Τι είναι το γρανάζι;
Το γρανάζι είναι ένα μηχανικό εξάρτημα. Αποτελείται από καστάνια ή γρανάζια που έχουν δόντια. Ταιριάζουν για να μεταφέρουν περιστροφή και ροπή από τον ένα άξονα στον άλλο. Αυτή η ακριβής εμπλοκή αποφεύγει τους συμβιβασμούς. Μπορούν να προκαλέσουν ασυνεπή ταχύτητα και ισχύ. Τα γρανάζια είναι κρίσιμα εξαρτήματα σε πολλούς τομείς. Αυτοί είναι η αυτοκινητοβιομηχανία, τα μηχανήματα, η αεροδιαστημική και η ρομποτική. Τα γρανάζια χρησιμοποιούνται για τον έλεγχο της ταχύτητας και τη μεταφορά ισχύος.
Δεν υπάρχει κανένα πρότυπο για τη βιομηχανία εργαλείων. Ωστόσο, τα γρανάζια ταξινομούνται με βάση τα δόντια και την κατεύθυνση περιστροφής των γραναζιών. Αυτό απεικονίζει τον τρόπο με τον οποίο συζητούνται οι διάφοροι τύποι οδοντωτών τροχών και οι ειδικές χρήσεις. Εφαρμόζεται σε πολλά διαφορετικά μηχανικά συστήματα. Αυτό χρησιμεύει για να καταδείξει πώς τα γρανάζια σχεδιάζονται για περίπλοκες διαμορφώσεις.
Σημαντικές ορολογίες εργαλείων
Βασικές παράμετροι γραναζιών
Τα γρανάζια έχουν παραμέτρους. Είναι οι τεχνικές ιδιότητες των γραναζιών. Αυτές οι παράμετροι απαιτούνται από τους μηχανικούς της βιομηχανίας. Όλες αυτές οι παράμετροι εφαρμόζονται σε διάφορα μέρη ενός γραναζιού. Καθορίζουν τον τρόπο λειτουργίας του γραναζιού και την απόδοσή του.
Αριθμός δοντιών: Τα δόντια έχουν αιχμηρές άκρες και περιβάλλουν πλήρως το γρανάζι. Ο αριθμός των δοντιών πρέπει να είναι ακέραιος, γεγονός που μπορεί να επηρεάσει τη σχέση μετάδοσης, μια σημαντική πτυχή της απόδοσης του γραναζιού. Τα περισσότερα δόντια κάνουν την κίνηση πιο ομαλή, αλλά απαιτούν κατασκευή ακριβείας.
Ολικό βάθος: Το συνολικό βάθος μετράται από την κορυφή ενός δοντιού μέχρι το χαμηλότερο σημείο του. Αυτό εξασφαλίζει ότι το προβλεπόμενο φορτίο μπορεί να μεταφερθεί από το συγκεκριμένο γρανάζι. Επιτρέπει επίσης τη σωστή λειτουργία του γραναζιού στο πλαίσιο ενός μηχανικού συστήματος.
Κρίσιμοι κύκλοι και διάμετροι
Κύκλος βήματος: Ο κύκλος βήματος είναι ένας νοητός κύκλος που δείχνει το μέγεθος ενός γραναζιού. Είναι ζωτικής σημασίας για την εμπλοκή των οδοντωτών τροχών. Οι κύκλοι βήματος τους πρέπει να ταιριάζουν καλά κατά τη διάρκεια της λειτουργίας. Ο κύκλος βήματος διαιρεί το δόντι σε προσθετικό και απαγωγικό.
Κύκλος ρίζας:Ο κύκλος ρίζας μερικές φορές ονομάζεται εσωτερική διάμετρος. Σηματοδοτεί το κάτω μέρος ενός δοντιού, ή πιο συγκεκριμένα, το ύψος του. Αυτό το ύψος χρησιμοποιείται στους υπολογισμούς για το βάθος και την αντοχή του δοντιού.
Εξωτερικός κύκλος: Όσον αφορά τις εξωτερικές διαστάσεις, ο εξωτερικός κύκλος δείχνει τη διάμετρο στην οποία αρχίζει η σήμανση και όπου αρχίζουν τα άκρα των δοντιών από πάνω προς τα κάτω. Από αυτόν εξαρτάται το συνολικό μέγεθος και η εναλλαξιμότητα μεταξύ των οδοντωτών τροχών σε ένα σύστημα.
Διάμετρος βήματος: Η διάμετρος βήματος ορίζεται ως η διάμετρος του κύκλου βήματος. Έτσι, η εκτίμηση της απόστασης μεταξύ δύο οδοντωτών τροχών κατά την εμπλοκή είναι ζωτικής σημασίας. Αποτρέπει τις διακοπές που συμβαίνουν όταν αυτή η διαδικασία δεν διαχειρίζεται καλά..
