Bánh răng xoắn ốc và bánh răng côn thẳng: Khung lựa chọn cho hộp số công nghiệp

Cả bánh răng côn xoắn và bánh răng côn thẳng đều truyền chuyển động giữa các trục cắt nhau. Chúng không đơn giản là phiên bản cao cấp và phiên bản tiết kiệm của cùng một bộ phận. Hình dạng răng ảnh hưởng đến cách tải trọng đi vào khớp nối, cách lực được truyền vào ổ trục, phương pháp hoàn thiện nào là khả thi và việc lắp ráp có thể trở nên khó khăn như thế nào.

Bánh răng côn thẳng có các răng kéo dài gần như dọc theo các đường sinh của hình nón. Sự ăn khớp của chúng tương đối đột ngột, đặc biệt là ở tốc độ cao hơn. Bánh răng côn xoắn sử dụng các răng cong; các phần liên tiếp của một răng đi vào tiếp xúc dần dần, điều này có thể làm cho hoạt động êm hơn khi hình học và sự thẳng hàng phù hợp.

Một răng xoắn khôngtự động đảm bảo công suất cao hơn, chạy êm hơn hoặc tuổi thọ dài hơn trong mọi hộp số. Khả năng chịu tải phụ thuộc vào kích thước, vật liệu, xử lý nhiệt, hình học tiếp xúc, độ bền chân răng, bôi trơn và phân bố tải trọng. Tương tự, một bộ bánh răng côn thẳng được chế tạo tốt có thể hoạt động tốt hơn một cặp bánh răng côn xoắn được thiết kế kém.

Bảng này đưa ra xu hướng, không phải là sự thay thế cho tính toán định mức bánh răng hoặc đánh giá thiết kế của nhà cung cấp.

Đối với máy móc mô-men xoắn cao, tốc độ tương đối chậm, thiết kế bánh răng côn thẳng có thể hoàn toàn phù hợp. Ở vận tốc đường chia lớn hơn, sự ăn khớp dần dần hơn của răng bánh răng côn xoắn có thể có lợi cho rung động và tiếng ồn. Tuy nhiên, tiếng ồn cũng phụ thuộc vào ổ trục, động lực học vỏ, khoảng cách lắp đặt, khe hở, bôi trơn và sai sót gia công.

Tránh sử dụng ngưỡng tốc độ đơn lẻ như “trên 500 vòng/phút luôn sử dụng bánh răng xoắn.” Biến số có ý nghĩa là thiết kế hệ thống kết hợp, bao gồm kích thước bánh răng và tải trọng truyền tải.

Đối với các ổ trục cắt nhau, các nhà thiết kế phải xem xét đường kính bánh răng, hình học hình nón, chiều rộng mặt răng, vị trí ổ trục và độ võng trục. Bánh răng xoắn có thể tạo ra các thành phần lực đáng kể mà hệ thống hỗ trợ phải chịu. Thiết kế răng phức tạp hơn không thể khắc phục trục linh hoạt hoặc bố trí ổ trục yếu.

Khi thay thế một bộ bánh răng hiện có, việc thiết kế lại bố trí bánh răng côn thẳng thành bánh răng côn xoắn không phải là thao tác thay thế trực tiếp. Hình học ăn khớp, khoảng cách lắp đặt và tải trọng ổ trục có thể thay đổi. Giữ nguyên hình học ban đầu trừ khi việc chuyển đổi được kỹ sư phê duyệt.

So sánh đơn giản dựa trên mô-đun hoặc số răng là gây hiểu lầm. Đánh giá có trách nhiệm kiểm tra ứng suất uốn chân răng và tiếp xúc mặt răng, cùng với các yếu tố ứng dụng, chu kỳ làm việc, sự thẳng hàng và bôi trơn. Đối với định mức bánh răng côn, các kỹ sư có thể sử dụng loạt ISO 10300 liên quan, tùy thuộc vào khả năng áp dụng và giới hạn đã nêu của nó. Các tham chiếu hình học ban đầu nên được chọn phù hợp, bao gồm khuôn khổ ISO 23509-1 hiện tại.

Đối với thiết bị chịu tải sốc nặng, phổ tải trọng là quan trọng. Các sự kiện đỉnh có thể quyết định thiết kế ngay cả khi công suất trung bình khiêm tốn. Nhãn tên động cơ một mình có thể không tiết lộ các tình huống kẹt hoặc đảo chiều thường xuyên.

Hình học bánh răng côn thẳng có thể cho phép quy trình sản xuất ít phức tạp hơn trong một số dự án. Hình học bánh răng côn xoắn, đặc biệt là với việc sửa đổi mặt răng có chủ ý, đòi hỏi sự kiểm soát chặt chẽ cặp bánh răng và việc kiểm tra phù hợp. Phương pháp sản xuất phải phù hợp với bản vẽ và tiêu chí chấp nhận thay vì chỉ được chọn theo giá.

