Angrenaje spiralate pentru acționare pe dreapta în unghi drept

Angrenajele spiralate sunt utilizate în sistemele mecanice pentru transmiterea cuplului. Angrenajul conic este un tip particular de angrenaj spiralat. Este alcătuit din două angrenaje care se angrenează una cu cealaltă. Ambele angrenaje sunt conectate printr-un rulment. Cele două angrenaje trebuie să fie aliniate în angrenaj, astfel încât împingerea negativă să le împingă împreună. Dacă apare joc axial în rulment, angrenajul nu va avea joc. Mai mult, designul angrenajului spiralat se bazează pe forme geometrice ale dinților.

Ecuații pentru angrenaj spiralat

Teoria divergenței impune ca razele conului de pas al pinionului și al roții dințate să fie înclinate în direcții diferite. Acest lucru se realizează prin creșterea pantei suprafeței convexe a dintelui roții dințate și scăderea pantei suprafeței concave a dintelui pinionului. Pinionul este o roată în formă de inel cu un alezaj central și o multitudine de axe transversale care sunt decalate față de axa dinților spirali.
Angrenajele conice spiralate au un flanc elicoidal al dintelui. Spirala este consistentă cu curba frezei. Unghiul spiralei b este egal cu elementul genatrix al conului de pas. Unghiul spiral mediu bm este unghiul dintre elementul genatrix și flancul dintelui. Ecuațiile din Tabelul 2 sunt specifice angrenajelor cu lamă răspândită și cu o singură latură de la Gleason.
Ecuația flancului dintelui unei roți dințate conice spiralate logaritmice este derivată folosind mecanismul de formare a flancurilor dintelui. Forța de contact tangențială și unghiul normal de presiune al roții dințate conice spiralate logaritmice s-au dovedit a fi de aproximativ douăzeci de grade, respectiv 35 de grade. Aceste două tipuri de ecuații de mișcare au fost utilizate pentru a rezolva problemele care apar în determinarea staționare a transmisiei. Deși teoria angrenării roților dințate conice spiralate logaritmice este încă la început, ea oferă un bun punct de plecare pentru înțelegerea modului în care funcționează.
Această geometrie are multe soluții diferite. Cu toate acestea, cele două principale sunt definite de unghiul de la baza roții dințate și a pinionului și de diametrul roții dințate spiralate. Acesta din urmă este dificil de constrâns. O schiță 3D a unui dinte de roată dințată conică este utilizată ca referință. Razele profilului spațiului dintelui sunt definite de constrângerile punctelor finale plasate pe colțurile inferioare ale spațiului dintelui. Apoi, razele dintelui dintelui sunt determinate de unghi.
Distanța conică Am a unei roți dințate spiralate este cunoscută și sub denumirea de geometria dintelui. Distanța conică ar trebui să se coreleze cu diferitele secțiuni ale traiectoriei frezei. Intervalul de distanță conică Am trebuie să poată fi corelat cu unghiul de presiune al flancurilor. Nu este necesar să se definească raze de bază ale unei roți dințate conice, dar această geometrie ar trebui luată în considerare dacă roata dințată conică nu are un decalaj hipoid. La dezvoltarea geometriei dintelui unei roți dințate conice spiralate, primul pas este convertirea terminologiei în pinion în loc de roată dințată.
Sistemul normal este mai convenabil pentru fabricarea angrenajelor elicoidale. În plus, angrenajele elicoidale trebuie să aibă același unghi al elicei. Angrenajele elicoidale din direcția opusă trebuie să se angreneze între ele. În mod similar, angrenajele cu șurub cu profil deplasat necesită o angrenare mai complexă. Această pereche de angrenaje poate fi fabricată într-un mod similar cu o angrenare cilindrică. În plus, calculele pentru angrenarea angrenajelor elicoidale sunt prezentate în Tabelul 7-1.

