Спіральні шестерні для правосторонніх кермових коліс

Спіральні шестерні використовуються в механічних системах для передачі крутного моменту. Конічна шестерня – це особливий тип спіральної шестерні. Вона складається з двох шестерень, які входять у зачеплення одна з одною. Обидві шестерні з'єднані підшипником. Дві шестерні повинні бути вирівняні в зачепленні, щоб негативна тяга зміщувала їх разом. Якщо в підшипнику виникає осьовий люфт, зачеплення не матиме люфту. Крім того, конструкція спіральної шестерні базується на геометричних формах зубів.

Рівняння для спіральної передачі

Теорія дивергенції вимагає, щоб радіуси ділильного конуса шестерні та шестерні були зміщені в різних напрямках. Це досягається шляхом збільшення нахилу опуклої поверхні зуба шестерні та зменшення нахилу увігнутої поверхні зуба шестерні. Шестерня являє собою кільцеподібне колесо з центральним отвором та кількома поперечними осями, зміщеними відносно осі спіральних зубів.
Спіральні конічні шестерні мають гвинтову бічна поверхня зуба. Спіраль відповідає кривій різця. Кут спіралі b дорівнює елементу генатриси ділильної конуса. Середній кут спіралі bm – це кут між елементом генатриси та бічним боком зуба. Рівняння в таблиці 2 є специфічними для шестерень з розсувним лезом та односторонніх шестерень від Gleason.
Рівняння форми бокової поверхні зуба логарифмічної спіральної конічної шестерні виведено з використанням механізму формування бокових поверхонь зуба. Тангенціальна контактна сила та кут нормального тиску логарифмічної спіральної конічної шестерні становлять приблизно двадцять градусів та 35 градусів відповідно. Ці два типи рівнянь руху були використані для вирішення проблем, що виникають під час визначення стаціонарності передачі. Хоча теорія зачеплення логарифмічних спіральних конічних шестерень все ще перебуває на початковій стадії розвитку, вона є гарною відправною точкою для розуміння того, як вона працює.
Ця геометрія має багато різних рішень. Однак, два основні визначаються кутом кореня шестерні та шестерні, а також діаметром спіральної шестерні. Останнє важко обмежити. Як орієнтир використовується 3D-ескіз зуба конічної шестерні. Радіуси профілю зубчастого простору визначаються обмеженнями кінцевих точок, розміщеними на нижніх кутах зубчастого простору. Потім радіуси зуба шестерні визначаються кутом.
Міжконічна відстань Am спіральної шестерні також відома як геометрія зуба. Міжконічна відстань повинна співвідноситися з різними ділянками траєкторії різця. Діапазон міжконічних відстаней Am повинен мати можливість співвідноситися з кутом тиску бічних поверхонь. Базові радіуси конічної шестерні не потрібно визначати, але цю геометрію слід враховувати, якщо конічна шестерня не має гіпоїдного зміщення. Під час розробки геометрії зуба спіральної конічної шестерні першим кроком є ​​перетворення термінології на шестерню замість шестерні.
Звичайна система зручніша для виготовлення косозубих шестерень. Крім того, косозубі шестерні повинні мати однаковий кут нахилу лінії. Протилежно розташовані косозубі шестерні повинні входити в зачеплення одна з одною. Аналогічно, гвинтові шестерні зі зміщеним профілем потребують складнішого зачеплення. Цю пару шестерень можна виготовити подібним чином до прямозубої шестерні. Крім того, розрахунки зачеплення косозубих шестерень представлені в таблиці 7-1.

