Hoe vergelijk je verschillende soorten tandwielen?

Bij het vergelijken van verschillende soorten tandwielen zijn er een aantal belangrijke factoren om rekening mee te houden. De belangrijkste factoren zijn: gangbare toepassingen, steekdiameter en addendumcirkel. We zullen elk van deze factoren in detail bekijken. Dit artikel helpt u te begrijpen wat elk type tandwiel voor u kan betekenen. Of u nu een elektromotor of een bouwmachine wilt aandrijven, het juiste tandwiel maakt het werk gemakkelijker en bespaart u op de lange termijn geld.

Algemene toepassingen

Een tandwieloverbrenging wordt veel gebruikt in vliegtuigen, treinen en fietsen. Ook in kogelmolens en breekinstallaties. Dankzij de hoge snelheid en het lage koppel is het ideaal voor uiteenlopende toepassingen, waaronder industriële machines. Hieronder volgen enkele veelvoorkomende toepassingen van tandwieloverbrengingen. Enkele van de meest voorkomende typen worden hieronder vermeld. Hoewel tandwieloverbrengingen over het algemeen stil zijn, hebben ze wel hun beperkingen.
Een tandwieloverbrenging kan extern of hulpoverbrenging zijn. Deze eenheden worden ondersteund door een voor- en achterbehuizing. Ze brengen de aandrijving over op de hulpstukken, die op hun beurt de machine aandrijven. De aandrijfsnelheid ligt doorgaans tussen de 5000 en 6000 toeren per minuut, of 20.000 toeren per minuut voor centrifugaalontluchters. Om deze reden worden tandwieloverbrengingen vaak gebruikt in grote machines. Bekijk de volgende video voor meer informatie over tandwieloverbrengingen.
De steekdiameter en de diametrale steek van tandwielen zijn belangrijke parameters. De diametrale steek, oftewel de verhouding tussen het aantal tanden en de steekdiameter, is belangrijk voor het bepalen van de hartafstand tussen twee tandwielen. Deze hartafstand wordt berekend door de straal van elke steekcirkel bij elkaar op te tellen. Het addendum, of tandprofiel, is de hoogte waarmee een tand boven de steekcirkel uitsteekt. Naast de steek wordt de hartafstand tussen twee tandwielen ook gemeten aan de hand van de afstand tussen hun middelpunten.
Een ander belangrijk kenmerk van een tandwiel met rechte vertanding is het vermogen om zelfs bij lage snelheden veel vermogen te leveren. Als geluidsbeheersing echter geen prioriteit heeft, is een schuine vertanding de betere keuze. Schuine vertanding heeft tanden die in tegengestelde richting van de as zijn geplaatst, waardoor het stiller is. Bij lage snelheden presteert een schuine vertanding echter beter, gezien het geluidsniveau.

Bouw

De constructie van een tandwiel begint met het snijden van het tandwielblok. Dit blok is een taartpuntvormig stuk metaal dat kan variëren in grootte, vorm en gewicht. Het snijproces vereist het gebruik van matrijzen om de juiste tandwielgeometrie te creëren. Het tandwielblok wordt vervolgens langzaam in de schroefmachine gevoerd totdat het de gewenste vorm en grootte heeft. Een stalen tandwielblok, ook wel tandwielblok genoemd, wordt gebruikt in het productieproces.
Een tandwiel bestaat uit twee delen: een centreerboring en een centreergat. De addendum is de cirkel die langs de buitenste punten van de tanden van een tandwiel loopt. De worteldiameter is de diameter aan de basis van de tandruimte. Het vlak dat raakt aan het steekvlak wordt de drukhoek genoemd. De totale diameter van een tandwiel is gelijk aan de addendum plus de dedendum.
De steekcirkel is een cirkel die wordt gevormd door een reeks tanden en een diameterverdeling van elke tand. De steekcirkel definieert de afstand tussen twee in elkaar grijpende tandwielen. De hartafstand is de afstand tussen de tandwielen. De diameter van de steekcirkel is een cruciale factor bij het bepalen van de hartafstand tussen twee in elkaar grijpende tandwielen. De hartafstand wordt berekend door de straal van de steekcirkel van elk tandwiel bij elkaar op te tellen. De tandhoogte is de hoogte van een tand boven de steekcirkel.
Andere overwegingen in het ontwerpproces zijn onder meer het gebruikte constructiemateriaal, oppervlaktebehandelingen en het aantal tanden. In sommige gevallen is een standaard tandwiel de meest geschikte keuze. Het voldoet aan de eisen van uw toepassing en is een goedkoper alternatief. Het tandwiel gaat echter niet lang mee als het niet goed gesmeerd wordt. Er zijn verschillende manieren om een ​​tandwiel te smeren, waaronder hydrodynamische glijlagers en zelfsluitende tandwielen.