Hunan Ruida công khai liệt kê cả hai dòng sản phẩm. Phạm vi sản phẩm được công bố của họ bao gồm bánh răng côn thẳng có mô-đun 12–40 mm và đường kính phôi 150–1700 mm, và bánh răng côn xoắn có mô-đun 2–45 mm và đường kính phôi 50–2300 mm. Khả năng thực hiện riêng lẻ phụ thuộc vào thành phần cụ thể.

Tình huống A: Ổ trục phụ trợ khai thác tốc độ thấp.Một hộp số hiện có sử dụng một cặp bánh răng côn thẳng lớn và hoạt động chấp nhận được. Yêu cầu thay thế nên ưu tiên khả năng tương thích về kích thước và ăn khớp, vật liệu và kiểm tra. Thay đổi hình dạng răng chỉ để theo đuổi lợi ích tiếng ồn lý thuyết sẽ phát sinh chi phí và rủi ro thiết kế lại.

Tình huống B: Hộp số công nghiệp góc vuông chính xác.Người mua yêu cầu kiểm soát rung động và ăn khớp nhất quán trong quá trình hoạt động liên tục. Một bộ bánh răng côn xoắn được thiết kế phù hợp có thể hấp dẫn, nhưng độ cứng trục và kiểm soát lắp đặt vẫn rất quan trọng.

Tình huống C: Dự án phụ tùng thay thế không có bản vẽ.Câu hỏi đầu tiên thực tế không phải là bánh răng xoắn so với bánh răng thẳng. Đó là liệu hình học răng ban đầu, bố trí lắp đặt và bánh răng ăn khớp có thể được phục hồi đủ chính xác để duy trì chức năng hay không.

Đây là các tình huống kỹ thuật minh họa, không phải là các nghiên cứu điển hình của khách hàng Ruida đã công bố.

Tránh chỉ viết “bánh răng côn xoắn, độ chính xác cao” trên RFQ. Xác định góc trục, tỷ số truyền, hướng răng, kích thước lắp đặt, khe hở cho phép, độ chính xác và cơ sở kiểm tra. Cũng tránh giả định tất cả các ổ trục 90 độ là hệ thống bánh răng côn xoắn: các kiến trúc khác có thể phù hợp hơn tùy thuộc vào độ lệch, không gian đóng gói và tỷ số truyền.

Chọn bánh răng côn thẳng khi nó đủ tiêu chuẩn kỹ thuật và sự đơn giản trong tích hợp là quan trọng. Chọn bánh răng côn xoắn khi đặc điểm ăn khớp của nó phù hợp với mục tiêu hiệu suất và quy trình sản xuất/lắp ráp có thể hỗ trợ hình học. Trong cả hai trường hợp, hãy yêu cầu đánh giá cặp bánh răng, không chỉ báo giá một thành phần.

Một bộ bánh răng hypoid cũng sử dụng hình học răng cong, nhưng các trục của nó bị lệch thay vì cắt nhau. Nó không nên được mô tả là giống hệt với bộ bánh răng côn xoắn. Độ lệch làm thay đổi hình học, điều kiện trượt, phân bố lực và các cân nhắc về bôi trơn. Khi bản vẽ của OEM chỉ ra bố trí trục bị lệch, việc chỉ yêu cầu 'bánh răng côn xoắn' có thể dẫn đến sai dòng sản phẩm.

Tương tự, cụm từ bánh răng miterxác định một cặp bánh răng côn có tỷ số truyền 1:1; nó không chỉ định dạng răng. Một cặp 1:1 có thể sử dụng răng thẳng hoặc răng xoắn tùy thuộc vào thiết kế.

Đầu tiên, xác định xem các trục có cắt nhau hay không và liệu hình học đã được cố định bởi vỏ hiện có hay chưa. Thứ hai, ghi lại tốc độ, nhiệm vụ, mục tiêu tiếng ồn hoặc rung động và các lực cho phép. Thứ ba, đánh giá hai dạng răng dựa trên khả năng sản xuất và điều kiện lắp đặt. Thứ tư, sử dụng định mức chính thức và đánh giá tiếp xúc nếu mức độ tải trọng yêu cầu. Thứ năm, hoàn thiện tiêu chí kiểm tra tương ứng với hệ thống đã chọn.

Trình tự này ngăn chặn việc mua hàng chọn nhãn danh mục trước khi vấn đề truyền động được xác định. Nó cũng tạo ra một lý do nhất quán nếu nhà cung cấp sau đó đề xuất thay đổi hình học.

Yêu cầu đánh giá kỹ thuật:Chia sẻ bản vẽ, công suất, tốc độ, tỷ số truyền và các ràng buộc của hộp số để so sánh bố trí bánh răng côn phù hợp.

Cần xem xét biên tập kỹ thuật trước khi xuất bản.