Pitch και ενότητα
B Μετρά την απόσταση μεταξύ δύο γειτονικών δοντιών στον κύκλο βήματος. Είναι απαραίτητο για την κατανόηση της τοποθέτησης και της αλληλεπίδρασης.
Μονάδα: Είναι ένας λόγος που προκύπτει διαιρώντας τη διάμετρο των κύκλων του βήματος με το π (π). Στην ανάλυση οδοντωτών τροχών, χρησιμοποιείται συχνά για την απλοποίηση των υπολογισμών του μεγέθους και των αποστάσεων των οδοντωτών τροχών.
Diametral Pitch: Αριθμός των δοντιών σε ένα γρανάζι διαιρούμενο με τη διάμετρο του κύκλου βήματος. Οι οδοντωτοί τροχοί με το ίδιο διαμέτρου βήμα θα συμπλέκονται καλά. Αυτό το καθιστά σημαντική παράμετρο για τη συμβατότητα των γραναζιών.
Κυκλικό πάχος: Μια μέτρηση που ορίζει πόσο παχύ είναι ένα δόντι μεμονωμένα, αν το δει κανείς γύρω από την περιφέρειά του. Αυτές οι μετρήσεις διασφαλίζουν ότι τα γρανάζια μπορούν να αντέξουν τις δυνάμεις που εφαρμόζονται κατά τη λειτουργία τους.
Γωνίες και σημεία
Γωνία πίεσης: Η γωνία μεταξύ της κοινής κανονικής στο σημείο επαφής του δοντιού και της κοινής εφαπτομένης στον κύκλο βήματος. Αυτή επηρεάζει τη μετάδοση δύναμης καθώς και την ομαλότητα στη λειτουργία των οδοντωτών τροχών.
Pitch Point: Το σημείο όπου δύο οδοντωτοί τροχοί που εμπλέκονται έχουν σημεία επαφής που βρίσκονται στους αντίστοιχους κύκλους βήματος. Η ακριβής ευθυγράμμιση των οδοντωτών τροχών εξαρτάται από αυτό το σημείο- ως εκ τούτου, είναι ομαλή.
Επιφάνεια πίστας: Το οδοντωτό γρανάζι είναι γνωστό ότι αντικαθιστά μια φανταστική επιφάνεια κυλιόμενου κυλίνδρου. Αυτό μας βοηθά να κατανοήσουμε την κίνηση των οδοντωτών τροχών καθώς αλληλεπιδρούν.
Προσθήκη, Απαλλαγή και βάθος.
Προσθήκη & Δέσμευση: Η ακτινική απόσταση πηγαίνει από το προσάρτημα στη βάση του δοντιού. Εξασφαλίζει τη σωστή επαφή με το γρανάζι κατά τη φόρτωση.
Addendum Circle & Dedendum Circle: Αυτοί οι δύο κύκλοι βρίσκονται ομόκεντρα για τον κύκλο του βήματος και χρησιμεύουν ως όρια για την περιοχή των δοντιών.
Κύκλος βάσης: Από αυτόν προκύπτουν τα προφίλ των δοντιών που δεν έχουν περιστραφεί. Αυτό καθορίζει το σχήμα και την αντοχή της δομής των 13 δοντιών.
Συνολικό βάθος & βάθος εργασίας: Η ακτινική διαφορά είναι μεταξύ των κύκλων addendum και dedendum. Το βάθος εργασίας εξασφαλίζει την προσαρμογή των γραναζιών από τον κύκλο προσαύξησης έως τον κύκλο απομάκρυνσης.
Πάχος δοντιών & Διάστημα δοντιών: Αυτό είναι το πλάτος ενός δοντιού στον κύκλο του βήματος. Αυτές οι ενδείξεις βοηθούν στον καθορισμό των αποστάσεων των δοντιών και της αλληλεπίδρασής τους με το σύστημα οδοντωτών τροχών.
Ταξινόμηση εργαλείων
Τύποι οδοντωτών τροχών με βάση το σχήμα των δοντιών
Ανάλογα με το σχήμα των δοντιών, υπάρχουν τρεις κύριοι τύποι οδοντωτών τροχών: ελικοειδής, κυκλοειδής και τροχοειδής. Τα καμπυλωτά προφίλ που εξασφαλίζουν ομαλή μετάδοση καθιστούν γνωστούς τους οδοντωτούς τροχούς. Τα κυκλωτικά γρανάζια έχουν καμπυλωτό σχήμα. Αυτό το σχήμα τους καθιστά πιο αποτελεσματικούς σε ορισμένες περιπτώσεις από ό,τι σε άλλες. Τα τροχοειδή γρανάζια έχουν μοναδικά δόντια. Αφήνουν τα γρανάζια να αποδίδουν καλά σε ορισμένες συνθήκες.
