Cutie de viteze elicoidală

Roțile dințate elicoidale ale a angajați într-un ritm lent și treptat, începând de la capătul îndepărtat al dintelui și menținând contactul până când întregul angrenaj se învârte în cuplare completă. Unghiul de spirală al angrenajului elicoidal din interiorul cutiei de viteze este în mod normal de 15 până la 30 de grade. Raportul unui angrenaj elicoidal este de obicei 3:2 până la 10:1. Ca rezultat, o cutie de viteze elicoidală poate fi folosită pentru a transmite împingeri masive. Angrenajele elicoidale sunt lubrifiate și susținute de rulmenți speciali. Designul său prezintă roți dințate elicoidale cu dinți înclinați, oferind o funcționare lină și silențioasă, minimizând în același timp jocul. Acest tip de cutie de viteze este utilizat pe scară largă în diverse aplicații, inclusiv auto, mașini industriale și sisteme de transmisie a puterii, datorită eficienței și fiabilității sale ridicate.

Cutie de viteze elicoidale

Ce este cutia de viteze elicoidală?

Ce este o cutie de viteze elicoidală? O cutie de viteze elicoidală este similară cu o pereche de roți dințate din hârtie, dar cele două seturi de arbori se încrucișează în unghiuri diferite. Distanța centrală a fiecărui set de angrenaje elicoidale nu este un număr întreg, deci este important să vă asigurați că cele două seturi de arbori au aceeași lungime. Acest lucru este important pentru aplicațiile în care zgomotul este o considerație. De asemenea, rețineți că angrenajele elicoidale sunt în general silențioase și netede.

Cutiile de viteze elicoidale au multe avantaje față de alte tipuri de cutii de viteze. O cutie de viteze elicoidală poate avea mai mulți dinți care se angajează în aceeași direcție, ceea ce le permite să asigure un contact constant pe o perioadă lungă de timp. Cutiile de viteze coaxiale elicoidale sunt adesea folosite în aplicații grele. Eficiența și calitatea lor sunt de neegalat de alte tipuri de cutii de viteze.

Caracteristici ale cutiei de viteze elicoidale

Roțile dințate elicoidale pot fi reglate pentru a modifica unghiul de rotație cu 90 de grade atunci când sunt montate pe arbori perpendiculari. Angrenajul elicoidal este un tip de angrenaj versatil. Configurația sa unghiulară îi permite să gestioneze cupluri de până la 750 Nm. Este deosebit de util pentru aplicațiile rotative, unde unghiul de rotație este critic. În timp ce angrenajul elicoidal este utilizat în principal în mișcarea înainte, poate fi folosit și pentru transferuri la intervale joase. Cu toate acestea, deoarece viteza de gamă joasă este lentă, nu produce un scâncet neplăcut.

Roțile dințate elicoidale sunt mai durabile decât roți dințate drepte și necesită mai puține piese interne. Drept urmare, sunt, de asemenea, mai ușoare decât roți dințate drepte. O cutie de viteze elicoidală poate fi făcută din mai puține piese și cântărește mai puțin. Singurul dezavantaj este complexitatea procesului de fabricație, care crește prețul cutiei de viteze elicoidale pe piesă. În ciuda acestui fapt, o cutie de viteze elicoidală este de obicei silențioasă și mai robustă decât un angrenaj drept.

Cutie de viteze elicoidală

Tipuri de cutii de viteze elicoidale

Există mai multe tipuri de cutii de viteze elicoidale, cum ar fi cutia de viteze elicoială în linie, cutia de viteze elicoidă cu melc, , cutie de viteze cu motor elicoidal tec. Ele diferă prin eficiență și prin zgomot. Roțile dințate elicoidale produc tracțiune axială, ceea ce înseamnă că cutia de viteze necesită rulmenți axiali pentru a acomoda această forță. Spre deosebire de aceasta, roți dințate drepte nu produc nicio tracțiune axială, deși nu se integrează la fel de bine. Unele angrenaje elicoidale necesită răcitoare de ulei, în timp ce altele nu. În comparație cu roți dințate drepte, angrenajele elicoidale produc mai puține zgomote, făcându-le ideale pentru autoturisme și pentru uz casnic.
Forma principală a dintelui unei cutii de viteze elicoidale prezintă un raport de viteză fix, chiar dacă golurile centrale nu sunt complet setate. Această cerință este uneori denumită regula fundamentală a angrenajului. Angrenaje elicoidale au avantajul de a fi asemănătoare cu roți dințate din hârtie, prin aceea că trebuie să se clatine în direcții opuse. Tipurile de cutii de viteze elicoidale sunt stânga sau dreptaci, în funcție de montarea lor pe arbori paraleli.

