Käigutüübid: Kategooriad, rakendused ja näpunäited: Klassifikatsioonid, rakendused ja näpunäited

Mis on käik?

Hammasratas on mehaaniline komponent. See koosneb hammasratastest või hammasratastest, millel on hambad. Need sobivad kokku, et edastada pöörlemist ja pöördemomenti ühelt võllile teisele. See täpne haakumine väldib kompromisse. Need võivad põhjustada ebajärjekindlat kiirust ja võimsust. Hammasrattad on paljudes sektorites kriitilised komponendid. Need on autotööstus, masinad, lennundus ja robootika. Hammasrattaid kasutatakse kiiruse reguleerimiseks ja jõu ülekandmiseks.

Käigutööstuses puudub standard. Ometi liigitatakse hammasrattaid hammaste ja pöörlemissuuna alusel. See illustreerib, kuidas käsitletakse erinevaid hammasrataste tüüpe ja erikasutusviise. Seda rakendatakse paljudes erinevates mehaanilistes süsteemides. See aitab illustreerida, kuidas hammasrattaid projekteeritakse keeruliste konfiguratsioonide jaoks.

Olulised käiguterminoloogiad

Põhilised hammasrataste parameetrid

Hammasratastel on parameetrid. Need on hammasrataste tehnilised omadused. Need parameetrid on nõutavad tööstuse inseneridele. Kõiki neid parameetreid kohaldatakse hammasratta erinevate osade suhtes. Need määravad, kuidas hammasratas töötab ja milline on selle jõudlus.

Hammaste arv: Hambad on teravate servadega ja ümbritsevad hammasratast täielikult. Hammaste arv peaks olema täisarv, mis võib mõjutada hammasratta suhet, mis on hammasratta jõudluse oluline aspekt. Rohkem hambaid muudab liikumise sujuvamaks, kuid nõuab täpset valmistamist.

Täissügavus: Täissügavust mõõdetakse hamba tipust kuni selle madalaima punktini. See tagab, et kõnealune hammasratas suudab kanda ettenähtud koormust. Samuti võimaldab see hammasratta nõuetekohast toimimist mehaanilises süsteemis.

Kriitilised ringid ja läbimõõdud

Pitch Circle: Pitch Circle on kujuteldav ring, mis näitab käigu suurust. See on oluline hammasrataste omavahelise haardumise puhul. Nende sammu ringid peavad töötamise ajal hästi kokku sobima… Pikiring jagab hamba adendumiks ja dedendumiks.

Juurring:Juurringi nimetatakse mõnikord ka siseläbimõõduks. See tähistab hamba põhja, täpsemalt selle kõrgust. Seda kõrgust kasutatakse hamba sügavuse ja tugevuse arvutustes.

Outside Circle: Välismõõtude puhul näitab välisring, millisest läbimõõdust algab märgistus ja kust algab hammaste otsad ülalt alla. Sellest sõltub üldine suurus ja süsteemis olevate hammasrataste omavaheline vahetatavus.

Telgede läbimõõt: Kõrgusläbimõõt on määratletud kui kõrgusringi läbimõõt. Seega on kahe hammasratta vahelise kauguse hindamine omavahelises haakumises väga oluline. See hoiab ära katkestused, mis tekivad siis, kui seda protsessi ei juhita hästi…

Pitch ja moodul

B See mõõdab kahe kõrvuti asetseva hamba vahelist kaugust sammu ringil. See on oluline paigutuse ja koostoime mõistmiseks.

Moodul: See on suhe, mis saadakse, kui jagada sammu ringi läbimõõt π-ga (pi). Hammasrataste analüüsis kasutatakse seda sageli hammasrataste suuruse ja vahekauguse arvutuste lihtsustamiseks.

Diametral Pitch: Käigukasti hammaste arv jagatuna sammu ringi läbimõõduga. Sama diameetrilise sammuga hammasrattad haakuvad hästi. Seetõttu on see oluline parameeter hammasrataste ühilduvuse jaoks.