Τύποι οδοντωτών τροχών με βάση τη διαμόρφωση των αξόνων
Τα γρανάζια μπορούν επίσης να ταξινομηθούν με βάση τη διαμόρφωση των αξόνων τους. Τα γρανάζια παράλληλων αξόνων τοποθετούνται σε παράλληλους άξονες που μοιράζονται το ίδιο επίπεδο. Αυτά έχουν υψηλή απόδοση στη μεταφορά κίνησης, όπως ακριβώς και τα ελικοειδή γρανάζια και οι οδοντωτοί τροχοί. Τα γρανάζια αξόνων συναντώνται σε ένα σημείο. Ένα παράδειγμα είναι ο κωνικός οδοντωτός τροχός. Αυτός ο τύπος συναντιέται σε ένα επίπεδο. Διατηρεί υψηλή απόδοση. Αντίθετα, οι άξονες ενός σκουληκοειδούς γραναζιού δεν συναντιούνται ή τρέχουν παράλληλα. Αυτό προκαλεί χαμηλή απόδοση.
Διαφορετικά είδη γραναζιών
Ο οδοντωτός τροχός είναι ζωτικής σημασίας σε κάθε μηχανή. Μεταφέρει την περιστροφή και τη δύναμη μεταξύ των μερών. Υπάρχουν σε πολλές μορφές. Καλύπτουν πολλές μηχανικές ανάγκες σε διάφορες βιομηχανίες. Οι μηχανικοί πρέπει να γνωρίζουν τις ιδιότητες και τον σχεδιασμό κάθε τύπου γραναζιών. Χρησιμοποιούν αυτή τη γνώση για να επιλέξουν τους καλύτερους για τις ανάγκες τους.
Διακόπτης οδοντωτού τροχού: Τα γρανάζια είναι απλά. Τα δόντια τους είναι παράλληλα με τον άξονα περιστροφής τους. Αυτό σημαίνει ότι μπορούν να εμπλακούν μόνο με άλλα οδοντωτά γρανάζια που έχουν παράλληλους άξονες. Αυτό το είδος οδοντωτών τροχών χρησιμοποιείται ευρέως επειδή είναι απλό, φθηνό και εύκολο στη συντήρηση. Έτσι, η πρακτική του χυτηρίου πρέπει να χρησιμοποιείται σε εφαρμογές μέτριας ταχύτητας, όπως οι κινητήρες μύλων και ο εξοπλισμός ανύψωσης.
Ελικοειδές γρανάζι: Οι ελικοειδείς οδοντωτοί τροχοί έχουν δόντια κομμένα υπό γωνία ως προς τον άξονα. Είναι πιο αθόρυβοι και δονούνται λιγότερο από τους οδοντωτούς τροχούς. Οι εφαρμογές υψηλών ταχυτήτων ταιριάζουν καλύτερα σε αυτά τα γρανάζια. Μπορούν επίσης να μεταφέρουν μεγαλύτερο φορτίο, καθιστώντας τους κατάλληλους για κιβώτια ταχυτήτων αυτοκινήτων και βαριά μηχανήματα.
Διπλό ελικοειδές γρανάζι: Ένα διπλό ελικοειδές γρανάζι αποτελείται από δύο παράλληλες ελικοειδείς επιφάνειες με ένα κενό μεταξύ τους- ως εκ τούτου, δεν υπάρχει αξονική ώθηση και ομαλότερη λειτουργία. Συνιστάται ιδιαίτερα για εφαρμογές υψηλών ταχυτήτων και μεγάλου λόγου. Αυτός ο τύπος χρησιμοποιείται επίσης για την απορρόφηση κραδασμών και δονήσεων.
Εξοπλισμός ψαροκόκαλο: Τα γρανάζια ψαροκόκκαλου είναι σαν διπλά ελικοειδή γρανάζια. Αλλά δεν έχουν κενό μεταξύ των δύο πλευρών. Αυτό τους καθιστά ιδανικούς για υψηλούς κραδασμούς και δονήσεις. Όμως, η πολύπλοκη διαδικασία κατασκευής τους και το κόστος που συνεπάγονται εμποδίζουν την ευρεία χρήση τους.
Σκουληκοειδές γρανάζι: Ένα σκουληκοειδές γρανάζι διαθέτει ένα σκουλήκι και έναν σκουληκοειδή τροχό. Είναι για μη τέμνοντες άξονες σε ορθή γωνία. Έχει υψηλές αναλογίες αναγωγής. Αυτό το είδος γραναζιών είναι γνωστό για την αθόρυβη λειτουργία του. Έτσι, είναι καλύτερο για περιπτώσεις αργών-μέσων ταχυτήτων με κρουστικά φορτία.
