Špirálové verzus priame ozubené stojany: Axiálna sila, na ktorú nikto nepočíta

Špirálový ozubený hrebeň, uhol skrutkovice 19°31'42".

Cieľové kľúčové slovo:špirálový stojan vs priamy stojan

Sekundárne:axiálny ťah špirálovej ozubenej tyče, hluk ozubenej tyče a pastorka, uhol skrutkovice 19 stupňov 31'42"

Meta popis:Keď špirálové ozubené tyče prekonajú rovné ozubené tyče, rýchlostné prahy, ktoré ich oprávňujú, a axiálna prítlačná sila vytvárajú - približne 0,355 × tangenciálna sila pri štandardnom uhle skrutkovice.

Zákazník raz volal o portáli s ozubeným kolesom a pastorkom, ktorý neustále ničil ložiská hriadeľa pastorka. Štyri mesiace, tri sady ložísk. Stojan bol v poriadku. Pastorok bol v pohode. Prevodovka bola dobrá.

Špirálové ozubenie špecifikovali kvôli hluku a dimenzovali ložiská len na radiálne zaťaženie.

Pri štandardnom uhle skrutkovice tlačí špirálový hrebeň do strany na hriadeľ pastorka asi 35 % hnacej sily. Pri 10 kN pohone, to je 3,5 kN axiálneho tlaku, na ktorý ložiská nikdy neboli dimenzované. Je to jediný najbežnejší dohľad pri špirálových stojanoch a je úplne predvídateľný.

Tu je úplné porovnanie vrátane tohto čísla.

Uhol skrutkovice nie je ľubovoľný

Vo výrobe stojanov dominuje jeden uhol skrutkovice:19 stupňov 31' 42".

Konvertované: 19 + 31/60 + 42/3600 =19,52833 stupňa. Všeobecný učebnicový rozsah pre špirálové ozubenie je 15 stupňov až 25 stupňov, ale výroba ozubených kolies sa priblížila k tejto jednej hodnote, a preto sa ozubené tyče a pastorky z rôznych zdrojov často stretávajú. Zvláštne špecifické číslo má svoj dôvod: pri tomto uhle skrutkovice sa modul prevádza na celé-číslo kruhového rozstupu, takže dĺžky stojanov vychádzajú v okrúhlych číslach.

Často - nie vždy. Viac o tom nižšie.

Čo vás špirálovito vlastne kúpi

Dôsledne sa uvádzajú štyri výhody oproti rovným stojanom:

Obrázok 1. Axiálny ťah generovaný špirálovým hrebeňom pri štandardnom uhle skrutkovice 19°31'42".

Tichší chod, najmä pri vysokých rýchlostiach

Vyšší kontaktný pomer - viac zubov účinne zaberá -, čo zvyšuje nosnosť

Dĺžky v okrúhlych číslach: 500,0 mm a 1 000,0 mm oproti rovným dĺžkam stojana, ktoré sú vždy násobkami π, napr. . 502.65 mm a 1 005,31 mm

"Vo väčšine prípadov stoja rovnako ako rovné stojany!"

Stručne povedané: špirálové regály sú pevnejšie a tichšie ako rovné regály rovnakej veľkosti, ale vytvárajú prítlačné sily a je potrebné prijať opatrenia na ich odstránenie.

Tretí bod vyzerá triviálne a nie je. Rovný hrebeň s modulom 4 má rozstup zubov π × 4=12.566 mm, takže celočíselný počet zubov vám dáva 502,65 mm alebo 1005,31 mm -, nikdy nie okrúhle číslo. Skrutkovité regály sú rezané tak, aby dĺžky vychádzali presne 500 alebo 1000 mm. Keď ukladáte regály od jedného konca k druhému pozdĺž lôžka stroja dimenzovaného v okrúhlych číslach, tento rozdiel ušetrí skutočné bolesti hlavy s dizajnom a montážou.

Prečo je nosnosť vyššia, závisí od toho, ako kontakt postupuje. Na priamom ozubenom hrebeni zapadne každý zub naraz po celej svojej čelnej šírke a potom sa uvoľní. Prenos záťaže je náhly. Na špirálovom hrebeni sa kontaktná línia tiahne diagonálne cez bok, takže záber je postupný a zaťaženie vždy nesie viac ako jeden zub. Zníženie hluku aj zvýšenie kapacity pochádzajú z rovnakej geometrie.

Úprimné upozornenie: žiadny zo zdrojov výrobcu, ktoré sme skontrolovali, nezverejnil číselný údaj o kontaktnom pomere, percentuálne zvýšenie nosnosti alebo zníženie hluku v dB pre špirálové verzus priame stojany. Výhody sú dôsledne nárokované a fyzicky spoľahlivé, ale konkrétne čísla nie sú zverejnené a ani ich nebudeme vymýšľať.