Aplicație cutie de viteze elicoidală

Când luați în considerare o aplicație cu cutie de viteze elicoidală, este esențial să luați în considerare mai mulți factori. Dimensiunea, greutatea și profilul angrenajelor ar trebui să se potrivească cu volumul de lucru și cu mediul aplicației. Trebuie luate în considerare unghiul elicei și decalajul său central asociat. Mai mult, aplicația ar trebui să fie silențioasă, deoarece un mediu zgomotos sau claustrofob poate afecta negativ performanța ansamblului de viteze. Valoarea reală a pasului poate varia în funcție de unghiul helixului, iar în acest scop a fost dezvoltată o metodologie dedicată.

O altă caracteristică importantă a cutiei de viteze elicoidale este eficiența acestora. Raportul dintre dinții angrenajului și suprafața totală permite un raport de contact general mai mare. O cutie de viteze elicoidală proiectată corespunzător are, de asemenea, mai puțin zgomot și vibrații decât angrenajele drepte. Dacă angrenajul elicoidal nu este proiectat corespunzător, ar putea fi mult mai zgomotos decât un angrenaj drept. Pentru a obține angrenajul elicoidal perfect pentru aplicația dvs., oferim soluții de inginerie și software pentru performanțe optime ale cutiei de viteze.

Aceste tipuri de cutii de viteze elicoidale sunt utilizate în industriile în care viteza și eficiența sunt importante. Unele industrii care folosesc angrenaje elicoidale sunt industria textilă, plastică, cauciuc, zahăr, hârtie și ciment. Alte aplicații includ transportoare, concasoare și mixere. Unele dintre celelalte tipuri comune de angrenaje elicoidale sunt utilizate în compresoare și suflante. Angrenajul elicoidal este, de asemenea, utilizat în industria metalurgiei, unde cuplul mare generat de un rotor creează o mașină mai silențioasă și mai eficientă din punct de vedere energetic.

Aplicație cutie de viteze elicoidală
Aplicație cutie de viteze elicoidală
Aplicație cutie de viteze elicoidală
Aplicație cutie de viteze elicoidală

Design cutie de viteze elicoidală

Designul cutiei de viteze elicoidale are o serie de avantaje. În primul rând, oferă îndepărtarea împingerii. Acest lucru este posibil deoarece angrenajele sunt dispuse la un unghi față de axa de rotație. Acest design poate avea doi arbori diferiți, dintre care unul este orientat pe partea dreaptă a cutiei de viteze. Unghiul elicei crește pe măsură ce crește puterea transportată de roți dințate. Prin urmare, carcasa cutiei de viteze elicoidale trebuie să poată face față acestor forțe suplimentare. În plus, designul cutiei de viteze elicoidale este mai mare și mai greu decât cutiile de viteze convenționale.

În ceea ce privește construcția și funcționarea, cutiile de viteze elicoidale sunt o opțiune bună pentru sistemele de transmisie. Ele sunt de obicei utilizate în aplicații auto datorită performanței lor netede. Acest lucru este posibil deoarece conțin dinți speciali tăiați în unghi. Pe măsură ce treapta de viteză se transformă în cuplare completă, aceste trepte se contactează treptat. Acest lucru creează o cantitate mare de forță. Este, de asemenea, mai silențios decât roți dințate convenționale. Designul său modular oferă, de asemenea, beneficii în ceea ce privește inginerie și performanță. Cutiile de viteze elicoidale pot fi fabricate economic, menținând în același timp cele mai înalte standarde de integritate a componentelor.

Elicopterele sunt un alt exemplu de cutie de viteze elicoidală. Cele două jumătăți ale angrenajului elicoidal trebuie să se eșaleze una față de cealaltă pentru a se potrivi corect. Același lucru este valabil și în cazul angrenajelor drepte. Jumătățile radiale trebuie să fie și ele paralele. În plus, angrenajele elicoidale trebuie să fie simetrice pe direcția axială. Acest tip de cutie de viteze necesită o angrenare mai complexă.

Cutie de viteze cu reducere elicoidală
Cutie de viteze cu reducere elicoidală
Cutie de viteze cu reducere elicoidală

Cutie de viteze melcat vs cutie de viteze elicoidale

Comparația dintre o cutie de viteze cu melc și o cutie de viteze elicoidală este o parte cheie în determinarea celei mai bune soluții pentru aplicația dvs. În timp ce reductoarele cu angrenaje melcate sunt în general mai eficiente decât cele elicoidale, un spațiu mai mare în centru face o cutie de viteze melcat mai eficientă. De exemplu, o unitate normală cu un spațiu central de 2.6 inchi își pierde treptat eficiența pe măsură ce raportul crește, în timp ce un spațiu central mai mare face ca transmisia cu melc să fie mai eficientă până când se atinge raportul de 10:1.