Paksus ringikujuline: Mõõtmine, mis määrab, kui paks on hammas üksikult vaadatuna ümberringi. Need mõõtmised tagavad, et hammasratta suudab taluda nende töö käigus rakendatavaid jõude.

Nurgad ja punktid

Rõhunurk: Hammaste kokkupuutepunktis asuva ühise normaaljoone ja ühise puutuja nurga vaheline nurk piki ringjoont. See mõjutab nii jõuülekannet kui ka hammasrataste töö sujuvust.

Pitch Point: Punkt, kus kahe omavahel haakuva hammasratta kokkupuutepunktid asuvad nende vastavatel sammujoontel. Sellest punktist sõltub hammasrataste täpne joondamine; seega on see sujuv.

Pinnakate: Hambaga hammasratas on teadaolevalt asendanud kujuteldava veereva silindri pinda. See aitab meil mõista hammasrataste liikumist nende koostoimimisel.

Addendum, Dedendum ja Depths.

Addendum & Dedendum: Radiaalkaugus ulatub liitekohast kuni hamba aluseni. See tagab hammasratta korraliku kontakti laadimise ajal.

Addendum Circle & Dedendum Circle:

Baasiring: Sellest on tuletatud involuutsete hammaste profiilid. See määrab 13-hammaste struktuuri kuju ja tugevuse.

Totaalsügavus & Töösügavus: Radiaalne erinevus on liitmis- ja dedendumi ringide vahel. Töösügavus tagab hammasrataste sobivuse lisandusringist vabastusringini.

Hambapaksus ja hambavahe: See on hamba laius pigi ringil. Need näitajad aitavad määrata hammaste vahekaugusi ja nende koostoimet hammasratta süsteemiga.

Käiguklassifikatsioon

Hammasrataste tüübid hammaste kuju alusel

Hammaste kuju järgi eristatakse kolme peamist tüüpi hammasrattaid: evolutsiooniline, tsükloidne ja trohoidne hammasratas. Evolventse hammasratta tuntakse kõverate profiilide tõttu, mis tagavad sujuva jõuülekande. Tsükloidsed hammasrattad on kumerad. See kuju muudab need mõnel juhul tõhusamaks kui teised. Trohoidsete hammasrataste hambad on ainulaadsed. Need lasevad hammasratastel teatud tingimustel hästi töötada.

Käigutüübid telgede konfiguratsiooni alusel

Hammasrattaid saab liigitada ka nende telgede konfiguratsiooni alusel. Paralleelteljelised hammasrattad paiknevad paralleelsetel võllidel, mis jagavad sama tasandit. Neil on suur tõhusus liikumise ülekandmisel, nagu ka spiraalhammasratastel ja hammasratastel. Teljed hammasrattad kohtuvad ühes punktis. Näiteks on koonusratas. See tüüp kohtub tasapinnal. See säilitab kõrge kasuteguri. Seevastu tigukangi võllid ei kohtu ega kulge paralleelselt. See põhjustab madalat kasutegurit.

Erinevad käigud

Käiguvahetus on iga masina puhul ülioluline. See edastab pöörlemist ja jõudu osade vahel. Neid on mitmesuguseid. Need rahuldavad paljusid mehaanilisi vajadusi erinevates tööstusharudes. Insenerid peavad tundma iga käigutüübi omadusi ja konstruktsiooni. Nad kasutavad neid teadmisi, et valida oma vajaduste jaoks parimad.

Spuri hammasratas: Spuri hammasrattad on lihtsad. Nende hambad on paralleelselt pöörlemisteljega. See tähendab, et nad saavad haakuda ainult teiste spuriratastega, mille teljed on paralleelsed. Seda liiki hammasrattaid kasutatakse laialdaselt, sest need on lihtsad, odavad ja kergesti hooldatavad. Seega tuleb valupraktikas kasutada mõõduka kiirusega rakendustes, nagu veski ajamid ja tõsteseadmed.

Helical Gear: Helical gears on hammastega, mis on lõigatud telje suhtes nurga all. Nad on vaiksemad ja vibreerivad vähem kui hammasrattaid. Nende hammasrataste jaoks sobivad kõige paremini suure kiirusega rakendused. Samuti suudavad nad kanda suuremat koormust, mistõttu sobivad nad autode käigukastide ja raskete masinate jaoks.

