Зупчаници: принципи, класификације и индустријске примене

1. Увод

2. Принципи рада

Цоре Адвантагес

• Прецизан и стабилан преносни однос , скоро без клизања.

• Висока механичка ефикасност , обично 95%–99,5%.

• Широк распон снаге и брзине , од миливата до мегавата.

• Компактна структура погодна за ограничене просторе за инсталацију.

• Дуг радни век и висока поузданост за континуирани рад.

3. Уобичајене класификације зупчаника

1. Спур Геарс

• Зуби су паралелни са осовином осовине; једноставан за производњу и исплатив.

• Користи се за погоне са паралелним вратилима.

• Погодно за апликације средње-мале брзине и лаке-средње оптерећење.

2. спирални зупчаници

• Зуби се секу под углом спирале, обезбеђујући дуже контактне линије и већи контактни однос.

• Одликује га несметан рад, ниску буку и висок капацитет оптерећења.

• Широко се користи у мењачима, аутомобилима и прецизним машинама.

3. Бевел Геарс

• Дизајниран за укрштање погона вратила , обично под 90°.

• Прави конусни зупчаници: једноставна структура, апликације при малим брзинама.

• Спирални и хипоидни конусни зупчаници: тешки, глатки погони за осовине возила и грађевинске машине.

4. Пужни зупчаници

• Користи се за окомите осовине које се не укрштају.

• Обезбеђује високе стопе редукције и тих рад; неке су самозакључавајуће.

• Примењује се у лифтовима, дизалицама и индексним механизмима.

5. Планетарни зупчаници

• Компактан, висока густина обртног момента и коаксијални излаз.

• Више зуба дели оптерећење, омогућавајући перформансе у тешким условима.

• Користи се у роботици, возилима нове енергије и серво редукторима.

4. Кључни параметри дизајна зупчаника

• Модул (м) – Основни индекс величине зуба и носивости.

• Број зубаца (з) – Одређује преносни однос:

  и=з1з2

• Угао притиска (α) – Стандардна вредност је обично 20°.

• Угао спирале (β) – Утиче на глаткоћу и аксијално оптерећење.

• Однос преноса (и) – Дефинише конверзију брзине и обртног момента.

• Централно растојање (а) – Утиче на склапање и снагу.

• Ширина лица (б) – Директно утиче на носивост.

5. Оцене тачности зупчаника

• 0–2 : Ултра-прецизан, за метрологију и врхунске инструменте.

• 3–5 : Прецизна машина велике брзине.

• 6–8 : Општи индустријски мењачи, аутомобилски мењачи.

• 9–12 : Пољопривредне и рударске машине мале брзине, тешке услове рада.

• Кумулативна грешка у висини

• Одступање профила

• Девијација олова

• Радијални излаз

6. Материјали и термичка обрада

Типични материјали

• Угљенични челици : 45# челик за зупчанике опште намене.

• Легирани челици : 40Цр, 42ЦрМо за средња и тешка оптерећења.

• Челици за ојачање кућишта : 20ЦрМнТи, 20ЦрМо за зупчанике високих перформанси.

• Ливено гвожђе : Сиво гвожђе, нодуларно гвожђе за ниске брзине, ниске цене.

• Пластика : Најлон, ПОМ за уређаје са малим оптерећењем и ниским нивоом буке.

Процеси топлотне обраде

• Каљење и каљење – Побољшава укупну жилавост.

• Површинско очвршћавање – Тврда површина, жилаво језгро.

• Карбуризација и гашење – Висока површинска тврдоћа за велика оптерећења.

• Нитрирање – Минимална дисторзија, екстремна отпорност на хабање.

7. Процеси производње

• Хоббинг - Најчешће за цилиндричне зупчанике.

• Обликовање – Погодно за унутрашње и вишестепене зупчанике.

• Бријање – процес меке завршне обраде ради побољшања прецизности.

• Брушење – Високо прецизна завршна обрада за каљене зупчанике.

• Ковање и екструзија – Производња велике количине, високе чврстоће.

8. Режими подмазивања и кварова

Уобичајени неуспеси

• Абразивно хабање – узроковано лошим подмазивањем или контаминацијом.

• Питтинг – квар услед замора услед цикличног контактног напрезања.

• Ломљење зуба – Преоптерећење, удар или дефекти материјала.

• Пластична деформација – У условима мале брзине и великог оптерећења.

• Бодовање – Високотемпературно хабање лепка у погонима велике брзине.

Функције подмазивања

• Смањите трење и хабање

• Охладите и распршите топлоту

• Заштитите од корозије

• Смањите буку и продужите живот

9. Индустријске примене

• Аутомобили : Преноси, диференцијали, системи за регулисање времена.

• Грађевинске машине : Багери, кранови, ваљци.

• Врхунска опрема : алатне машине, ветропреме, роботи.

• Опште машинерије : Редуктори, пумпе, вентилатори, транспортери.

• Железнички транспорт : Брзе железнице и метро погони.

• Пољопривреда и лака индустрија : Комбајни, машине за текстил и паковање.

• Ваздухопловство : Мотори за авионе и трансмисије за хеликоптере.

10. Закључак