Aanvullende cirkel

De steekdiameter en de addendumcirkel zijn twee belangrijke afmetingen van een tandwiel. De steekdiameter is de totale diameter van het tandwiel en de steekcirkel is de cirkel gecentreerd rond de tandvoet van het tandwiel. De addendumfactor is een functie van de steekcirkel en de addendumwaarde, oftewel de radiale afstand tussen de bovenkant van de tand en de steekcirkel van het tegenoverliggende tandwiel.
Het steekvlak is de rechterkant van de steekcirkel, terwijl de wortelcirkel de ruimte tussen de twee tandzijden definieert. De tandvoet is de afstand tussen de bovenkant van de tand en de steekcirkel, en de steekdiameter en de tandvoetcirkel zijn de twee radiale afstanden tussen deze twee cirkels. Het verschil tussen het steekvlak en de tandvoetcirkel wordt de speling genoemd.
Het aantal tanden in een tandwiel mag niet minder dan 16 zijn bij een drukhoek van twintig graden. Een tandwiel met 16 tanden kan echter nog steeds worden gebruikt als de sterkte en de contactverhouding binnen de ontwerplimieten vallen. Bovendien kan ondersnijding worden voorkomen door profielverschuiving en aanpassing van de addendum. Het is echter ook mogelijk om de addendumlengte te verkorten door middel van een positieve correctie. Het is echter belangrijk om te weten dat ondersnijding kan optreden bij tandwielen met een negatieve addendumcirkel.
Een ander belangrijk aspect van een tandwieloverbrenging is de vertanding. Daarom heeft een standaard tandwieloverbrenging een referentiecirkel voor de vertanding, de zogenaamde steekcirkel. De hartafstand is de afstand tussen de hartassen van de twee tandwielen. Het is belangrijk om de basisterminologie van het tandwielsysteem te begrijpen voordat je met een berekening begint. Desondanks is het essentieel om te onthouden dat het mogelijk is om een ​​tandwieloverbrenging te realiseren met dezelfde referentiecirkel.

Steekdiameter

Om de steekdiameter van een tandwiel te bepalen, moeten het type aandrijving, het type aandrijver en het type aangedreven machine worden gespecificeerd. Ook de gewenste steekdiameter wordt bepaald. Hoe kleiner de steekdiameter, hoe lager de contactspanning op het rondsel en hoe langer de levensduur. Tandwielen worden vervaardigd met eenvoudigere processen dan andere typen tandwielen. De steekdiameter van een tandwiel is belangrijk omdat deze de drukhoek, de werkdiepte en de totale diepte bepaalt.
De verhouding tussen de steekdiameter en het aantal tanden wordt de diametrale steek genoemd. De tanden worden gemeten in het axiale vlak. De afrondingsradius is de kromming die zich vormt aan de basis van de tand. Tanden met volledige diepte zijn tanden met een werkdiepte gelijk aan 2,000 gedeeld door de normale diametrale steek. De naafdiameter is de buitendiameter van de naaf. De naafuitsteek is de afstand waarmee de naaf buiten het tandvlak uitsteekt.
Een metrisch tandwiel wordt doorgaans gespecificeerd met een diametrale steek. Dit is het aantal tanden per inch van de steekcirkeldiameter. Het wordt over het algemeen gemeten in inverse inches. Het normaalvlak snijdt het tandoppervlak op het punt waar de steek is gespecificeerd. Bij een schroefvormig tandwiel staat deze lijn loodrecht op de steekcilinder. Bovendien staat de steekcilinder normaal gesproken loodrecht op de spiraal aan de buitenkant.
De steekdiameter van een tandwiel wordt doorgaans in millimeters of inches aangegeven. Een spiebaan is een machinaal bewerkte groef op de as waarin de spie past. In het normale vlak wordt de steek in inches aangegeven. De evolvente steek, of diametrale steek, is de verhouding tussen het aantal tanden en de diameter in inches. Hoewel dit ingewikkeld lijkt, is het een belangrijke maat om de steek van een tandwiel te begrijpen.

Materiaal

Het belangrijkste voordeel van een tandwiel is het vermogen om de buigspanning bij de tand te verminderen, ongeacht de belasting. Een typisch tandwiel heeft een tandbreedte van 20 mm en bezwijkt bij een belasting van 3000 N. Dit is veel meer dan de vloeigrens van het materiaal. Hieronder vindt u een overzicht van de materiaaleigenschappen van een tandwiel. De sterkte ervan hangt af van de materiaaleigenschappen. Volg de onderstaande stappen om te bepalen welk tandwielmateriaal het meest geschikt is voor uw machine.
Het meest gebruikte materiaal voor tandwielen is staal. Er bestaan ​​verschillende soorten staal, waaronder nodulair gietijzer en roestvast staal. S45C-staal is het meest voorkomende staal en heeft een koolstofgehalte van 0,45%. Dit type staal is gemakkelijk verkrijgbaar en wordt gebruikt voor de productie van schroef-, rechte en wormwielen. De corrosiebestendigheid maakt het een populair materiaal voor tandwielen. Hieronder volgen enkele voor- en nadelen van staal.
Een tandwiel is gemaakt van metaal, kunststof of een combinatie van deze materialen. Het belangrijkste voordeel van metalen tandwielen is hun sterkte-gewichtsverhouding. Ze zijn ongeveer een derde lichter dan staal en zijn corrosiebestendig. Hoewel aluminium duurder is dan staal en roestvrij staal, is het ook gemakkelijker te bewerken. Dankzij het ontwerp is het eenvoudig aan te passen aan de specifieke toepassing. Door de veelzijdigheid kunnen ze in vrijwel elke toepassing worden gebruikt. Dus als u een specifieke behoefte heeft, kunt u gemakkelijk een tandwiel vinden dat aan uw eisen voldoet.
Het ontwerp van een tandwiel heeft een grote invloed op de prestaties. Daarom is het essentieel om het juiste materiaal te kiezen en de exacte afmetingen te meten. Naast de prestaties zijn dimensionale metingen ook belangrijk voor de kwaliteit en betrouwbaarheid. Het is dan ook van cruciaal belang dat professionals in de branche bekend zijn met de termen die worden gebruikt om de materialen en onderdelen van een tandwiel te beschrijven. Bovendien is een goed begrip van het materiaal en de dimensionale afmetingen van een tandwiel essentieel om ervoor te zorgen dat productie- en inkooporders correct zijn.

Bewerkt door CX 2023-11-11