Εάν είστε μηχανικός που σχεδιάζει ένα σύστημα ορθής-γωνικής μετάδοσης κίνησης, θα επιλέγατε κωνικό γρανάζι, ατέρμονα ή το πιο περίπλοκουποειδές εργαλείο?
Τα τυπικά κωνικά γρανάζια είναι κοινά, αλλά εφαρμογές όπως τα συστήματα μετάδοσης κίνησης αυτοκινήτων και τα χειρουργικά ρομπότ ακριβείας έχουν πιο αυστηρές απαιτήσεις για τη γεωμετρική δομή του συστήματος μετάδοσης, γεγονός που καθιστά αναγκαία τη χρήση υποειδών γραναζιών.
Ως κατασκευαστής που ειδικεύεται στα μηχανικά εξαρτήματα ακριβείας, η Hasnheng Automation θεωρεί τα προσαρμοσμένα γρανάζια ακριβείας μία από τις βασικές δραστηριότητές της και συναντάμε συχνά πελάτες που απαιτούν προσαρμοσμένο υποειδές εξοπλισμό. Παρακάτω, με βάση την πολυετή εμπειρία μας στην κατασκευή εργαλείων, θα εξηγήσουμε Τι είναι ένα υποειδές εργαλείο, καλύπτοντας τον ορισμό του, τη διαδικασία κατασκευής, τα πλεονεκτήματα και πολλά άλλα. Ελπίζουμε ότι αυτές οι πληροφορίες θα σας φανούν χρήσιμες.
Τι είναι ένα Hypoid Gear;
Το Hypoid Gear είναι ουσιαστικά μια παραλλαγή του Spiral Bevel Gear και η θεμελιώδης διαφορά τους είναι ότι υπάρχει μια καθορισμένη μετατόπιση μεταξύ του άξονα του Pinion και του άξονα του Ring γρανάζι, αλλά δεν τέμνονται.
Η έννοια του Offset (απόσταση μετατόπισης)
Σε ένα τυπικό σπειροειδές κωνικό γρανάζι, ο άξονας τέμνεται στο κεντρικό σημείο. Στα σετ Hypoid Gear, ο άξονας του μικρού γραναζιού θα μετατοπιστεί προς τα πάνω ή προς τα κάτω σε σχέση με το κέντρο του μεγάλου γραναζιού. Αυτή η προκατάληψη εισάγει ένα μοναδικό μηχανικό χαρακτηριστικό: ολισθαίνουσα δράση.
Τα συνηθισμένα κωνικά γρανάζια βασίζονται κυρίως στην επαφή κύλισης, ενώ το Hypoid Gear συνδυάζει την κύλιση και την ολίσθηση κατά τη διάρκεια του δικτυώματος των δοντιών. Αυτό το εφέ ολίσθησης είναι ο πυρήνας της απόδοσής του, φέρνοντας τα ακόλουθα πλεονεκτήματα:
- Μεγαλύτερη σύμπτωση: Πολλαπλά δόντια σε επαφή ταυτόχρονα.
- Ομαλή εμπλοκή: μειώνει σημαντικά τον θόρυβο.
- Υψηλότερη αντοχή: Σε σύγκριση με γρανάζια ίδιου μεγέθους, έχει ισχυρότερη φέρουσα ικανότητα-.
Σημείωμα:Ο σχεδιασμός μετατόπισης επιτρέπει στη διάμετρο του πινιόν (Pinion) να είναι μεγαλύτερη και ισχυρότερη από ένα σπειροειδές κωνικό γρανάζι με την ίδια σχέση μετάδοσης. Γι' αυτόυποειδές εργαλείοείναι η προτιμώμενη επιλογή για εφαρμογές υψηλού φορτίου.
Πώς κατασκευάζονται τα Hypoid Gears; (Η διαδικασία παραγωγής)
Αυτή είναι μια ερώτηση που μας κάνουν συχνά οι πελάτες. Η κατασκευή ενός σετ γραναζιών hypo id είναι πολύ πιο περίπλοκη από την παραγωγή τυπικών οδοντωτών τροχών ή ελικοειδών γραναζιών. Απαιτείται εξοπλισμός CNC πολλαπλών αξόνων και προηγμένο υπολογιστικό λογισμικό για τη δημιουργία της σωστής δομής τοπολογίας επιφάνειας δοντιού.
1. Διαδικασία κοπής: Face Hobbing εναντίον Face Milling
Παραδοσιακά, τα Hypoid γρανάζια κατασκευάζονται κυρίως με δύο τρόπους:
Χόμπινγκ προσώπου:Διαδικασία συνεχούς ευρετηρίασης, όπου το εργαλείο και το αντικείμενο εργασίας περιστρέφονται ταυτόχρονα. Το βάθος της αυλάκωσης των δοντιών που επεξεργάζεται με αυτόν τον τρόπο είναι ομοιόμορφο.