Kaksikspiraalhammasratas: Kaksikspiraalhammasratas koosneb kahest paralleelsest spiraalsest küljest, mille vahel on vahe; seega puudub aksiaalne tõukejõud ja töö on sujuvam. See on väga soovitatav suure kiirusega ja suure ülekandearvuga rakenduste jaoks. Seda tüüpi kasutatakse ka löökide ja vibratsioonide summutamiseks.

Herringbone Gear: Herringbone hammasratas on nagu kahekordne spiraalhammasratas. Kuid neil ei ole kahe külje vahel ruumi. See muudab need ideaalseks suurte löökide ja vibratsiooni korral. Kuid nende keerukas tootmisprotsess ja kulukus takistavad nende laialdast kasutamist.

Torujälgimine: Torujälgimisel on uss ja ussiratas. Need on mõeldud ristumata võllide jaoks, mis on täisnurga all. Sellel on suured redutseerimissuhted. Selline hammasratas on tuntud vaikse töö poolest. Seega on see parim aeglase-keskmise kiirusega ja löökkoormusega juhtudeks.

Karniir: Kettamehhanismid edastavad jõudu teatud nurga all, näiteks 90 kraadi all ristuvate võllide vahel. Neid kasutatakse tavaliselt autode diferentsiaalides, elektritööriistades ja juhtimissüsteemides. Seda seetõttu, et nad suudavad tõhusalt töödelda suurt pöördemomenti.

Rack and Pinion: See käigutüüp muudab pöörlemise lineaarseks liikumiseks või vastupidi. See on võtmetähtsusega juhtimissüsteemides, CNC-masinates ja lineaarsetes ajamites. Hammasrataste ja hammasrataste abil saab täpselt juhtida liikumist. Seetõttu vajavad paljud kasutusalad sellist tüüpi toodete tõhusust.

Planetaarratas: Planetaarratastel on keskne päikesehõlm, mitu planetaarratast ja väline hammasratas. Need annavad väga suured alandamissuhted. Nad on ka piisavalt kompaktsed, et kanda suuri koormusi. See teeb need populaarseks autodes, robotites ja masinates, mis vajavad seda kombinatsiooni.

Sisene käik: Sisekäigukettaid kasutatakse peamiselt planetaarajamites ja võlliühendustes. Sellistel hammasratastel on hambad koonuse või silindri sees, mis võimaldab neil ühtmoodi keerata. Meil on vaja spetsiifilisi hammasrataste joondamise ja pöörete juhtimise nõudeid.

Mehaaniliste hammasrataste tööpõhimõtted

Hammasrataste võrgusilma ja liikumise ülekandmine

Hammasrattad töötavad, kui nende hammasrattad põimuvad, et nihutada kiirust ja liikumist. Hammasratta hambad haakuvad teise hammasratta hammastega. See võimaldab neil pöörlemist edasi anda. Seejuures tekib mehaaniline eelis, kuna pöördemoment, kiirus ja pöörlemissuund muutuvad. Sel viisil toimub hammasrataste liikumise ülekanne tõhusalt, peamiselt tänu haakumisele.

Hammasratta ja võlli vaheline ühendus

Sellisel kujul pöörlevad hammasrattad piki võlli, millele nad on paigaldatud. See tähendab, et liikumist saab edastada ühelt käigukangilt teisele mööda võlli toimuva hammasrataste liikumise kaudu. Hammasrattad paigutatakse nõuetekohaselt võlli abil. Võlli abil hoitakse hammasrattad stabiilsena ja joondatuna, et nad töötaksid õigesti. Kui võllid ei oleks paigas, oleks tõenäoline, et hammasrattaid ei säilitaks oma konfiguratsiooni tõhusaks liikumiseks.

