissa, vaihteistoissa ja porakoneissa. Lieriöhammaspyörien ja urapyörien lujuus riippuu ensisijaisesti niiden säteistä ja hampaan halkaisijasta.
SUS303 ja SUS304 ruostumattomasta teräksestä valmistetut hammaspyörät

Ruostumattomasta teräksestä valmistettuja lieriöhammaspyöriä valmistetaan erilaisilla tekniikoilla, jotka riippuvat materiaalista ja käyttötarkoituksesta. Yleisin niiden valmistuksessa käytetty prosessi on leikkaus. Muita prosesseja ovat valssaus, valaminen ja taonta. Lisäksi muovisia lieriöhammaspyöriä valmistetaan ruiskupuristamalla tarvittavasta tuotantomäärästä riippuen. SUS303- ja SUS304-ruostumattomasta teräksestä valmistettuja lieriöhammaspyöriä voidaan valmistaa useista materiaaleista, mukaan lukien rakenneteräs S45C, harmaa valurauta FC200, ei-rautametalli C3604, tekninen muovi MC901 ja ruostumaton teräs.
Ruostumattomasta teräksestä valmistettujen 304- ja 303-teräslautojen erot ovat niiden koostumuksessa. Näillä kahdella ruostumattoman teräksen tyypillä on yhteinen rakenne, mutta niiden kemialliset koostumukset vaihtelevat. Kiina ja Japani käyttävät kirjaimia SUS304 ja SUS303, jotka viittaavat niiden vaihteleviin koostumusasteisiin. Kuten useimmat ruostumattoman teräksen tyypit, nämä kaksi eri laatua on tarkoitettu käytettäväksi teollisissa sovelluksissa, kuten planeettavaihteissa ja lieriövaihteissa.

Ruostumattomasta teräksestä valmistetut lieriöpyörät

Ruostumattomasta teräksestä valmistetussa hammaspyörässä on useita asioita, joita on otettava huomioon, mukaan lukien halkaisijan nousu, hampaiden lukumäärä halkaisijayksikköä kohti ja hampaiden kulmanopeus. Kaikki nämä tekijät ovat ratkaisevan tärkeitä hammaspyörän suorituskyvylle, ja oikeat mittaukset ovat olennaisia ​​hammaspyörän suunnittelulle ja toiminnalle. Alan ammattilaisten tulisi tuntea hammaspyörän osia kuvaavat termit sekä tuotannon että ostotilausten selkeyden varmistamiseksi.
Lieriöpyörä on tarkkuussylinterimäinen hammaspyörä, jossa on yhdensuuntaiset hampaat reunassa. Sitä käytetään erilaisissa sovelluksissa, kuten perämoottoreissa, vinsseissä, rakennuskoneissa, nurmikko- ja puutarhalaitteissa, turbiinikäytöissä, pumpuissa, sentrifugeissa ja monissa muissa koneissa. Lieriöpyörä on tyypillisesti valmistettu ruostumattomasta teräksestä ja sillä on korkea kestävyys. Se on yleisimmin käytetty hammaspyörätyyppi.
Ruostumattomasta teräksestä valmistettuja lieriöhammaspyöriä on saatavilla monenmuotoisina ja -kokoisina. Ruostumattomasta teräksestä valmistetut lieriöhammaspyörät on yleensä valmistettu SUS304- tai SUS303-ruostumattomasta teräksestä, joita käytetään niiden paremman työstettävyyden vuoksi. Nämä hammaspyörät lämpökäsitellään sitten nitraamalla tai hammaspinnan induktiolla. Toisin kuin perinteiset hammaspyörät, joiden hampaat on hiottava lämpökäsittelyn jälkeen, ruostumattomasta teräksestä valmistetuilla lieriöhammaspyörillä on alhainen kulumisnopeus ja korkea työstettävyys.

toimittaja CX 2023-04-18