Voordelen en toepassingen van verstekvertandingen

Als je je ooit hebt verdiept in de verschillen tussen verstektandwielen, vraag je je waarschijnlijk af hoe je moet kiezen tussen een tandwiel met rechte tanden en een hypoidtandwiel. Voordat je een beslissing neemt, is het echter belangrijk om te weten wat speling is en wat het inhoudt. Speling is het verschil tussen de addendum (de punt aan de boven- en onderkant van de tand) en voorkomt dat de tandwielen vastlopen, beschermt de contactvlakken en maakt thermische uitzetting tijdens gebruik mogelijk.

Spiraalvormige kegeltandwielen

Spiraalvormige kegeltandwielen zijn ontworpen om de efficiëntie te verhogen en de kosten te verlagen. De spiraalvorm zorgt voor een profiel waarbij de tanden een lichte kromming in de lengte hebben, waardoor ze een uitstekende keuze zijn voor zware toepassingen. Spiraalvormige kegeltandwielen zijn bovendien hypoidtandwielen, zonder offset. Door hun kleinere formaat zijn ze compacter dan andere typen haakse tandwielen en bovendien veel stiller.
Spiraalvormige kegeltandwielen hebben spiraalvormige tanden die onder een hoek van 90 graden zijn geplaatst. Het ontwerp kenmerkt zich door een lichte kromming van de tanden, wat speling vermindert en de flexibiliteit vergroot. Omdat ze geen offsets hebben, slippen ze niet tijdens gebruik. Spiraalvormige kegeltandwielen hebben ook minder speling, waardoor ze een uitstekende keuze zijn voor toepassingen met hoge snelheden. Ze zijn bovendien zorgvuldig geplaatst om smeermiddel over een groter oppervlak te verdelen. Ze zijn ook zeer nauwkeurig en hebben een borgmoer die voorkomt dat ze uit de lijn raken.
Naast het geometrisch ontwerpen van kegeltandwielen kan CZPT ook 3D-modellen van spiraalvormige kegeltandwielen produceren. Deze software heeft wereldwijd veel belangstelling gewekt bij diverse bedrijven. Zo heeft CZPT, een toonaangevende fabrikant van 5-assige freesmachines, onlangs een prototype gefreesd met behulp van een model van een spiraalvormig kegeltandwiel. Deze resultaten bewijzen dat spiraalvormige kegeltandwielen in uiteenlopende toepassingen gebruikt kunnen worden, van precisiebewerking tot industriële automatisering.
Spiraalvormige kegeltandwielen worden ook wel hypoidtandwielen genoemd. Hypoidtandwielen verschillen van spiraalvormige kegeltandwielen doordat het steekvlak zich niet in het midden van het tandwiel bevindt. Het voordeel van dit ontwerp is dat het grote belastingen aankan met behoud van zijn unieke eigenschappen. Ze produceren ook minder warmte dan hun kegelvormige tegenhangers, wat de efficiëntie van nabijgelegen componenten kan beïnvloeden.