Μετωπικός οδοντωτός τροχός: Οι οδοντωτοί τροχοί μεταδίδουν ισχύ μεταξύ αξόνων που τέμνονται σε κάποια γωνία, όπως 90 μοίρες. Χρησιμοποιούνται συνήθως σε διαφορικά αυτοκινήτων, ηλεκτρικά εργαλεία και συστήματα διεύθυνσης. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι μπορούν να διαχειριστούν αποτελεσματικά υψηλή ροπή.
Δισκοφόρος και οδοντωτός τροχός: Αυτός ο τύπος γραναζιών μετατρέπει την περιστροφή σε γραμμική κίνηση ή το αντίστροφο. Είναι βασικός στα συστήματα διεύθυνσης, στις μηχανές CNC και στους γραμμικούς ενεργοποιητές. Τα γρανάζια με οδοντωτό τροχό παρέχουν ακριβή έλεγχο της κίνησης. Ως εκ τούτου, πολλές χρήσεις χρειάζονται αποδοτικότητα από αυτούς τους τύπους προϊόντων.
Πλανητικά γρανάζια: Τα πλανητικά γρανάζια έχουν ένα κεντρικό ηλιακό γρανάζι, πολλά πλανητικά γρανάζια και ένα εξωτερικό γρανάζι δακτυλίου. Παρέχουν πολύ υψηλές αναλογίες μείωσης. Είναι επίσης αρκετά συμπαγείς ώστε να αντέχουν μεγάλα φορτία. Αυτό τους καθιστά δημοφιλείς σε αυτοκίνητα, ρομπότ και μηχανήματα που χρειάζονται αυτόν τον συνδυασμό.
Εσωτερικά εργαλεία: Οι εσωτερικοί οδοντωτοί τροχοί χρησιμοποιούνται κυρίως σε πλανητικούς μηχανισμούς μετάδοσης κίνησης και σε συνδέσεις αξόνων. Τέτοια γρανάζια έχουν δόντια μέσα σε έναν κώνο ή κύλινδρο, επιτρέποντάς τους να περιστρέφονται με τον ίδιο τρόπο. Χρειάζονται συγκεκριμένες απαιτήσεις ευθυγράμμισης και ελέγχου περιστροφής των γραναζιών.
Αρχές λειτουργίας των μηχανικών οδοντωτών τροχών
Πλέξη γραναζιών και μετάδοση κίνησης
Τα γρανάζια λειτουργούν όταν τα γρανάζια τους συμπλέκονται για να μετατοπίσουν ταχύτητες και κινήσεις. Τα δόντια του γραναζιού συμπλέκονται με εκείνα ενός άλλου γραναζιού. Αυτό τους επιτρέπει να μεταδίδουν την περιστροφή. Με αυτόν τον τρόπο δημιουργείται μηχανικό πλεονέκτημα καθώς αλλάζουν η ροπή, η ταχύτητα και η κατεύθυνση της περιστροφής. Με αυτόν τον τρόπο, η μεταφορά κίνησης των γραναζιών γίνεται αποτελεσματικά, κυρίως λόγω της σύμπλεξης.
Η συνδεσιμότητα μεταξύ γραναζιού και άξονα
Ως εκ τούτου, τα γρανάζια περιστρέφονται κατά μήκος των αξόνων στους οποίους είναι τοποθετημένα. Αυτό σημαίνει ότι οι κινήσεις μπορούν να μεταδίδονται από το ένα γρανάζι στο άλλο μέσω της οδοντωτής κίνησης κατά μήκος του άξονα. Τα γρανάζια τοποθετούνται κατάλληλα με τη χρήση ενός άξονα. Ο άξονας διατηρεί τα γρανάζια σταθερά και ευθυγραμμισμένα ώστε να λειτουργούν σωστά. Εάν δεν υπήρχαν άξονες στη θέση τους, υπήρχε πιθανότητα τα γρανάζια να μην διατηρούσαν τη διαμόρφωσή τους για αποτελεσματική κίνηση.
Οδηγούμενο γρανάζι vs. Οδηγούμενο γρανάζι
Σε κάθε δεδομένο σύνολο οδοντωτών τροχών υπάρχουν δύο κύριοι τύποι: ο κινητήριος και ο κινητήριος οδοντωτός τροχός. Το κινητήριο γρανάζι προκαλεί κίνηση στο κινούμενο γρανάζι περιστρεφόμενο. Έτσι, η κίνηση πραγματοποιείται λόγω αλληλεπίδρασης με άλλα μέρη ενός μηχανισμού. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι όταν το κινητήριο γρανάζι αρχίζει να κινείται, η περιστροφή του επηρεάζει άμεσα το πόσο γρήγορα ή αργά λειτουργεί το κινούμενο γρανάζι. Αυτό εξασφαλίζει την ομαλή λειτουργία.