Ajav käik vs. ajav käik

Igas käigukomplektis on olemas kaks peamist tüüpi: ajav ja ajav käik. Ajav käik põhjustab liikumist ajatavas käigukastis, pööreldes ise. Seega toimub liikumine tänu mehhanismi teiste osade koostoimele. See tuleneb sellest, et kui juhtiv käik hakkab liikuma, mõjutab selle pöörlemine otseselt seda, kui kiiresti või aeglaselt töötab ajendatud käik. See tagab sujuva käigu.

Hammasrataste valmistamisel tavaliselt kasutatavad materjalid.

Metallid ja sulamid

S45C

S45C teras kuulub standardisse JISG4051-79 (94), mida Hiinas tuntakse 45 terasena, sarnaste nimetustega Jaapanis (S45C) ja Taiwanis (S45C). See on kõrgekvaliteediline süsinikteras, millel puuduvad struktuurivead. Selle mikrostruktuur on ühtlane kogu selle massivahemikus. Selle kulumiskindlus suureneb, mida rohkem on selles üle 0,4% süsinikusisaldust. See vajab siiski nõuetekohast kuumtöötlemist karastamise ajal, et mitte põhjustada deformatsiooni või pragunemist.

SUS304

Seda nimetatakse ka 06Cr19Ni10 või lihtsalt 304, see on näide roostevabast terasest. Sellel on suurepärane korrosioonikindlus ja mehaanilised omadused. Siiski on seda võimalik kuumvormida. Selliseid protseduure nagu painutamine ja stantsimine saab teha ilma karastamata. See teras jääb samaks temperatuuril -196 °C kuni 800 °C. Toiduaineklassi 304 puhul on rohkem eeskirju kroomi, nikli ja raskemetallide kohta.

40Cr

Hiina vaste SCr440 (Jaapan), 5140 (USA) ja ISO 41Cr4. Seda kohaldatakse masinaehituses. See on tingitud selle füüsikalistest omadustest pärast karastamist ja karastamist. Teisest küljest on tal parem karastatavus kui S45C terasel. Seda saab kasutada hammasrataste, õlipumba rootorite jne jaoks. Need töötavad suurte koormuste ja keskmise kiirusega.

Plastmaterjalid

POM (polüoksümetüleen)

Seda tuntakse oma erakordsete omaduste tõttu “superterasena”. Seda nimetatakse polüatsetaalideks või atsetaalvaikudeks. POM toimib temperatuuril -40°C kuni +100°C. Sellel on hea kulumiskindlus ja enesevõimendumine. POM on parem kui paljud teised tehnilised plastid. Näiteks on selle tõmbetugevus umbes 70 Mpa. Sellel on ka madal veeimavus, hea mõõtmete stabiilsus ja läikiv välimus.

Nailon

Nailonist hammasrataste populaarsus tuleneb nende määrdevabast omadusest. Need sobivad rakendustes, mis nõuavad madalamat mürataset. Nad sobivad ka kergete hammasrataste jaoks. Samuti muudavad selle ainulaadsed omadused selle polümeeri sobivaks spetsiaalsete hammasrataste jaoks. Need on rakendused, kus müra töötamise ajal peab olema minimaalne.

Komposiitmaterjalid

Keraamika

Ränikarbiid ja muud täiustatud keraamilised materjalid on kõvad ja kulumiskindlad. Neid kasutatakse nende omaduste tõttu. Sellised materjalid on peamiselt mõeldud kasutamiseks rasketes tingimustes. Hoolimata sellest, et nad on rabedad, toimivad nad hästi ekstreemsetes tingimustes.

Metallimaatriksiga komposiidid

Need komposiidid ühendavad endas metallide tugevuse ning keraamika kõvaduse ja korrosioonikindluse. Need on ideaalsed rakenduste jaoks, mis vajavad metallide sitkust. Samuti peavad nad paremini tundma keraamika omadusi. Need omadused aitavad materjalidel vastu pidada karmidele kasutusnõuetele.

Käigukasti projekteerimise ja valiku kaalutlused.

Majanduslik eelarve

Kohandamise hind on alati olnud kõrge käiguvalikuga. Tootjad vajavad sageli kohandatud disainiga hammasrattaid. Nad peavad vastama insenerijoonistele ja soovitustele. Neid vajadusi tuleb sobitada olemasoleva eelarvega.

