Rodzaje kół zębatych kątowych

Istnieją różne rodzaje przekładni kątowych: hipoidalne, koronowe i spiralne. Aby dowiedzieć się więcej, czytaj dalej. Dodatkowo poznasz ich różnice i podobieństwa. Ten artykuł przedstawia przegląd różnych rodzajów przekładni kątowych. Możesz również wybrać typ odpowiadający Twoim potrzebom, korzystając z poniższego przewodnika. Po jego przeczytaniu dowiesz się, jak ich używać w swoim projekcie. Dowiesz się również, jak je ręcznie łączyć, co jest szczególnie przydatne podczas pracy nad elementem mechanicznym.

Przekładnie stożkowe

Przekładnie stożkowe i ukośne służą do łączenia dwóch wałów o różnych osiach. W większości przypadków koła te są ustawione pod kątem prostym. Stożek podziałowy koła stożkowego ma taki sam kształt jak koła zębatego walcowego, z tą różnicą, że profil zębów jest lekko stożkowy i ma zmienną głębokość. Zęby koła stożkowego są zazwyczaj proste, ale mogą być zakrzywione lub skośne. Mogą one również posiadać przesunięte koło koronowe z prostymi zębami względem osi.
Oprócz zastosowań przemysłowych, przekładnie kątowe znajdują zastosowanie w rolnictwie, rozlewniach, drukarstwie i różnych sektorach przemysłu. Są wykorzystywane w górnictwie węgla, wydobyciu ropy naftowej i procesach chemicznych. Stanowią ważny element przenośników, elewatorów, pieców i innych urządzeń. Co więcej, przekładnie kątowe są często stosowane w obrabiarkach, takich jak wózki widłowe i wyrzynarki.
Rozważając, które koło zębate jest odpowiednie do danego zastosowania, należy wziąć pod uwagę jego zastosowanie i cele projektowe. Na przykład, warto znać maksymalne obciążenie, jakie może przenosić dane koło. Dokładny moment obrotowy wymagany dla danego zastosowania można określić za pomocą programów symulacji komputerowej. Koła zębate kątowe to koła zębate stożkowe, które są zazębione na jednej osi, a nie na dwóch.
Aby obliczyć moment obrotowy wymagany dla konkretnego zastosowania, musisz znać MA każdej przekładni stożkowej. Na szczęście teraz możesz to zrobić dzięki CZPT. Za pomocą tego oprogramowania możesz generować modele 3D przekładni stożkowych o zębach spiralnych. Po utworzeniu modelu możesz go następnie poddać obróbce mechanicznej. To może znacznie ułatwić Ci pracę! I jest to świetna zabawa!
Pod względem produkcji, koła zębate stożkowe o zębach prostych są najłatwiejsze. Najwcześniejszą metodą produkcji tego typu kół zębatych jest strugarka z głowicą indeksującą. Jednak wraz z rozwojem obróbki CNC opracowano bardziej efektywne metody produkcji. Należą do nich systemy CZPT, Revacycle i Coniflex. CZPT wykorzystuje system Revacycle. Do produkcji kół zębatych stożkowych o zębach spiralnych można również użyć frezarki CNC.

