Hypoidfasning kontra rak spiralfasning – vad är skillnaden?

Spiralkugghjul finns i många olika varianter, men det finns en grundläggande skillnad mellan en hypoidkonisk kugghjul och en rak spiralkonisk kugghjul. Den här artikeln kommer att beskriva skillnaderna mellan de två typerna av kugghjul och diskutera deras användning. Oavsett om kugghjulen används i industriella applikationer eller hemma är det viktigt att förstå vad varje typ gör och varför den är viktig. I slutändan kommer din slutprodukt att bero på dessa skillnader.

Hypoidkoniska kugghjul

Inom fordonsindustrin används hypoidkoniska kugghjul i differentialen, vilket gör att hjulen kan rotera med olika hastigheter samtidigt som fordonets väghållning bibehålls. Denna växellåda består av ett ringhjul och ett pinjong monterade på en bärare med andra koniska kugghjul. Dessa kugghjul används också ofta i tung utrustning, hjälpaggregat och inom flygindustrin. Nedan listas några vanliga tillämpningar av hypoidkoniska kugghjul.
För fordonsapplikationer används hypoidväxlar ofta i bakaxlar, särskilt på stora lastbilar. Deras distinkta form gör att drivaxeln kan placeras djupare i fordonet, vilket sänker tyngdpunkten och minimerar störningar i fordonet. Denna design gör hypoidväxlarna till en av de mest effektiva typerna av växellådor på marknaden. Förutom sin överlägsna effektivitet är hypoidväxlar mycket enkla att underhålla, eftersom deras ingrepp är baserat på glidande verkan.
Planfrästa hypoidkugghjul har en karakteristisk epicykloidal stigningskurva längs sin längdaxel. Den vanligaste slipningsmetoden för hypoidkugghjul är halvkompletteringsprocessen, som använder en koppformad slipskiva för att ersätta stigningskurvan med en cirkulär båge. Denna metod har dock en betydande nackdel – den producerar ojämn avverkning. Dessutom kan slipskivan inte finslipa hela tandytan.
Fördelarna med en hypoidväxel jämfört med en spiralformad konisk kugghjul inkluderar ett högre kontaktförhållande och ett högre transmissionsmoment. Dessa kugghjul används främst i bilars drivsystem, där utväxlingen för ett enda par hypoidkugghjul är högst. Hypoidväxeln kan värmebehandlas för att öka hållbarheten och minska friktionen, vilket gör den till ett idealiskt val för applikationer där hastighet och effektivitet är avgörande.
Samma teknik som används i spiralformade koniska kugghjul kan även användas för hypoidkoniska kugghjul. Denna bearbetningsteknik innebär grovbearbetning med två skär följt av finbearbetning med ett skär. Hypoidkugghjulens stigdiameter är upp till 2500 mm. Det är möjligt att kombinera grov- och finbearbetning med samma fräs, men två skär rekommenderas för hypoidkugghjul.
Fördelarna med hypoidväxlar jämfört med spiralformade koniska kugghjul baseras främst på precision. Att använda en hypoidväxel med endast tre bågminuters glapp är mer effektivt än en spiralformad konisk kugghjul som kräver sex bågminuters glapp. Detta gör hypoidväxlar till ett mer gångbart val på marknaden för rörelsestyrning. Vissa personer kan dock hävda att hypoidväxlar inte är praktiska för bilmonteringar.
Hypoidkugghjul har en unik form – en kon med tänder som inte är parallella. Deras stigningsyta består av två ytor – en konisk yta och en linjär kontaktyta. En inskriven kon är ett vanligt substitut för linjärkontaktytan hos hypoida koniska kugghjul, och den har punktkontakter istället för linjära kontakter. Hypoidkoniska kugghjul, som utvecklades i början av 1920-talet, används fortfarande i drivlinor för tunga lastbilar. I takt med att de blir alltmer populära, får de också ökad användning inom industriell kraftöverföring och rörelsestyrningsindustrin.