Atât cutiile de viteze melcate, cât și cele elicoidale sunt eficiente pentru cantități mai mici de HP. De exemplu, o cutie de viteze elicoidală costă cu aproximativ 840 USD mai puțin decât o cutie de viteze melcat. Însă cutie de viteze pentru viermi este mai eficientă decât o cutie de viteze elicoidală pentru capacități mai mari. Eficiența scade pe măsură ce raportul crește, deși o utilizare mai mare a HP va necesita rapoarte de transmisie mai mari.

Cutii de viteze elicoidale

Cutie de viteze planetară Vs cutie de viteze elicoidă

cutie de viteze planetară nu este potrivit pentru aplicații în unghi drept, acționări de deplasare a macaralei de andocare și acționări de deplasare cu portal, de exemplu. Acest tip de cutie de viteze ar fi prea intruziv în aceste aplicații. Pe de altă parte, cutia de viteze elicoidală este mai îngustă decât cutia de viteze planetară și este potrivită pentru aceste aplicații. Există avantaje și dezavantaje pentru ambele tipuri.

Cel mai mare avantaj al unui angrenaj planetar este eficiența acestuia. Pierderile sunt mici, de doar 3% pe etapă. Eficiența este atât de mare încât 97% din energia de intrare este transferată. Trenul de angrenaj planetar este, de asemenea, mai rigid, datorită distribuției uniforme a masei. Trenul de angrenaj planetar transferă cuplul aplicat radial. Cu toate acestea, un tren de viteze elicoidal impune utilizatorului să cumpere un înlocuitor pentru întregul sistem, iar o cutie de viteze elicoidală nu poate fi reparată dacă apare problema.

O cutie de viteze planetară poate fi extrem de ușoară, ceea ce este important pentru aplicațiile cu viteză mică. Acestea sunt adesea cu până la 60% mai ușoare decât tipurile convenționale, ceea ce înseamnă structuri de susținere mai mici. Planetarele sunt adesea alese pentru capacitatea lor de reducere, dimensiunea compactă și echilibrul greutății. În schimb, o cutie de viteze convențională are un arbore care nu se aliniază cu cea mai mare parte a cutiei de viteze și provoacă o surplomă și o greutate dezechilibrată.

Spre deosebire de aceasta, inelul dințat creează forțe axiale la sfârșitul transmisiei. Pe de altă parte, angrenajele elicoidale nu creează forțe axiale. Roțile dințate elicoidale au un unghi zero-helix, ceea ce înseamnă că nu creează forțe axiale în plasă. Forța axială creează cuplu pe ambele părți ale angrenajului. Inelul dințat al planetei se integrează cu soarele, creând o „mișcare de rotație a cuplului sporit care se transferă la ieșire. Mărimea forței axiale este aproximativ egală cu diametrul pasului angrenajului.

Cutie de viteze cu reducere elicoidală

Eficiența cutiei de viteze elicoidale

Eficiența unei cutii de viteze elicoidale se bazează pe cuplul de ieșire împărțit la cuplul de intrare. Acest raport este egal cu reducerea totală a angrenajului din cutia de viteze și este numărul de rotații pe care trebuie să le facă un motor pentru a roti o piuliță. Roțile dințate elicoidale, pe de altă parte, produc multă forță de-a lungul axei angrenajului. Ele sunt, de asemenea, predispuse la o frecare de alunecare mai mare între dinții angrenajului, ceea ce poate fi rezolvat prin adăugarea de aditivi la lubrifiantul cutiei de viteze.

În timp ce înțelepciunea convențională ar indica faptul că o cutie de viteze elicoidală este mai eficientă decât un angrenaj melcat, cercetări recente sugerează că cutiile de viteze melcate încep să reducă decalajul de eficiență, în special atunci când vine vorba de aplicații cu putere redusă. Noile modele de cutii de viteze melcate, precum și lubrifierea îmbunătățită, fac cutiile de viteze melcate mai competitive față de cutiile de viteze elicoidale. În cele mai multe cazuri, angrenajele melcate sunt mai puțin costisitoare, dar cutiile de viteze elicoidale sunt mai eficiente.

Pe lângă faptul că sunt mai rapide și mai eficiente, angrenajele elicoidale produc o forță de împingere axială care se aliniază cu arborii. Unghiul de spirală al unui angrenaj elicoidal crește pe măsură ce puterea pe care o transportă crește. Acest lucru necesită ca carcasa cutiei de viteze elicoidale să fie proiectată pentru a suporta sarcina de tracțiune. Ca rezultat, o cutie de viteze elicoidală adaugă atât dimensiune, cât și greutate. Acești factori determină eficiența cutiilor de viteze elicoidale.