Rechte verstektandwielen

Verstektandwielen zijn kegeltandwielen met een steekhoek van 90 graden. Hun overbrengingsverhouding is 1:1. Verstektandwielen zijn verkrijgbaar met rechte en spiraalvormige tanden en in zowel commerciële als precisie-uitvoeringen. Ze zijn een veelzijdig hulpmiddel voor allerlei mechanische toepassingen. Hieronder vindt u enkele voordelen en toepassingen van verstektandwielen. Een eenvoudige uitleg van het basisprincipe van dit type tandwiel wordt gegeven. Lees verder voor meer details.
Bij de keuze van een verstekzaagtandwiel is het belangrijk om het juiste materiaal te selecteren. Gehard koolstofstaal is geschikt voor toepassingen met een hoge belasting, terwijl nylon en spuitgietkunststoffen geschikt zijn voor lagere belastingen. Als een tandwiel beschadigd raakt, is het raadzaam om de complete set te vervangen, omdat ze qua vorm nauw met elkaar verbonden zijn. Hetzelfde geldt voor spiraalvormig gesneden verstekzaagtandwielen. Deze tandwielen moeten samen worden vervangen voor een goede werking.
Rechte kegeltandwielen zijn het gemakkelijkst te produceren. De vroegste methode maakte gebruik van een indexeerkop op een schaafmachine. Moderne productiemethoden, zoals de Revacycle- en Coniflex-systemen, hebben het proces efficiënter gemaakt. CZPT maakt gebruik van deze nieuwere productiemethoden en heeft ze gepatenteerd. Het traditionele rechte kegeltandwiel is echter nog steeds het meest voorkomende en meest gebruikte type. Het is het eenvoudigst te produceren en het goedkoopste type.
SDP/Si is een populaire leverancier van uiterst nauwkeurige tandwielen. Het bedrijf produceert op maat gemaakte verstektandwielen, evenals standaard kegeltandwielen. Ze bieden ook tandwielen met een zwarte oxidecoating en geslepen boring en tandoppervlakken aan. Deze tandwielen kunnen worden gebruikt voor tal van industriële en mechanische toepassingen. Ze zijn in gemiddelde hoeveelheden uit voorraad leverbaar en in afwijkende maten op aanvraag. Er zijn ook verschillende maten beschikbaar voor specialistische toepassingen.

Hypoïde kegeltandwielen

De voordelen van het gebruik van hypoid kegel- en schroefvormige tandwielen zijn duidelijk. Hun hoge snelheid, lage geluidsproductie en lange levensduur maken ze ideaal voor gebruik in motorvoertuigen. Dit type tandwiel wint ook steeds meer aan populariteit in de aandrijftechniek en bewegingsbesturing. In vergelijking met standaard kegel- en schroefvormige tandwielen hebben ze een hoger koppelvermogen en kunnen ze zware belastingen aan met minder geluidsoverlast.
Geometrische dimensionering van kegeltandwielen/hypoïde kegeltandwielen is essentieel om te voldoen aan de ANSI/AGMA/ISO-normen. Dit artikel onderzoekt een aantal manieren om hypoid kegeltandwielen en schroefvormige tandwielen te dimensioneren. Eerst worden de beperkingen van het gangbare referentievlak besproken bij het dimensioneren van kegeltandwiel-/schroefvormige tandwielparen. Een rechte lijn kan niet parallel lopen aan de flanken van zowel het tandwiel als het rondsel, wat noodzakelijk is om de "normale speling" te bepalen.
Ten tweede hebben hypoid- en schroefvormige tandwielen dezelfde hoekspoed, wat het productieproces vereenvoudigt. Hypoid-kegeltandwielen worden meestal gemaakt van twee tandwielen met een gelijke hoekspoed. Deze worden vervolgens op elkaar afgestemd. Dit vermindert geluid en trillingen en verhoogt de vermogensdichtheid. Het is aan te raden de standaard te volgen en het gebruik van tandwielen met een ongelijke hoekspoed te vermijden.
Ten derde verschillen hypoid- en schroefvormige tandwielen in de vorm van de tanden. Ze verschillen van standaardtandwielen doordat de tanden langer zijn. Ze lijken qua uiterlijk op spiraalvormige kegeltandwielen en wormwielen, maar verschillen in geometrie. Terwijl schroefvormige tandwielen symmetrisch zijn, zijn hypoid-kegeltandwielen niet-conisch. Hierdoor kunnen ze hogere overbrengingsverhoudingen en koppel genereren.