Axiálna prítlačná sila

Uhlové zuby tlačia pastorok do strán. Štandardný vzťah:

Fa=Ft · opálenie

Kde Fa je axiálny ťah, Ft je tangenciálna hnacia sila a je uhol skrutkovice.

Pri=19.52833 stupni opálenie =0.35468.

Takže Fa ≈ 0,355 × Ft.

Hnacia sila 20 kN generuje približne 7,1 kN axiálneho tlaku na pastorkový hriadeľ, nepretržite, v smere, ktorý sa obráti, keď sa os obráti.

Kontrast s priamym ozubením je absolútny: väčší uhol skrutkovice vytvára väčšiu axiálnu silu, zatiaľ čo na čelné zuby nepôsobí žiadna axiálna sila.

Toto je jediná skutočná nevýhoda špirálového ozubenia: uhol skrutkovice vytvára bočnú silu, ktorá sa mení priamo s tangenciálnou hnacou silou.

Dôsledku sa nedá vyhnúť: ložiská pastorkového hriadeľa musia byť vybrané a dimenzované tak, aby zvládli toto axiálne zaťaženie, čo zvyšuje náklady a zložitosť pohonu.

Tri praktické dôsledky:

Výber ložiska.Guľkové ložiská s hlbokými drážkami majú obmedzenú axiálnu kapacitu. Ložiská s kosouhlým stykom alebo pár kužeľových valčekov zvládajú kombinované zaťaženie správne. Toto je miesto, kde sa portál tohto zákazníka pokazil.

Výkon prevodovky.Planétové prevodovky pre ozubnicové pohony vykazujú maximálnu prípustnú axiálnu silu na výstupnom hriadeli. Porovnajte to s 0,355 × vaša návrhová sila. Jeho prekročenie poškodzuje výstupné ložisko prevodovky, nie hrebeň a táto porucha je drahá.

Tuhosť montáže.Ťah obráti smer zakaždým, keď sa os obráti. Upevnenie, ktoré sa ohýba pri reverznom axiálnom zaťažení, sa prejaví ako chyba polohy a prípadne ako trenie na rozhraniach.

Rýchlostné prahy

Publikované usmernenia sú zoskupené v úzkom pásme.

Ozubené tyče s rovnými{0}}zubami vo výrobe

Čítanie naprieč: pod 1 m/s, rovné stojany sú rozumným predvoleným nastavením. Medzi 1 a 2 m/s je úsudok nazývaný - šum-citlivé prostredie tlačí smerom k špirále. Nad 2 m/s, špirálovitá.

Hluk nie je jediným problémom rýchlosti. Prudké zapojenie rovných zubov generuje dynamický nárast zaťaženia zakaždým, keď sa pár zubov stretne, a hrot sa zmení na rýchlosť. Hluk a zrýchlené opotrebovanie zubov sú dva príznaky tej istej príčiny.

Pravidlo párenia, ktoré chytí ľudí von

Špirálové ozubené tyče a špirálové pastorky musia byť zladené. Pri zábere špirálového hrebeňa so špirálovým ozubeným kolesom musí mať uhol skrutkovice rovnakú hodnotu a opačný smer.

Opačná ruka. Pravý-ozubník zaberá ľavý-pastorok.

Zverejnené grafy párovania pre rozsahy skladových regálov ukazujú ako prípustné iba špecifické kombinácie rúk, pričom všetko ostatné je vylúčené. Kontrast je poučný: s výnimkou špirálových regálov sa skladové regály vo všeobecnosti spájajú s akýmkoľvek čelným ozubeným kolesom rovnakého modulu.

O tú výnimku ide. Priame ozubené tyče sú zhovievavé - každý pastorok pravého modulu zapadne. Skrutkovité regály vyžadujú zodpovedajúci uhol a opačnú ruku, a ak spájate sekcie, "spájacie meracie regály pre špirálové regály musia mať opačnú ruku ako regály."

Z toho vyplýva praktická rada:

Pre tichý pohon s nízkou{0}}vôľou a dlhou životnosťou získate pastorok a hrebeň od jedného dodávateľa. Na toleranciách pri špirálovitých zuboch veľmi záleží.

Spolu so súvisiacim bodom, ktorý stojí za zapamätanie: vôľu vytvára interakcia každého komponentu v reťazci. Nemá zmysel spájať prevodovku s veľmi -nízkou{2}}vôľou a príliš veľkým pastorkom alebo menej kvalitným hrebeňom.