Конструкція спіральних конічних шестерень

Запропонована конструкція спіральних конічних зубчастих коліс використовує метод відображення функції до форми для визначення геометрії поверхні зуба. Ця твердотільна модель потім перевіряється методом відхилення поверхні, щоб визначити її точність. Порівняно з іншими типами прямокутних зубчастих коліс, спіральні конічні зубчасті колісні ...
Запропоновано та проаналізовано пару геометричних зачеплень на основі геометричних елементів для спіральних конічних зубчастих передач. Цей підхід може забезпечити високу контактну міцність і є нечутливим до перекосу кута вала. Моделюються та обговорюються геометричні елементи спіральних конічних зубчастих передач. Досліджуються схеми контакту, а також вплив перекосу на вантажопідйомність. Крім того, виготовлено прототип конструкції та проведено випробування на кочення для перевірки її точності.
Трьома основними елементами спіральної конічної передачі є пара шестерня-шестерня, вхідний та вихідний вали, а також допоміжний задній бічний край. Вхідний та вихідний вали перебувають у крутильному положенні, пара шестерня-шестерня має крутильну жорсткість, а еластичність системи мала. Ці фактори роблять спіральні конічні передачі ідеальними для ударного зачеплення. Для покращення ударного зачеплення розробляється математична модель з використанням параметрів інструменту та початкових налаштувань верстата.
В останні роки було досягнуто кількох досягнень у виробничих технологіях для виробництва високопродуктивних спіральних конічних шестерень. Такі дослідники, як Дін та ін., оптимізували налаштування верстата та профілі різальних лез, щоб усунути контакт кромок зубів, і в результаті отримали точну та велику спіральну конічну шестерню. Фактично, цей процес досі використовується для виробництва спіральних конічних шестерень. Якщо вас цікавить ця технологія, вам варто прочитати далі!
Конструкція спіральних конічних шестерень є складною та заплутаною, що вимагає навичок досвідчених машиністів. Спіральні конічні шестерні є сучасним способом передачі потужності від однієї системи до іншої. Хоча спіральні конічні шестерні колись були складними у виготовленні, зараз вони поширені та широко використовуються в багатьох сферах застосування. Фактично, спіральні конічні шестерні є золотим стандартом для передачі потужності під прямим кутом. Хоча звичайні верстати для виготовлення конічних шестерень можна використовувати для виготовлення спіральних конічних шестерень, виготовлення подвійних конічних шестерень є дуже складним. Подвійна спіральна конічна шестерня не піддається обробці на традиційних верстатах для виготовлення конічних шестерень. Отже, були розроблені нові методи виробництва. Для створення прототипу подвійної спіральної конічної шестерні було використано метод адитивного виробництва, а потім буде виготовлено багатовісний обробний центр з ЧПК.
Спіральні конічні шестерні є критично важливими компонентами гелікоптерів та аерокосмічних силових установок. Їхня довговічність, витривалість та характеристики зачеплення мають вирішальне значення для безпеки. Багато дослідників звернулися до спіральних конічних шестерень для вирішення цих проблем. Однією з проблем є зменшення шуму, підвищення ефективності передачі та збільшення їхньої довговічності. З цієї причини спіральні конічні шестерні можуть мати менший діаметр, ніж прямі конічні шестерні. Якщо вас цікавлять спіральні конічні шестерні, ознайомтеся з цією статтею.

Обмеження геометрично отриманих форм зубів

Геометрично отримані форми зубів спіральної шестерні можна розрахувати за допомогою задачі нелінійного програмування. Зближення зубців Z – це похибка лінійного переміщення вздовж нормалі контакту. Її можна розрахувати за формулою, наведеною в рівнянні (23), з кількома додатковими параметрами. Однак результат не є точним для малих навантажень, оскільки відношення сигнал/шум сигналу деформації мале.
Геометрично отримані форми зубів можуть призвести до лінійних та точкових контактних форм зубів. Однак вони мають свої обмеження, коли тіла зубів вторгаються в геометрично отриману форму зуба. Це називається інтерференцією профілів зубів. Хоча це обмеження можна подолати кількома іншими методами, геометрично отримані форми зубів обмежені зачепленням та міцністю зубів. Їх можна використовувати лише тоді, коли зачеплення шестерні є достатнім, а відносний рух достатній.
Під час вимірювання профілю зуба відносне положення між шестернею та LTS постійно змінюватиметься. Поверхня кріплення датчика повинна бути паралельною осі обертання. Фактична орієнтація датчика може відрізнятися від цієї ідеальної. Це може бути пов'язано з геометричними допусками опори вала шестерні та платформи. Однак цей вплив мінімальний і не є серйозною проблемою. Таким чином, можна отримати геометрично отримані форми зубів спіральної шестерні без проведення дорогих експериментальних процедур.
Процес вимірювання геометрично отриманих форм зубів спіральної шестерні базується на ідеальному евольвентному профілі, отриманому з оптичних вимірювань одного кінця шестерні. Цей профіль вважається майже ідеальним, виходячи з загальної орієнтації LTS та осі обертання. Існують невеликі відхилення в кутах тангажу та рискання. Нижня та верхня межі визначаються як –10 та -10 градусів відповідно.
Форми зубів спіральної шестерні походять від змінних прямозубих зубців. Однак форма зубів спіральної шестерні все ще має різні обмеження. Окрім форми зуба, діаметр кроку також впливає на кутовий люфт. Значення цих двох параметрів різняться для кожної шестерні в зачепленні. Вони пов'язані передавальним числом. Зрозумівши це, можна створити шестерню з відповідною формою зуба.
Оскільки довжина та поперечний крок основи спіральної шестерні однакові, кут нахилу спіралі кожного профілю однаковий. Це має вирішальне значення для зачеплення. Недосконалий крок основи призводить до нерівномірного розподілу навантаження між зубцями шестерні, що призводить до вищих за номінальне навантаження на деякі зубці. Це призводить до амплітудно-модульованих коливань та шуму. Крім того, гранична точка кореневого галтеля та евольвенти може зменшитися або усунути контакт до діаметра вершини.

редактор czh 2023-01-28