Υλικά που χρησιμοποιούνται συνήθως για την κατασκευή οδοντωτών τροχών.
Μέταλλα και κράματα
S45C
Ο χάλυβας S45C ανήκει στο πρότυπο JISG4051-79 (94) γνωστό ως χάλυβας 45 στην Κίνα, με παρόμοιες ονομασίες στην Ιαπωνία (S45C) και την Ταϊβάν (S45C). Είναι ένας υψηλής ποιότητας άνθρακας χωρίς δομικά ελαττώματα. Η μικροδομή του είναι ομοιόμορφη σε όλο το εύρος μάζας του. Η αντοχή του στη φθορά αυξάνεται με την αύξηση της περιεκτικότητας σε άνθρακα άνω του 0,4% που βρίσκεται σε αυτόν. Ωστόσο, αυτό απαιτεί κατάλληλη θερμική επεξεργασία κατά την απόσβεση, ώστε να μην οδηγήσει σε παραμόρφωση ή ρωγμές.
SUS304
Αναφέρεται επίσης ως 06Cr19Ni10 ή απλά 304, είναι ένα παράδειγμα ανοξείδωτου χάλυβα. Διαθέτει εξαιρετική αντοχή στη διάβρωση και εξαιρετικές μηχανικές ιδιότητες. Ωστόσο, είναι δυνατή η θερμή διαμόρφωσή του. Διαδικασίες όπως η κάμψη και η σφράγιση μπορούν να γίνουν χωρίς σκλήρυνσή του. Αυτός ο χάλυβας παραμένει ο ίδιος από τους -196°C έως τους 800°C. Ο κλάδος 304 για τρόφιμα έχει περισσότερους κανόνες για το χρώμιο, το νικέλιο και τα βαρέα μέταλλα.
40Cr
Το κινεζικό ισοδύναμο των SCr440 (Ιαπωνία), 5140 (ΗΠΑ) και ISO 41Cr4. Εφαρμόζεται στη μηχανολογία. Αυτό οφείλεται στα φυσικά χαρακτηριστικά του μετά την απόσβεση και τη σκλήρυνση. Από την άλλη πλευρά, έχει καλύτερη δυνατότητα σκλήρυνσης από τον χάλυβα S45C. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί για γρανάζια, ρότορες αντλιών λαδιού κ.λπ. Λειτουργούν σε υψηλά φορτία και μεσαίες ταχύτητες.
Πλαστικά υλικά
POM (πολυοξυμεθυλένιο)
Είναι γνωστός ως “σούπερ χάλυβας” λόγω των εξαιρετικών χαρακτηριστικών του. Ονομάζεται πολυακετάλες ή ρητίνες ακετάλης. Το POM λειτουργεί από τους -40°C έως τους +100°C. Έχει καλή αντοχή στη φθορά και αυτολίπανση. Το POM είναι καλύτερο από πολλά άλλα τεχνικά πλαστικά. Για παράδειγμα, έχει αντοχή σε εφελκυσμό περίπου 70 Mpa. Έχει επίσης χαμηλή απορρόφηση νερού, καλή σταθερότητα διαστάσεων και γυαλιστερή εμφάνιση.
Νάιλον
Η ιδιότητα χωρίς λίπανση καθιστά τα νάιλον γρανάζια δημοφιλή. Λειτουργούν για εφαρμογές που απαιτούν χαμηλότερα επίπεδα θορύβου. Λειτουργούν επίσης για ελαφριά γρανάζια. Επίσης, οι μοναδικές του ιδιότητες καθιστούν αυτό το πολυμερές κατάλληλο για εξειδικευμένα γρανάζια. Πρόκειται για εφαρμογές όπου ο θόρυβος κατά τη λειτουργία πρέπει να ελαχιστοποιηθεί.
Σύνθετα υλικά
Κεραμικά
Το καρβίδιο του πυριτίου και άλλα προηγμένα κεραμικά είναι σκληρά και ανθεκτικά στη φθορά. Χρησιμοποιούνται για αυτές τις ιδιότητες. Τα υλικά αυτά προορίζονται κυρίως για εφαρμογή σε δύσκολες συνθήκες. Παρά το γεγονός ότι είναι εύθραυστα, αποδίδουν καλά σε ακραίες συνθήκες.
Σύνθετα υλικά μεταλλικής μήτρας
Αυτά τα σύνθετα υλικά συνδυάζουν την αντοχή των μετάλλων με τη σκληρότητα και την αντοχή στη διάβρωση των κεραμικών. Είναι ιδανικά για εφαρμογές που χρειάζονται την ανθεκτικότητα του μετάλλου. Πρέπει επίσης να γνωρίζουν καλύτερα τις ιδιότητες των κεραμικών. Αυτές οι ιδιότητες βοηθούν τα υλικά να αντέχουν σε σκληρές λειτουργικές απαιτήσεις.