Disain ja standardid

Hammasratastel on palju spetsifikatsioone, standardeid ja tolerantse. Ükski lähenemisviis ei sobi kõigile olukordadele. Seetõttu peaksid ettevõtted määratlema oma spetsiifilised standardid. See võib hõlmata ka teiste riikide, näiteks USA või Jaapani kaalumist, kui kohalikud eeskirjad on ebapiisavad.

Ruumi konfiguratsioon

Kuigi hammasrattad paiknevad tavaliselt võllide keskel, võivad tootmisvajadused dikteerida teisiti. Sellised muudatused võivad tähendada hammaste kuju ja paksuse muutmist või tihedalt sobivate sisemiste hammasrataste valimist.

Edastamise vajadused

Hammasrattad on olulised masinaosade vahelise liikumise ja pöördemomendi ülekandmisel. Igal osal on ainulaadsed nõuded; seetõttu valivad tootjad vastavalt sellele sobivad käigukangid. Nad muudavad hammasrataste tüüpi ja konstruktsiooni vastavalt liikumise ja pöördemomendi nõuetele.

Teenuse tingimused

Käiguvalikut mõjutavad paljud tegurid, näiteks kaal, hõõrdumine, müra, vibratsioon ja pinge. Samuti on olemas keskkonnategurid, nagu temperatuur, puhtus ja niiskus. Neid tegureid võetakse arvesse, kui otsustatakse hammasrataste materjalide, töötluse või määrimise üle.

Materjali valik

Käiguvalik sõltub sellest, kui hästi nad erinevatele tingimustele vastu peavad. Nende hulka kuuluvad äärmuslikud temperatuurid, tolm ja muud. Mõned materjalid on roostevaba teras (SUS304), süsinikteras (S45C), nailon jne. Need tagavad vastupidavuse teatud tingimustes.

Käigukonfiguratsiooni üksikasjad

• Moodul ja hammaste arv : Valige vastavalt soovitud ülekandesuhtele ja ruumi olemasolule,
• Käigu suurus: Valige vastavalt paigalduskoha ruumivajadusele,
• Pöördemomendi nõuded: Enne käigu valimist tuleb arvesse võtta süsteemi koormuse pöördemomendi võimekust,
• Sisemise augu kuju: Valige positsioneerimiseks või kinnitamiseks võtmeava. Muul juhul valige ümmargune auk vastavalt paigaldus- või ühendamisvajadustele.

Käigutüüpide rakendused

Hammasrataste eelised ja puudused

Hammasrataste eelised

• Tõhus jõuülekanne: Need võimaldavad suuri kiirussuhteid väikeses ruumis minimaalse energiakulu juures.
• Täpne kiiruse ja pöördemomendi kontroll: See võimaldab täpset juhtimist, mis muudab selle kohaldatavaks erinevate mehaaniliste vajaduste puhul.
• Mitmesugused rakendused: Vastavalt nõudlusele iga käigu järele on saadaval arvukalt erinevaid tüüpe ja suurusi.
• Kompaktne disain: See aitab säästa ruumi ja integreeruda erinevatesse seadeldistesse sujuvalt.
• Vähese hooldusega: Tänu nende vastupidavusele ja pikale elueale on vaja ainult lihtsat määrimist.
• Fikseeritud kiiruse suhe: Liikumine mitteparalleelsete võllide vahel lõikub ideaalselt, tagades ühtlase jõudluse.

Hammasrataste puudused

• Komplekssed süsteemid: Selliste süsteemide täpne paigaldamine võib olla keeruline, nagu ka nende hooldamine,
• Müra ja vibratsioon: Suur kiirus või valesuunaline paigutus põhjustab seda probleemi, mis takistab süsteemi mugavat kasutamist,
• Piiratud pikamaa-võimekus: Ei ole võimeline liikumist üle pika vahemaa üle kandma,
• Kahjustusoht suure koormuse korral： Kõige suurem kahju võib tekkida, kui hammasratastega on viga,
• Paindlikkuse puudumine： Paljudel juhtudel piirab operatiivne jäikus selle rakendamist erinevates olukordades,
• Kõrged tootmiskulud： Tootmis- ja koosteprotsessid on ostjatele majanduslikult koormavad.

