Fogaskerékhajtások: alapelvek, osztályozások és ipari alkalmazások

1. Bevezetés

2. Működési elvek

Alapvető előnyei

• Pontos és stabil áttétel , szinte csúszás nélkül.

• Magas mechanikai hatásfok , jellemzően 95–99,5%.

• Széles teljesítmény- és sebességtartomány , milliwatttól megawattig.

• Kompakt szerkezet, amely korlátozott beépítési helyekre is alkalmas.

• Hosszú élettartam és nagy megbízhatóság a folyamatos működéshez.

3. Általános felszerelések osztályozása

1. Spur Gears

• A fogak párhuzamosak a tengely tengelyével; könnyen gyártható és költséghatékony.

• használják Párhuzamos tengelyes hajtásokhoz .

• Alkalmas közepes-alacsony sebességű és könnyű-közepes terhelésű alkalmazásokhoz.

2. Helikális fogaskerekek

• A fogak spirálszögben vannak vágva, ami hosszabb érintkezési vonalat és magasabb érintkezési arányt biztosít.

• jellemzi Zökkenőmentes működés, alacsony zajszint és nagy terhelhetőség .

• Széles körben használják sebességváltókban, autókban és precíziós gépekben.

3. Kúpfogaskerekek

• tervezték Metsző tengelyhajtásokhoz , általában 90°-ban.

• Egyenes kúpfogaskerekek: egyszerű szerkezet, alacsony fordulatszámú alkalmazások.

• Spirális és hipoid kúpfogaskerekek: nagy teherbírású, sima hajtások járműtengelyekhez és építőipari gépekhez.

4. Worm Gears

• használják Nem metsző merőleges tengelyekhez .

• biztosít ; Magas csökkentési arányt és csendes működést egyesek önzáróak.

• Felvonókban, felvonókban és indexelő mechanizmusokban alkalmazzák.

5. Bolygófogaskerekek

• Kompakt, nagy nyomatéksűrűség és koaxiális kimenet.

• Több fog osztozik a terhelésen, ami nagy teljesítményt tesz lehetővé.

• A robotikában, az új energiahordozókban és a szervo reduktorokban használják.

4. Főbb fogaskerék tervezési paraméterek

• Modul (m) – A fogméret és teherbírás alapindexe.

• Fogak száma (z) – Meghatározza az áttételi arányt:

  i=z1z2

• Nyomásszög (α) – A standard érték általában 20°.

• Helix Angle (β) – Befolyásolja a simaságot és az axiális terhelést.

• Áttételi arány (i) – Meghatározza a sebesség- és nyomatékátalakítást.

• Középtávolság (a) – Befolyásolja az összeszerelést és a szilárdságot.

• Oldalszélesség (b) – Közvetlenül befolyásolja a terhelhetőséget.

5. A fogaskerék pontossági fokozatai

• 0–2 : Ultra-precíziós, metrológiai és csúcsminőségű műszerekhez.

• 3–5 : Nagy sebességű precíziós gépek.

• 6–8 : Általános ipari sebességváltók, autóipari sebességváltók.

• 9–12 : Alacsony fordulatszámú, nagy teherbírású, mezőgazdasági és bányászati ​​gépek.

• Halmozott hangmagasság hiba

• Profil eltérés

• Ólom eltérés

• Radiális kifutás

6. Anyagok és hőkezelés

Tipikus anyagok

• Szénacélok : 45# acél általános célú hajtóművekhez.

• Ötvözött acélok : 40Cr, 42CrMo közepes-nehéz terhelésekhez.

• Tokos edzett acélok : 20CrMnTi, 20CrMo nagy teljesítményű hajtóművekhez.

• Öntöttvas : Szürkevas, gömbgrafitos öntöttvas kis sebességű, olcsó alkalmazásokhoz.

• Műanyagok : Nylon, POM kis terhelésű, alacsony zajszintű készülékekhez.

Hőkezelési folyamatok

• Edzés és temperálás – Javítja az általános szívósságot.

• Felületi keményedés – Kemény felület, kemény mag.

• Karburálás és oltás – Nagy felületi keménység nagy terhelésekhez.

• Nitridálás – Minimális torzítás, rendkívüli kopásállóság.

7. Gyártási folyamatok

• Hobbing – Leggyakrabban hengeres fogaskerekek esetén.

• Alakformálás – Alkalmas belső és többfokozatú hajtóművekhez.

• Borotválkozás – Puha felületkezelés a pontosság növelése érdekében.

• Köszörülés – Nagy pontosságú simítás edzett fogaskerekekhez.

• Kovácsolás és extrudálás – Nagy volumenű, nagy szilárdságú gyártás.

8. Kenés és hibaüzemmódok

Gyakori hibák

• Csiszoló kopás – Rossz kenés vagy szennyeződés okozza.

• Pitting – Fáradási hiba ciklikus érintkezési feszültség miatt.

• Fogtörés – Túlterhelés, ütés vagy anyaghibák.

• Plasztikus deformáció – Alacsony fordulatszámú, nagy terhelés mellett.

• Pontozás – Magas hőmérsékletű ragasztókopás a nagy sebességű meghajtókban.

Kenési funkciók

• Csökkentse a súrlódást és a kopást

• Hűtsük le és oszlassuk el a hőt

• Korrózió elleni védelem

• Csökkentse a zajt és hosszabbítsa meg az élettartamot

9. Ipari alkalmazások

• Autóipar : Sebességváltók, differenciálművek, időzítő rendszerek.

• Építőipari gépek : Kotrógépek, daruk, hengerek.

• Csúcskategóriás felszerelések : Szerszámgépek, szélhajtóművek, robotok.

• Általános gépek : reduktorok, szivattyúk, ventilátorok, szállítószalagok.

• Vasúti szállítás : Nagysebességű vasút és metró.

• Mezőgazdasági és könnyűipar : Aratógépek, textil- és csomagológépek.

• Repülőgép : Repülőgép-hajtóművek és helikopterek hajtóművei.

10. Következtetés