Σκέψεις για το σχεδιασμό και την επιλογή γραναζιών.
Οικονομικός προϋπολογισμός
Το κόστος της προσαρμογής ήταν πάντα υψηλό στην επιλογή ταχυτήτων. Οι παραγωγοί χρειάζονται συχνά γρανάζια με προσαρμοσμένα σχέδια. Πρέπει να ταιριάζουν με τα μηχανολογικά σχέδια και τις συστάσεις. Είναι απαραίτητο να συνδυαστούν αυτές οι ανάγκες με τους διαθέσιμους προϋπολογισμούς.
Σχεδιασμός και πρότυπα
Τα γρανάζια έχουν πολλές προδιαγραφές, πρότυπα και ανοχές. Δεν υπάρχει ενιαία προσέγγιση που να ταιριάζει σε όλες τις καταστάσεις. Ως εκ τούτου, οι εταιρείες θα πρέπει να προσδιορίσουν τα δικά τους ειδικά πρότυπα. Αυτό μπορεί να συνεπάγεται την εξέταση άλλων χωρών, όπως οι ΗΠΑ ή η Ιαπωνία, εάν οι τοπικοί κανονισμοί είναι ανεπαρκείς.
Διαμόρφωση χώρου
Παρόλο που τα γρανάζια καταλαμβάνουν συνήθως το κέντρο των αξόνων, οι κατασκευαστικές ανάγκες μπορεί να υπαγορεύουν το αντίθετο. Τέτοιες αλλαγές μπορεί να σημαίνουν τροποποίηση του σχήματος και του πάχους των δοντιών ή επιλογή εσωτερικών οδοντωτών τροχών που εφαρμόζουν σφιχτά.
Ανάγκες μετάδοσης
Οι οδοντωτοί τροχοί είναι απαραίτητοι κατά τη μετάδοση της κίνησης και της ροπής μεταξύ των μερών της μηχανής. Κάθε μέρος έχει μοναδικές απαιτήσεις- ως εκ τούτου, οι κατασκευαστές επιλέγουν ανάλογα τα κατάλληλα γρανάζια. Αλλάζουν τον τύπο και τον σχεδιασμό των γραναζιών ανάλογα με τις απαιτήσεις κίνησης και ροπής.
Συνθήκες εξυπηρέτησης
Πολλοί παράγοντες επηρεάζουν την επιλογή των ταχυτήτων, όπως το βάρος, η τριβή, ο θόρυβος, οι κραδασμοί και η καταπόνηση. Επίσης, υπάρχουν περιβαλλοντικοί παράγοντες όπως η θερμοκρασία, η καθαριότητα και η υγρασία. Αυτοί οι παράγοντες λαμβάνονται υπόψη κατά τη λήψη αποφάσεων σχετικά με τα υλικά, τις επεξεργασίες ή τη λίπανση των γραναζιών.
Επιλογή υλικού
Η επιλογή των εργαλείων εξαρτάται από το πόσο καλά θα αντέξουν σε διάφορες συνθήκες. Αυτές περιλαμβάνουν ακραίες θερμοκρασίες, σκόνη και πολλά άλλα. Ορισμένα υλικά είναι ο ανοξείδωτος χάλυβας (SUS304), ο ανθρακούχος χάλυβας (S45C), το νάιλον κ.λπ. Εξασφαλίζουν ανθεκτικότητα σε ορισμένες συνθήκες.
Λεπτομέρειες διαμόρφωσης εργαλείων
- Μονάδα και αριθμός δοντιών: Επιλέξτε με βάση την επιθυμητή σχέση μετάδοσης και τη διαθεσιμότητα χώρου,
- Μέγεθος γραναζιών：Επιλέξτε με βάση τις απαιτήσεις χώρου για τις θέσεις εγκατάστασης,
- Απαιτήσεις ροπής: Η ικανότητα ροπής φορτίου του συστήματος πρέπει να λαμβάνεται υπόψη πριν από την επιλογή ενός κιβωτίου ταχυτήτων,
- Σχήμα εσωτερικής οπής: Επιλέξτε μια εγκοπή για τοποθέτηση ή στερέωση. Διαφορετικά, επιλέξτε μια στρογγυλή οπή με βάση τις ανάγκες εγκατάστασης ή συνδεσιμότητας.