Mis vahe on hammasratastel ja hammasratastel?

Hammasrattad ja hammasrattad annavad jõudu kõigele alates jalgratastest kuni masinateni. Need on meie igapäevaelu oluline osa. Need hõlbustavad sujuvat jõuülekannet, suunates seeläbi täpset liikumist. Nii hammasrattad kui ka ketirattad ajavad masinaid. Kuid nende eraldi konstruktsioonid muudavad nad paremaks erinevate funktsioonide jaoks, sarnaselt kruvikeeraja ja mutrivõtmega.

Kuju ja disain

Hammasratastel on hambad. Hambad on ebakorrapärase kujuga pusletükid. Nad sobivad kokku. Seetõttu haakuvad nad hästi teiste hammasratastega. Seevastu hammasrataste hambad on üksteisest eemal, et nad saaksid korralikult keti või rihma külge haarduda.

Võimsuse ülekandmise mehhanism

Hammaste omavahelise ühendamise kaudu võimaldavad hammasrattad jõuülekannet, mille tulemuseks on pidev liikumine. Hammasrataste energia ülekandmine toimub ketilülidest kinni haarates. See on sarnane jalgrattakettiga, mis pöörleb ümber hammasrataste.

Rakendused

Hammasrattaid kasutatakse täpseks kiiruseks, pöördemomendiks ja positsioneerimiseks. Neid võib leida autodes, masinates, kellades ja käigukastides. Hammasrattaid kasutatakse peamiselt ketaste või rihmadega süsteemides. Nende hulka kuuluvad jalgrattad, mootorrattad, konveierid ja muud masinad.

Koormuse jaotamine

Nad jaotavad koormuse paljude hammaste vahel, nii et jõuülekanne on sujuv ja tõhus. See tähendab, et üksikute hammaste koormus on minimaalne. Ketid jaotavad koormuse ketile või rihmale eraldi lülidele, mis põhjustab suuremat koormust konkreetsetele kokkupuutepunktidele.

Suurus ja ehitus

Hammasrattad on eri suuruses ja konstruktsiooniga. Nende hulka kuuluvad spiraal-, spiraal-, koonusjaotus-, ussitüüpi, hammasratta- ja planetaarrattaid. Seevastu hammasrataste konstruktsioonid on standardsemad. Neil on ka lihtsam konstruktsioon, mistõttu nad töötavad paremini koos kettide ja rihmadega.

Kokkuvõte

Hammasrataste mõistmine on mehaaniliste süsteemide optimeerimiseks hädavajalik. Selles juhendis uuritakse hammasrataste tüüpe ja nende konstruktsiooni. Selles käsitletakse, kuidas need aitavad jõuülekandel hästi toimida. Paremad teadmised hõlbustavad paremate otsuste tegemist käiguvahetuse valikul ja hooldusel.

Tehke meiega koostööd, et täiustada oma mehaanilisi süsteeme meie asjatundlikult projekteeritud hammasrataste abil. Võtke meiega juba täna ühendust, et saada uuenduslikke lahendusi ja teie vajadustele vastavat asjatundlikku nõu.

KKK

Milliseid töötlemistehnikaid kasutavad mehaanikud hammasrataste puhul?

Hammasrattad saab vaikseks tööks siledamaks lihvida. Need on kuumtöödeldud, sest see suurendab nende tugevust ja vastupidavust. Hammasrataste kuumutamine pärast freesimist muudab need palju tugevamaks. Seda protsessi kasutatakse enamasti rataste või võllide puhul paralleelselt pealtkäivitatavates käigukastides.

Millised on hammasrataste töötlemise arvutusvalemid?

Hammasrataste suurused arvutatakse valemite abil, eriti nende, mida kohaldatakse hammasrataste ja suurte hammasrataste suhtes. Need valemid tuginevad sellistele asjadele nagu mooduli survenurk, hammaste arv jne, sammu ringi läbimõõt jne.