Ako vyzerá skutočný špirálový stojan

Typický výrobný sortiment robí triedenie betónu - 1045 oceľ, uhol skrutkovice 19 stupňov 31'42", dĺžky 1000 mm:

Zodpovedajúci pastorok dodávaný s hrebeňom na kontrolu tolerancie ôk

Rovnaký materiál, rovnaká tvrdosť, rovnaký uhol skrutkovice. Rozdiel medzi Q6 a Q10 je úplne v tom, či boli zuby brúsené po kalení.

Poznámky k inštalácii, ktoré platia v oboch smeroch

Štandardný návod na inštaláciu:

"Malá vôľa by mala byť vždy prítomná v zábere ozubeného kolesa s ozubeným kolesom. Úroveň vôle by mala byť nastavená v najvyššom bode rozstupu hrebeňa, čím sa nastaví minimálna hodnota vôle a zabráni sa akémukoľvek viazaniu po celej dĺžke dráhy ozubenia."

Skontrolujte kontaktný vzor zamodraním zubov pastorka a pomalým chodom v oboch smeroch. "Ideálny kontaktný vzor by bol vycentrovaný na hracej čiare a rozprestieral by sa po celej šírke tváre."

V špinavom prostredí namontujte „zuby smerujúce nadol alebo tienené, aby sa zabránilo kontaminácii“.

Chod nasucho je možný, ale "prevodovka musí byť predimenzovaná, aby sa kompenzovalo zvýšené opotrebovanie, ale životnosť nemôže byť zaručená."

Na montážnych a pomocných plochách:

Zaistite regály pomocou hmoždiniek; vŕtací stojan a základňu súčasne.

"Rozstupy stojanov sú riadené pomocou spodnej plochy ako referenčného základu. Ak obrábate spodné plochy, presnosť stojanov môže byť ovplyvnená."

"Aby ste sa vyhli problémom s presnosťou prevodu, nezmenšujte šírku čela."

To posledné prichádza, keď niekto potrebuje vložiť stojan do trochu úzkeho vrecka a rozhodne sa ošúchať bok. Ne - čelová šírka je nosnosť a presnosť sa meria pomocou pomocných plôch.

Zhrnutie rozhodnutia

Rovný stojan, keď:rýchlosť pod 1 m/s, hluk nie je problémom, chcete jednoduché usporiadanie ložísk bez axiálneho zaťaženia alebo potrebujete spárovať s existujúcimi čelnými pastorkami.

Skrutkovitý stojan, keď:rýchlosť nad 2 m/s, záleží na hlučnosti, potrebujete maximálnu kapacitu z danej veľkosti stojana alebo chcete okrúhle-dĺžky čísel pre integráciu postele -avaše ložiská a prevodovka vydržia ťah 0,355 × Ft.

FAQ

Akú axiálnu silu vytvorí môj špirálový hrebeň?

Približne 0,355 × tangenciálna sila pri štandardnom uhle skrutkovice 19 stupňov 31'42" od Fa=Ft · tan. Skontrolujte ju v porovnaní s axiálnym menovitým výkonom výstupného hriadeľa prevodovky a únosnosťou pastorka.

Môžem použiť rovný pastorok na špirálovej hrebene?

Nie. Uhly skrutkovice sa musia zhodovať v hodnote a musia byť opačné. Rovný-na-závitnicový kontakt poskytuje okrajový kontakt a rýchle zlyhanie.

Sú špirálové regály drahšie?

Vo väčšine prípadov samotný stojan stojí rovnako. Pridané náklady pristanú ložiskám a prevodovke, ktoré musia absorbovať ťah.

Prečo sú dĺžky špirálových regálov okrúhle čísla, ale rovné dĺžky regálov nie?

Dĺžka priameho hrebeňa je celé číslo krát π × modul, takže pristane na hodnotách ako 1005,31 mm. Skrutkovité regály sa vyrábajú na presné dĺžky 500 alebo 1000 mm.

Znižuje špirálové ozubenie vôľu?

Nie inherentne, ale efektívna vôľa pri zaťažení môže byť nižšia, pretože viac zubov zdieľa kontakt. Skutočná vôľa stále závisí od stredovej vzdialenosti a zarovnania montáže.

Tianjin OuNaiDa Transmissions Technology dodáva ozubené hrebene rovné a špirálové so zodpovedajúcimi pastorkami, po vytvrdnutí rezané alebo brúsené. Nákupom hrebeňa a pastorka z jedného zdroja sa vyhnete hromadeniu tolerancií-, ktoré spôsobuje väčšinu problémov so špirálovou sieťou - pošlite nám svoju rýchlosť, zaťaženie a orientáciu a my vám ponúkneme zodpovedajúcu sadu.