Raka spiralformade koniska kugghjul

Det finns många skillnader mellan spiralformade koniska kugghjul och de traditionella, icke-spiralformade typerna. Spiralformade koniska kugghjul är alltid krönta och aldrig konjugerade, vilket begränsar fördelningen av kontaktspänningen. Koniska kugghjulets spiralform är också en designfaktor, liksom dess längd. Spiralformen har dock ett stort antal fördelar. Nedan listas några av dem.
Spiralformade koniska kugghjul finns generellt i stigningar från 1,5 till 2500 mm. De är mycket effektiva och finns även i en mängd olika tand- och modulkombinationer. Spiralformade koniska kugghjul är extremt exakta och hållbara och har låga spiralvinklar. Dessa egenskaper gör dem utmärkta för precisionsapplikationer. Vissa kugghjul är dock inte lämpliga för alla applikationer. Därför bör du överväga vilken typ av konisk kugghjul du behöver innan du köper.
Jämfört med spiralformade kugghjul är raka koniska kugghjul enklare att tillverka. Den tidigaste metoden som användes för att tillverka dessa kugghjul var användningen av en hyvel med ett indexeringshuvud. Men med utvecklingen av moderna tillverkningsprocesser som Revacycle- och Coniflex-systemen har tillverkare kunnat producera dessa kugghjul mer effektivt. Några av dessa kugghjul används i uppdragbara väckarklockor, tvättmaskiner och skruvdragare. De är dock särskilt bullriga och är inte lämpliga för bilbruk.
En rak konisk kugghjul är den vanligaste typen av konisk kugghjul, medan en spiralformad konisk kugghjul har konkava tänder. Denna böjda design producerar ett större vridmoment och axialtryck än en rak konisk kugghjul. Raka tänder kan öka risken för att utrustning går sönder och överhettas, och är mer benägna att gå sönder. Spiralformade koniska kugghjul är också mer hållbara och håller längre än spiralformade kugghjul.
Spiral- och hypoidkoniska kugghjul används för applikationer med höga periferihastigheter och kräver mycket låg friktion. De rekommenderas för applikationer där ljudnivåer är avgörande. Hypoidkugghjul är lämpliga för applikationer där de kan överföra högt vridmoment, även om den spiralformade designen är mindre effektiv för bromsning. Av denna anledning är spiralkoniska kugghjul och hypoider i allmänhet dyrare. Om du planerar att köpa ett nytt kugghjul är det viktigt att veta vilket som passar för applikationen.
Spiralformade koniska kugghjul är dyrare än vanliga koniska kugghjul, och deras design är mer komplex än den hos spiralformade koniska kugghjul. De har dock fördelen att de är enklare att tillverka och är mindre benägna att producera alltför mycket buller och vibrationer. De har också färre tänder att slipa, vilket innebär att de inte är lika bullriga som spiralformade koniska kugghjul. Den största fördelen med denna design är deras enkelhet, eftersom de kan tillverkas parvis, vilket sparar pengar och tid.
I de flesta tillämpningar har spiralformade koniska kugghjul fördelar jämfört med sina raka motsvarigheter. De ger jämnare fördelade kuggbelastningar och bär mer last utan ytutmattning. Kuggarnas spiralvinkel påverkar också axialbelastningen. Det är möjligt att tillverka ett rakt spiralformat koniskt kugghjul med två spiralaxlar, men skillnaden är mängden axialkraft som appliceras på varje enskild tand. Förutom att vara starkare ger spiralvinkeln samma effektivitet som det raka spiralkugghjulet.

Hypoidväxlar

Den primära tillämpningen av hypoidväxellådor är inom bilindustrin. De finns vanligtvis på bakaxlarna på personbilar. Namnet kommer från pinjongens vänstra spiralvinkel och kronans högra spiralvinkel. Hypoidväxlar drar också nytta av en förskjuten tyngdpunkt, vilket minskar bilarnas inre utrymme. Hypoidväxlar används också i tunga lastbilar och bussar, där de kan förbättra bränsleeffektiviteten.
Hypoid- och spiralformade koniska kugghjul kan tillverkas med planfräsning, en process som producerar mycket noggranna och släta delar. Denna process möjliggör exakta flanytor och förkonstruerade avlastningstopografier. Dessa processer ökar också kugghjulens mekaniska motstånd med 15 till 20%. Dessutom kan de minska buller och förbättra mekanisk effektivitet. I kommersiella tillämpningar är hypoidkugghjul idealiska för att säkerställa tyst drift.
Konjugerad design möjliggör produktion av hypoidkugghjul med längd- eller profilkroning. Dess egenskap gör kugghjulet okänsligt för felaktigheter i växelhuset och lastavböjningar. Dessutom gör kroning det möjligt för tillverkaren att justera de operativa förskjutningarna för att uppnå önskade resultat. Dessa fördelar gör hypoidkugghjul till ett önskvärt alternativ för många industrier. Så, vilka är fördelarna med hypoidkugghjul i spiralkugghjul?
Utformningen av en hypoidväxel liknar den hos en konventionell konisk kugghjul. Dess stigningsytor är hyperboliska snarare än koniska, och tänderna är spiralformade. Denna konfiguration gör också att pinjongen kan vara större än ett motsvarande koniskt pinjong. Hypoidväxelns övergripande design möjliggör axlar med stor diameter och ett stort pinjong. Den kan betraktas som en korsning mellan en konisk kugghjul och en snäckväxel.
I personbilar är hypoidväxlar nästan universella. Deras smidigare drift, ökade pinjongstyrka och minskade vikt gör dem till ett önskvärt val för många fordonstillämpningar. Och en lägre kaross sänker också fordonets kaross. Dessa fördelar har gjort att alla större biltillverkare har konverterat till hypoida drivaxlar. Det är värt att notera att de är mindre effektiva än sina motsvarigheter med koniska kugghjul.
Den mest grundläggande konstruktionsegenskapen hos en hypoidväxel är att den har linjekontakt i hela ingreppsområdet. Med andra ord, om ett pinjong och ett ringhjul roterar med ett vinkelsteg, bibehålls linjekontakten i hela deras ingreppsområde. Det resulterande utväxlingsförhållandet är lika med pinjongens och ringhjulets vinkelsteg. Därför är hypoidväxlar även kända som spiralväxlar.

editor by CX 2023-05-10