Przekładnie stożkowe hipoidalne

Projektując hipoidalne przekładnie stożkowe do przekładni kątowych i innych rodzajów przekładni, należy wziąć pod uwagę kilka istotnych parametrów. Aby uzyskać wysokiej jakości przekładnie, odległość między zębami koła zębatego a zębnikiem musi mieścić się w określonym zakresie tolerancji. Innymi słowy, odległość między zębami koła zębatego a zębnikiem musi wynosić 0,05 mm lub mniej.
Aby to umożliwić, hipoidalna przekładnia stożkowa została zaprojektowana tak, aby zazębienie odbywało się ślizgowo. Rezultatem jest cicha przekładnia. Oznacza to również możliwość osiągania wyższych prędkości bez zwiększania poziomu hałasu. Dla porównania, przekładnie stożkowe zazwyczaj generują hałas przy dużych prędkościach. Z tych powodów przekładnia hipoidalna jest najefektywniejszym sposobem budowy przekładni kątowych. Należy jednak pamiętać, że przekładnie hipoidalne nie nadają się do każdego zastosowania.
Przekładnie stożkowe hipoidalne są analogiczne do przekładni stożkowych spiralnych, ale nie mają przecinających się osi. Dzięki temu mogą wytwarzać większe koła zębate z płynnym zazębieniem. Z kolei przekładnie stożkowe koronowe mają podziałkę 90 stopni i równoległe zęby. Ich geometria i podziałka są unikalne, a także charakteryzują się szczególnymi właściwościami geometrycznymi. Istnieją różne sposoby wyrażania podziałki. Podziałka średnicowa to liczba zębów, a obwód to obwód.
Metoda frezowania czołowego to kolejna technika stosowana w produkcji kół zębatych stożkowych hipoidalnych i spiralnych. Frezowanie czołowe umożliwia szlifowanie kół zębatych w celu uzyskania wysokiej dokładności i gładkości powierzchni. Pozwala również wyeliminować obróbkę cieplną i ułatwia tworzenie wstępnie zaprojektowanych topografii odpuszczania. Frezowanie czołowe zwiększa wytrzymałość mechaniczną nawet o 20%. Zmniejsza również poziom hałasu.
Normy ANSI/AGMA/ISO dotyczące wymiarowania geometrycznego różnią się od najlepszych praktyk w produkcji przekładni hipoidalnych i stożkowych. Naruszenie wspólnych powierzchni odniesienia prowadzi do szeregu problemów z wymiarowaniem geometrycznym. Ponadto przekładnie hipoidalne muszą być projektowane z uwzględnieniem podziałki bazowej współpracującego zębnika i hipoidalnego koła stożkowego. Nie jest to możliwe bez znajomości podziałki bazowej koła zębatego i współpracującego zębnika.

Koła zębate stożkowe koronowe

Wybierając koła stożkowe koronowe do przekładni kątowej, należy wziąć pod uwagę szereg czynników. W szczególności należy znać stosunek obciążenia zęba do promienia podziałowego koła stożkowego. Pomoże to w wyborze koła stożkowego o odpowiednim wzbudzeniu i nośności. Koła stożkowe koronowe, znane również jako koła zębate śrubowe, stanowią połączenie dwóch typów kół stożkowych.
Te koła stożkowe różnią się od kół stożkowych spiralnych tym, że ich zębniki nie przecinają się. Daje to elastyczność zastosowania większego zęba i płynniejsze zazębienie. Koła stożkowe koronowe są również nazywane ze względu na różne części zębów: czubek, czyli część koła zębatego najbliższą otworu, oraz piętkę, czyli zewnętrzną średnicę. Wysokość zęba na czubku jest mniejsza niż na pięcie, ale wysokość koła zębatego jest taka sama w obu miejscach.
Koła zębate stożkowe koronowe są walcowe, z zębami ustawionymi pod kątem. Mają przełożenie 1:1 i są stosowane w przekładniach kątowych i walcowych. Koła zębate stożkowe koronowe mają profil zębów taki sam jak koła zębate walcowe, ale są nieco węższe na końcach, co zapewnia im cichszą pracę. Koła zębate stożkowe koronowe do przekładni kątowych mogą być wykonane z przesuniętym kołem zębatym.
Istnieje wiele innych opcji wyboru przekładni stożkowej koronowej do przekładni kątowych. Materiał użyty do wykonania przekładni może być różny – od tworzyw sztucznych po wstępnie utwardzone stopy. Jeśli zależy Ci na wytrzymałości materiału, możesz wybrać wstępnie utwardzony stop o twardości 32-35 Rc. Stop ten ma również tę zaletę, że jest trwalszy niż plastik. Oprócz tego, że jest mocniejszy, przekładnie stożkowe koronowe są również łatwiejsze do smarowania.
Koła zębate stożkowe koronowe do przekładni kątowych są podobne do kół zębatych stożkowych spiralnych. Mają jednak hiperboliczną, a nie stożkową, powierzchnię podziałową. Zębnik jest często przesunięty powyżej lub poniżej środka koła zębatego, co pozwala na uzyskanie większej średnicy. Koła zębate stożkowe koronowe do przekładni kątowych są zazwyczaj większe niż koła zębate hipoidalne. Koła zębate hipoidalne są powszechnie stosowane w tylnych mostach samochodowych. Są przydatne przy kącie obrotu 90 stopni i mogą być stosowane przy przełożeniu 1:1.