Εφαρμογές τύπων γραναζιών
| Τύπος εξοπλισμού | Εφαρμογές |
|---|---|
| Δισκοειδές γρανάζι | Ρολόγια, τρένα, αεροσκάφη, πλυντήρια, εργοστάσια παραγωγής ενέργειας, επεξεργασία τροφίμων, αυτοκίνητα, δασικός εξοπλισμός, μικροί μεταφορείς |
| Ελικώδης οδοντωτός τροχός | Συστήματα αυτοκινήτων, ρολόγια, οικιακά εργαλεία, παραγωγή τσιμέντου, ορυχεία, θαλάσσιες εφαρμογές, μεγάλοι μεταφορείς |
| Διπλό ελικοειδές γρανάζι | Ορυχεία, θαλάσσιες βιομηχανίες, βαρέα μηχανήματα, ατμοστρόβιλοι |
| Herringbone Gear | Βαριές βιομηχανίες, πρόωση πλοίων |
| Μετωπικός οδοντωτός τροχός | Αντλίες, τρένα, αεροσκάφη, εργοστάσια παραγωγής ενέργειας, παραγωγή τσιμέντου, εξορυκτικές εργασίες |
| Σκουλήκια | Ανελκυστήρες, εφαρμογές αυτοκινήτων, μηχανήματα τροφίμων |
| Rack Gear | Συστήματα ζύγισης, τρένα |
| Hypoid Gear | Παραγωγή τσιμέντου, ορυχεία, συστήματα επεξεργασίας νερού |
Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα των γραναζιών
Πλεονεκτήματα των γραναζιών
- Αποδοτική μετάδοση ισχύος: σε μικρό χώρο με ελάχιστη σπατάλη ενέργειας.
- Ακριβής έλεγχος ταχύτητας και ροπής: Αυτό επιτρέπει τον ακριβή έλεγχο, καθιστώντας το έτσι εφαρμόσιμο σε διαφορετικές μηχανικές ανάγκες.
- Ποικίλες εφαρμογές: Υπάρχουν πολυάριθμοι τύποι και μεγέθη διαθέσιμα για επιλογή ανάλογα με τη ζήτηση για κάθε γρανάζι.
- Συμπαγής σχεδιασμός: Αυτό βοηθά στην εξοικονόμηση χώρου και στην απρόσκοπτη ενσωμάτωση σε διάφορες ρυθμίσεις.
- Χαμηλή συντήρηση: λόγω της ανθεκτικότητας και της μεγάλης διάρκειας ζωής τους.
- Σταθερός λόγος ταχύτητας: Η κίνηση σε μη παράλληλους άξονες τέμνεται τέλεια, εξασφαλίζοντας ομοιόμορφη απόδοση.
Μειονεκτήματα των γραναζιών
- Πολύπλοκα συστήματα: Η ακριβής εγκατάσταση τέτοιων συστημάτων μπορεί να είναι πρόκληση, καθώς και η συντήρησή τους,
- Θόρυβος και δονήσεις: Αυτό το ζήτημα προκαλείται από την υψηλή ταχύτητα ή την κακή ευθυγράμμιση, η οποία εμποδίζει την άνετη χρήση ενός συστήματος,
- Περιορισμένη ικανότητα μεγάλων αποστάσεων: Δεν μπορεί να μεταφέρει κίνηση σε μεγάλες αποστάσεις,
- Κίνδυνος βλάβης υπό υψηλό φορτίο： Η χειρότερη ζημιά μπορεί να συμβεί αν υπάρξει κάποιο λάθος με οδοντωτά γρανάζια,
- Έλλειψη ευελιξίας： Σε πολλές περιπτώσεις, η λειτουργική ακαμψία περιορίζει την εφαρμογή της σε διαφορετικές καταστάσεις,
- Υψηλό κόστος κατασκευής： Οι διαδικασίες παραγωγής και συναρμολόγησης είναι οικονομικά επαχθείς για τους αγοραστές.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ οδοντωτών τροχών και οδοντωτών τροχών;
Τα γρανάζια και οι οδοντωτοί τροχοί τροφοδοτούν τα πάντα, από ποδήλατα μέχρι μηχανές. Αποτελούν σημαντικό μέρος της καθημερινής μας ζωής. Διευκολύνουν την ομαλή μετάδοση ισχύος, κατευθύνοντας έτσι την ακριβή κίνηση. Τόσο τα γρανάζια όσο και οι οδοντωτοί τροχοί κινούν μηχανές. Αλλά, ο ξεχωριστός σχεδιασμός τους τα καθιστά καλύτερα για διαφορετικές λειτουργίες, όπως ένα κατσαβίδι και ένα κλειδί.
Σχήμα και σχεδιασμός
Τα γρανάζια έχουν δόντια. Τα δόντια έχουν σχήμα σαν ακανόνιστα κομμάτια παζλ. Ταιριάζουν μεταξύ τους. Αυτό τους κάνει να συμπλέκονται καλά με άλλα γρανάζια. Αντίθετα, οι οδοντωτοί τροχοί έχουν τα δόντια τους σε απόσταση μεταξύ τους, ώστε να προσκολλώνται σωστά σε μια αλυσίδα ή έναν ιμάντα.