Kroon kegeltandwielen

Het geometrische ontwerp van kegeltandwielen is extreem complex. De relatieve contactpositie en afwijkingen in de flankvorm beïnvloeden zowel de geometrie van het tandwielpaar als de tandlagering. Bovendien zijn tandwielparen ook onderhevig aan procesgerelateerde afwijkingen die de tandlagering en speling beïnvloeden. Deze eigenschappen vereisen het gebruik van nauwe toleranties om kwaliteitsproblemen en productiekosten te voorkomen. De relatieve positie van een kegeltandwiel is afhankelijk van de bedrijfsparameters, zoals de belasting en het toerental.
Bij het kiezen van een kroonkegeltandwiel voor een verstektandwielsysteem is het belangrijk om er een te kiezen met de juiste tandvorm. De tanden van een kroonkegeltandwiel kunnen sterk variëren in vorm. De radiale steek en de diametrale steek zijn de meest voorkomende. De tandkegelhoek, of "nulhoek", is de andere belangrijke parameter. Kroonkegeltandwielen hebben een breed scala aan tandsteken, van vlak tot spiraalvormig.
Kroonkegeltandwielen voor verstektandwielen worden gemaakt van hoogwaardige materialen. Naast metaal kunnen ze ook van kunststof of voorgeharde legeringen zijn. De laatstgenoemde materialen hebben de voorkeur omdat ze goedkoper en flexibeler zijn dan staal. Bovendien zijn kroonkegeltandwielen voor verstektandwielen extreem duurzaam en bestand tegen zware omstandigheden. Ze worden vaak gebruikt ter vervanging van beschadigde of versleten tandwielen.
Bij het kiezen van een kroonkegelwiel voor een verstekwiel is het belangrijk te weten hoe ze zich tot elkaar verhouden. Dit komt doordat kroonkegelwielen een snelheidsverhouding van 1:1 hebben met het rondsel. Hetzelfde geldt voor verstekwielen. Bij het vergelijken van kroonkegelwielen voor verstekwielen is het belangrijk om de radius van het rondsel en de ring op het rondsel te begrijpen.

Vereisten voor de ashoek van verstektandwielen

Verstekwielen worden gebruikt om beweging over te brengen tussen assen die elkaar loodrecht kruisen. Hun tandprofiel heeft de vorm van een mijter, zoals die door een katholieke bisschop wordt gedragen. Ook de steek en het aantal tanden zijn gelijk. De vereiste ashoek varieert afhankelijk van de toepassing. Bij krachtoverbrenging worden verstekwielen vaak in een differentieel gebruikt. Als u verstekwielen installeert voor krachtoverbrenging, is het belangrijk dat u de vereiste montagehoek kent.
De vereiste ashoek voor verstektandwielen varieert per ontwerp. De meest voorkomende opstelling is loodrecht, maar de assen kunnen onder vrijwel elke hoek worden geplaatst. Verstektandwielen staan ​​ook bekend om hun hoge precisie en grote sterkte. Hun spiraalhoek is minder dan tien graden. Omdat de vereiste ashoek voor verstektandwielen varieert, is het belangrijk dat u weet welke ashoek u nodig heeft voordat u bestelt.
Om de juiste steekhoek te bepalen, moet u eerst de as van het tandwiel dat u ontwerpt vaststellen. Deze hoek wordt de steekhoek genoemd. De hoek moet minimaal 90 graden zijn voor zowel het tandwiel als het rondsel. De aslagers moeten ook bestand zijn tegen aanzienlijke krachten. Verstektandwielen moeten worden ondersteund door lagers die aanzienlijke krachten kunnen weerstaan. De vereisten voor de ashoek van verstektandwielen variëren per toepassing.
Voor industrieel gebruik worden verstektandwielen meestal gemaakt van gewoon koolstofstaal of gelegeerd staal. Sommige materialen zijn duurzamer dan andere en kunnen hogere snelheden weerstaan. Voor commercieel gebruik kunnen geluidsbeperkingen belangrijk zijn. De tandwielen kunnen worden blootgesteld aan zware omstandigheden of zware machinebelastingen. Sommige typen tandwielen functioneren ook met ontbrekende tanden. Zorg er echter voor dat u de vereiste ashoek voor verstektandwielen kent voordat u er een bestelt.

Bewerkt door CX 2023-05-12