Käiguajamid: põhimõtted, klassifikatsioonid ja tööstuslikud rakendused

1. Sissejuhatus

2. Toimimispõhimõtted

Põhilised eelised

• Täpne ja stabiilne ülekandearv , peaaegu ilma libisemiseta.

• Kõrge mehaaniline efektiivsus , tavaliselt 95–99,5%..

• Lai võimsuse ja kiiruse vahemik millivattidest megavatideni.

• Kompaktne struktuur, mis sobib piiratud paigaldusruumide jaoks.

• Pikk kasutusiga ja kõrge töökindlus pidevaks tööks.

3. Üldised püügivahendite klassifikatsioonid

1. Spur Gears

• Hambad on paralleelsed võlli teljega; lihtne valmistada ja kulutõhus.

• Kasutatakse paralleelvõlli ajamite jaoks.

• Sobib keskmise-madala kiirusega ja kerge-keskmise koormusega rakendusteks.

2. Helical Gears

• Hambad lõigatakse spiraali nurga all, mis tagab pikemad kontaktjooned ja suurema kontaktisuhte.

• Sellel on sujuv töö, madal müratase ja suur kandevõime.

• Laialdaselt kasutatav käigukastides, autodes ja täppismasinates.

3. Kaldhammasrattad

• Mõeldud ristuvate võlliajamite jaoks , tavaliselt 90° nurga all.

• Sirged koonusülekanded: lihtne struktuur, madala kiirusega rakendused.

• Spiraalsed ja hüpoidsed koonusülekanded: raskeveokite sujuvad ajamid sõidukitelgedele ja ehitusmasinatele.

4. Worm Gears

• Kasutatakse mittelõikuvate ristivõllide jaoks.

• Tagab kõrge vähendamise ja vaikse töö; mõned on iselukustuvad.

• Kasutatakse liftides, tõstukites ja indekseerimismehhanismides.

5. Planetaarsed hammasrattad

• Kompaktne, kõrge pöördemomendi tihedus ja koaksiaalväljund.

• Mitu hammast jagavad koormust, võimaldades suure koormusega jõudlust.

• Kasutatakse robootikas, uutes energiasõidukites ja servo reduktorites.

4. Peamised hammasratta disaini parameetrid

• Moodul (m) – Hamba suuruse ja kandevõime põhiindeks.

• Hammaste arv (z) – määrab ülekandearvu:

  i=z1z2

• Survenurk (α) – standardväärtus on tavaliselt 20°.

• Helix Angle (β) – mõjutab sujuvust ja aksiaalset koormust.

• Transmission Ratio (i) – määrab kiiruse ja pöördemomendi muundamise.

• Keskmise kaugus (a) – mõjutab kokkupanekut ja tugevust.

• Näo laius (b) – mõjutab otseselt kandevõimet.

5. Käikude täpsusastmed

• 0–2 : ülitäpne, metroloogia ja tipptasemel instrumentide jaoks.

• 3–5 : Kiired täppismasinad.

• 6–8 : Üldised tööstuslikud käigukastid, autode käigukastid.

• 9–12 : Väikese kiirusega, raskeveokite, põllumajandus- ja kaevandusmasinad.

• Kumulatiivne helikõrguse viga

• Profiili kõrvalekalle

• Plii kõrvalekalle

• Radiaalne väljavool

6. Materjalid ja kuumtöötlus

Tüüpilised materjalid

• Süsinikteras : 45# teras üldotstarbeliste hammasrataste jaoks.

• Legeerteras : 40Cr, 42CrMo keskmise ja raske koormuse jaoks.

• Karastavad terased : 20CrMnTi, 20CrMo suure jõudlusega hammasrataste jaoks.

• Malm : Hallmalm, kõrgtugev malm madala kiirusega ja odavate rakenduste jaoks.

• Plastid : nailon, POM kerge koormusega, madala müratasemega seadmetele.

Kuumtöötlusprotsessid

• Karastus ja karastamine – parandab üldist sitkust.

• Pinna kõvenemine – kõva pind, sitke südamik.

• Karburiseerimine ja karastamine – Kõrge pinna kõvadus raskete koormuste jaoks.

• Nitreerimine – minimaalne moonutus, äärmine kulumiskindlus.

7. Tootmisprotsessid

• Hobbing – kõige tavalisem silindriliste hammasrataste puhul.

• Vormimine – sobib sise- ja mitmeastmelisele käigule.

• Raseerimine – pehme viimistlusprotsess täpsuse parandamiseks.

• Lihvimine – Kõrge täpsusega viimistlus karastatud hammasrataste jaoks.

• Sepistamine ja ekstrusioon – suure mahuga, suure tugevusega tootmine.

8. Määrimine ja rikkerežiimid

Tavalised tõrked

• Abrasiivne kulumine – põhjustatud halvast määrimisest või saastumisest.

• Pitting – tsüklilisest kontaktpingest tingitud väsimustõrge.

• Hammaste purunemine – ülekoormus, löök või materjalidefektid.

• Plastiline deformatsioon – väikese kiiruse ja suure koormuse tingimustes.

• Skoor – liimi kulumine kõrgel temperatuuril kiirajamites.

Määrimisfunktsioonid

• Vähendage hõõrdumist ja kulumist

• Jahutage ja hajutage soojust

• Kaitsta korrosiooni eest

• Vähendage müra ja pikendage eluiga

9. Tööstuslikud rakendused

• Autotööstus : käigukastid, diferentsiaalid, ajastussüsteemid.

• Ehitustehnika : Ekskavaatorid, kraanad, rullid.

• Tipptasemel varustus : Tööpingid, tuulekäigukastid, robotid.

• Üldmasinad : reduktorid, pumbad, ventilaatorid, konveierid.

• Raudteetransport : kiirraudtee- ja metroosõidud.

• Põllumajandus ja kergetööstus : kombainid, tekstiili- ja pakkimismasinad.

• Lennundus : õhusõidukite mootorid ja helikopterite jõuülekanded.

10. Järeldus