Μηχανισμός μετάδοσης ισχύος
Με τη σύμπλεξη των δοντιών τους, οι οδοντωτοί τροχοί επιτρέπουν τη μετάδοση ισχύος, με αποτέλεσμα τη συνεχή κίνηση. Οι οδοντωτοί τροχοί μεταφέρουν ενέργεια πιάνοντας τους κρίκους της αλυσίδας. Αυτό είναι παρόμοιο με την αλυσίδα ενός ποδηλάτου που περιστρέφεται γύρω από τα γρανάζια για να περιστραφεί.
Εφαρμογές
Τα γρανάζια χρησιμοποιούνται για ακριβή ταχύτητα, ροπή και τοποθέτηση. Βρίσκονται σε αυτοκίνητα, μηχανήματα, ρολόγια και κιβώτια ταχυτήτων. Οι οδοντωτοί τροχοί εμφανίζονται κυρίως σε συστήματα με αλυσίδες ή ιμάντες. Σε αυτά περιλαμβάνονται ποδήλατα, μοτοσικλέτες, μεταφορείς και άλλα μηχανήματα.
Κατανομή φορτίου
Κατανέμουν το φορτίο σε πολλά δόντια, ώστε η μετάδοση ισχύος να είναι ομαλή και αποτελεσματική. Αυτό σημαίνει ότι υπάρχει ελάχιστη καταπόνηση στα μεμονωμένα δόντια. Οι οδοντωτοί τροχοί κατανέμουν το φορτίο σε μεμονωμένους κρίκους μιας αλυσίδας ή ενός ιμάντα, οδηγώντας σε αυξημένη καταπόνηση συγκεκριμένων σημείων επαφής.
Μέγεθος και κατασκευή
Τα γρανάζια διατίθενται σε διάφορα μεγέθη και κατασκευές. Αυτά περιλαμβάνουν οδοντωτούς, ελικοειδείς, λοξούς, φαλτσοειδείς, σκουληκοειδείς, οδοντωτούς τροχούς με οδοντωτή τροχό και πλανητικά γρανάζια. Αντίθετα, οι κατασκευές των οδοντωτών τροχών είναι πιο τυποποιημένες. Διαθέτουν επίσης απλούστερη κατασκευή, γεγονός που τους κάνει να συνεργάζονται καλύτερα με αλυσίδες και ιμάντες.
Συμπέρασμα
Η κατανόηση των οδοντωτών τροχών είναι απαραίτητη για τη βελτιστοποίηση των μηχανικών συστημάτων. Αυτός ο οδηγός διερευνά τους τύπους οδοντωτών τροχών και τον σχεδιασμό τους. Καλύπτει τον τρόπο με τον οποίο βοηθούν στην καλή λειτουργία της μετάδοσης ισχύος. Η ενισχυμένη γνώση διευκολύνει τη λήψη καλύτερων αποφάσεων στην επιλογή και τη συντήρηση γραναζιών.
Συνεργαστείτε μαζί μας για να βελτιώσετε τα μηχανολογικά σας συστήματα με τα εξειδικευμένα σχεδιασμένα γρανάζια μας. Επικοινωνήστε μαζί μας σήμερα για καινοτόμες λύσεις και εξειδικευμένες συμβουλές προσαρμοσμένες στις ανάγκες σας.
Συχνές ερωτήσεις
Ποιες τεχνικές επεξεργασίας χρησιμοποιούν οι μηχανουργοί στα γρανάζια;
Τα γρανάζια μπορούν να λειανθούν για αθόρυβη λειτουργία. Έχουν υποστεί θερμική κατεργασία, επειδή αυτό ενισχύει την αντοχή και την ανθεκτικότητά τους. Η θέρμανση των οδοντωτών τροχών μετά την κατεργασία τους καθιστά πολύ πιο ισχυρά τα γρανάζια. Αυτή η διαδικασία χρησιμοποιείται κυρίως με τροχούς ή άξονες σε παράλληλα κιβώτια ταχυτήτων με κίνηση από πάνω.
Ποιες είναι οι φόρμουλες υπολογισμού κατεργασίας εργαλείων;
Τα μεγέθη των οδοντωτών τροχών υπολογίζονται με τη χρήση τύπων, ιδίως εκείνων που ισχύουν για τα γρανάζια και τους μεγάλους οδοντωτούς τροχούς. Αυτοί οι τύποι βασίζονται σε πράγματα όπως η γωνία πίεσης της μονάδας, ο αριθμός των δοντιών κ.λπ., η διάμετρος του κύκλου βήματος κ.λπ.