Proiectarea angrenajelor conice spiralate

Un design propus pentru angrenaje conice spiralate utilizează o metodă de mapare funcție-formă pentru a determina geometria suprafeței dintelui. Acest model solid este apoi testat cu o metodă de deviere a suprafeței pentru a determina dacă este precis. Comparativ cu alte tipuri de angrenaje cu unghi drept, angrenajele conice spiralate sunt mai eficiente și mai compacte. Angrenajele CZPT Gear Company respectă standardele AGMA. Un set de angrenaje conice spiralate de calitate superioară atinge o eficiență de 99%.
O pereche de angrenaje geometrice bazată pe elemente geometrice este propusă și analizată pentru angrenaje conice spiralate. Această abordare poate oferi o rezistență de contact ridicată și este insensibilă la nealinierea unghiului arborelui. Elementele geometrice ale angrenajelor conice spiralate sunt modelate și discutate. Sunt investigate modelele de contact, precum și efectul nealinierii asupra capacității de încărcare. În plus, este fabricat un prototip al proiectului și se efectuează teste de laminare pentru a verifica acuratețea acestuia.
Cele trei elemente de bază ale unei roți dințate conice spiralate sunt perechea pinion-roată dințată, arborii de intrare și ieșire și flancul auxiliar. Arborii de intrare și ieșire sunt în torsiune, perechea pinion-roată dințată are rigiditate torsională, iar elasticitatea sistemului este mică. Acești factori fac ca roțile dințate conice spiralate să fie ideale pentru impactul de angrenare. Pentru a îmbunătăți impactul de angrenare, se dezvoltă un model matematic folosind parametrii sculei și setările inițiale ale mașinii.
În ultimii ani, s-au făcut mai multe progrese în tehnologia de fabricație pentru a produce roți dințate conice spiralate de înaltă performanță. Cercetători precum Ding și colab. au optimizat setările mașinii și profilurile lamei tăietoare pentru a elimina contactul cu muchia dinților, iar rezultatul a fost o roată dințată conică spiralată precisă și mare. De fapt, acest proces este folosit și astăzi pentru fabricarea roților dințate conice spiralate. Dacă sunteți interesat de această tehnologie, ar trebui să citiți mai departe!
Proiectarea angrenajelor conice spiralate este complexă și complicată, necesitând abilitățile unor mecanici experți. Angrenajele conice spiralate reprezintă cea mai avansată tehnologie pentru transferul de putere de la un sistem la altul. Deși angrenajele conice spiralate erau odinioară dificil de fabricat, acestea sunt acum comune și utilizate pe scară largă în multe aplicații. De fapt, angrenajele conice spiralate reprezintă standardul de aur pentru transferul de putere în unghi drept. În timp ce utilajele convenționale pentru angrenaje conice pot fi utilizate pentru fabricarea angrenajelor conice spiralate, este foarte complex să se producă angrenaje conice duble. Setul de angrenaje conice spiralate duble nu poate fi prelucrat cu utilajele tradiționale pentru angrenaje conice. În consecință, au fost dezvoltate metode noi de fabricație. O metodă de fabricație aditivă a fost utilizată pentru a crea un prototip pentru un set de angrenaje conice spiralate duble, iar fabricarea unui centru de prelucrare CNC multiaxe va urma.
Angrenajele conice spiralate sunt componente esențiale ale elicopterelor și centralelor aerospațiale. Durabilitatea, rezistența și performanța lor de angrenare sunt cruciale pentru siguranță. Mulți cercetători au apelat la angrenajele conice spiralate pentru a aborda aceste probleme. O provocare este reducerea zgomotului, îmbunătățirea eficienței transmisiei și creșterea rezistenței lor. Din acest motiv, angrenajele conice spiralate pot avea un diametru mai mic decât angrenajele conice drepte. Dacă sunteți interesat de angrenajele conice spiralate, consultați acest articol.

Limitări ale formelor dentare obținute geometric

Formele dinților unei roți dințate spiralate obținute geometric pot fi calculate dintr-o problemă de programare neliniară. Abordarea dinților Z este eroarea de deplasare liniară de-a lungul normalei de contact. Aceasta poate fi calculată folosind formula dată în ecuația (23) cu câțiva parametri suplimentari. Cu toate acestea, rezultatul nu este precis pentru sarcini mici, deoarece raportul semnal-zgomot al semnalului de deformare este mic.
Formele dentare obținute geometric pot duce la forme dentare cu contact liniar și punctual. Cu toate acestea, acestea au limite atunci când corpurile dentare invadează forma dentară obținută geometric. Aceasta se numește interferență a profilelor dentare. Deși această limită poate fi depășită prin alte câteva metode, formele dentare obținute geometric sunt limitate de îngrenarea și rezistența dinților. Ele pot fi utilizate numai atunci când îngrenarea roții dințate este adecvată, iar mișcarea relativă este suficientă.
În timpul măsurării profilului dintelui, poziția relativă dintre roată dințată și LTS se va schimba constant. Suprafața de montare a senzorului trebuie să fie paralelă cu axa de rotație. Orientarea reală a senzorului poate diferi de această orientare ideală. Acest lucru se poate datora toleranțelor geometrice ale suportului arborelui dințat și ale platformei. Cu toate acestea, acest efect este minim și nu reprezintă o problemă serioasă. Prin urmare, este posibil să se obțină formele dințate obținute geometric ale roții dințate spiralate fără a fi supuse unor proceduri experimentale costisitoare.
Procesul de măsurare a formelor dinților obținute geometric ale unei roți dințate spiralate se bazează pe un profil evolventă ideal, generat din măsurătorile optice ale unui capăt al roții dințate. Se presupune că acest profil este aproape perfect, pe baza orientării generale a sistemului de supratensiune rotativă (LTS) și a axei de rotație. Există mici abateri ale unghiurilor de înclinare și de girație. Limitele inferioare și superioare sunt determinate ca fiind – 10 și, respectiv, -10 grade.
Formele dinților unei roți dințate spiralate sunt derivate din dantura cilindrică de înlocuire. Cu toate acestea, forma dintelui unei roți dințate spiralate este încă supusă diverselor limitări. Pe lângă forma dintelui, diametrul de pas afectează și jocul unghiular. Valorile acestor doi parametri variază pentru fiecare roată dințată dintr-o angrenare. Aceștia sunt corelați prin raportul de transmisie. Odată ce acest lucru este înțeles, este posibil să se creeze o roată dințată cu o formă de dinte corespunzătoare.
Deoarece lungimea și pasul transversal de bază al unei roți dințate spiralate sunt aceleași, unghiul elicei fiecărui profil este egal. Acest lucru este crucial pentru angrenare. Un pas de bază imperfect are ca rezultat o distribuire inegală a sarcinii între dinții roții dințate, ceea ce duce la sarcini mai mari decât cele nominale în unii dinți. Acest lucru duce la vibrații și zgomot cu amplitudine modulată. În plus, punctul de delimitare al racordului de bază și al evolventei ar putea fi redus sau ar putea elimina contactul înainte de diametrul vârfului.

editor by czh 2023-01-28