Przekładnie kątowe spiralne

Przekładnie stożkowe o zębach skośnych są wytwarzane poprzez obróbkę powierzchni czołowej zębów. Proces ten opiera się na teorii sprężystego kontaktu Hertza, gdzie dyslokacje są równoważne niewielkim wymiarom powierzchni styku i względnym promieniom krzywizny. Metoda ta zakłada równoległość powierzchni i niewielkie odkształcenia. Ponadto pozwala ona na redukcję hałasu. Dzięki temu przekładnie stożkowe o zębach skośnych są idealnym wyborem do zastosowań o dużej prędkości obrotowej.
Precyzyjna obróbka stożkowych przekładni zębatych CZPT redukuje luz. Wyposażone są one w regulowane nakrętki zabezpieczające, które pozwalają precyzyjnie regulować odstęp między zębami. Rezultatem jest mniejszy luz i maksymalizacja żywotności napędu. Ponadto przekładnie te są na tyle elastyczne, że można je dostosować do zmian konstrukcyjnych na późnym etapie procesu produkcyjnego, co zmniejsza ryzyko dla producentów OEM oraz zwiększa wydajność i produktywność. Zalety stożkowych przekładni zębatych przedstawiono poniżej.
Przekładnie stożkowe o zębach skośnych mają również wiele zalet. Najbardziej oczywistą z nich jest zastosowanie wałów o dużej średnicy. Większy rozmiar wału pozwala na zastosowanie koła zębatego o większej średnicy, ale oznacza to większą obudowę przekładni. To z kolei zmniejsza prześwit, przestrzeń wewnętrzną i masę. Zwiększa to również przełożenie osi napędowej, co z kolei zmniejsza prześwit i przestrzeń wewnętrzną. Przekładnie stożkowe o zębach skośnych są bardziej wydajne niż przekładnie stożkowe o zębach skośnych, ale znalezienie odpowiedniego rozmiaru do danego zastosowania może być trudniejsze.
Kolejną zaletą przekładni kątowych spiralnych jest ich niewielki rozmiar. Przy tej samej mocy, przekładnia kątowa spiralna jest mniejsza niż przekładnia kątowa prosta. Ponadto przekładnie stożkowe spiralne są mniej podatne na wyginanie i powstawanie wżerów. Charakteryzują się również wyższą precyzją. Nadają się do operacji wtórnych. Przekładnie kątowe spiralne są trwalsze niż przekładnie proste i mogą pracować z wyższymi prędkościami.
Kluczową cechą przekładni zębatych kątowych o zębach spiralnych jest ich odporność na zużycie. Ponieważ są one stale odkształcane, mają tendencję do pękania w sposób, który zwiększa ich zużycie. W rezultacie powstaje twardsza przekładnia o bardziej konturowym przebiegu włókien. Możliwe jest jednak przywrócenie jakości przekładni poprzez odpowiednią konserwację. Jeśli posiadasz maszynę, w Twoim najlepszym interesie leży wymiana zużytych części, jeśli nie działają one prawidłowo.

redaktor przez CX 2023-11-10