Φρέζα προσώπου:Διαδικασία ευρετηρίασης ενός δοντιού, επεξεργασία κάθε σχισμής δοντιού μία προς μία. Το βάθος της αυλάκωσης του δοντιού που επεξεργάζεται με αυτόν τον τρόπο είναι κωνικό.
2. Υψηλή-Σκίινγκ με εργαλεία ακριβείας
Για βιομηχανικές εφαρμογές υψηλής-ακρίβειας, ειδικά όταν απαιτείται επίπεδο ISO/DIN 5, η προηγμένη τεχνολογία κατασκευής είναι απαραίτητη.
Στο εργοστάσιό μας, χρησιμοποιούμε την κορυφαία-μηχανή σκίφινγκ Kashifuji (KPS30) για ισχυρή επεξεργασία απόξεσης δοντιών. Αν και οι παραδοσιακές μέθοδοι είναι αποτελεσματικές σε μεγάλα γρανάζια αυτοκινήτου, η τεχνολογία της Kashifuji μας επιτρέπει να επιτύχουμε καλύτερα αποτελέσματα στην κατασκευή προσαρμοσμένων μεταλλικών γραναζιών που απαιτούν εξαιρετικά υψηλές ανοχές
- Δυνατότητα μικροεπεξεργασίας: δυνατότητα επεξεργασίας γραναζιών με μικρομονάδες τόσο μικρές όσο 0,1 (το οποίο είναι ζωτικής σημασίας για τον ιατρικό εξοπλισμό).
- Πολύπλοκη γεωμετρική επεξεργασία: ικανός να χειρίζεται εύκολα γρανάζια με άξονες και εσωτερικά γρανάζια.
- Καλή ομαλότητα επιφάνειας: Η ποιότητα της επιφάνειας που προκαλεί η ισχυρή διαδικασία απόξεσης μπορεί να μειώσει σημαντικά την ανάγκη για μετέπειτα λείανση.
3. Θερμική επεξεργασία και λείανση (Lapping&Grinding)
Αφού ολοκληρωθεί η μαλακή κατεργασία, το γρανάζι πρέπει να υποβληθεί σε θερμική επεξεργασία (συνήθως ενανθράκωση) για να σκληρύνει η επιφάνεια. Λόγω της ελαφριάς παραμόρφωσης που προκαλείται από τη θερμική επεξεργασία, τα γρανάζια πρέπει να υποστούν διόρθωση "ζευγοποίησης":
Περιτύλιξη:Τοποθετήστε τα μικρά και μεγάλα γρανάζια μαζί, προσθέστε πάστα λείανσης και τρέξτε για να διορθώσετε μικρά σφάλματα και να εξασφαλίσετε τέλειο κεντράρισμα των σημείων επαφής.
Τρίψιμο:Για τις υψηλότερες απαιτήσεις ακρίβειας (ISO 5), χρησιμοποιούμε τεχνολογία λείανσης επιφάνειας σκληρού δοντιού για την εξάλειψη της παραμόρφωσης της θερμικής επεξεργασίας.
Η ικανότητά μας:Προσφέρουμε προσαρμοσμένα σετ Hypoid με διαμέτρους μύτης (OD) που κυμαίνονται από μικροσκοπικά 3mm έως 300mm. Είτε σχεδιάζετε αρθρώσεις δακτύλων για ανθρωποειδή ρομπότ είτε αναπτύσσετε ενεργοποιητές βαρέως-καθήκοντα, τα εργαλεία μας πληρούν τα αυστηρά πρότυπα ISO.
Ποιο είναι το πλεονέκτημα των Hypoid Gears;
Κατά τη σύγκριση των επιλογών μετάδοσης, ποιο είναι το πλεονέκτημα των υποειδών γραναζιών έναντι άλλων ορθών-γραναζιών, όπως ατέρμονα γρανάζια ή ίσια κωνικά γρανάζια;
Ανώτερη πυκνότητα ροπής
Λόγω της μετατόπισης του άξονα, το υποειδές γρανάζι έχει μεγαλύτερη διάμετρο από ένα σπειροειδές λοξότμητο γρανάζι για την ίδια σχέση μετάδοσης. Αυτό το αυξημένο μέγεθος, σε συνδυασμό με την υψηλή αναλογία επαφής (περισσότερα δόντια εμπλέκονται ταυτόχρονα), επιτρέπει στα υποειδή γρανάζια να μεταδίδουν σημαντικά υψηλότερη ροπή χωρίς αστοχία.
01
Υψηλή απόδοση (90%+)
Ατέρμονα γρανάζια: Αν και είναι εξαιρετικά για αυτοασφάλιση και υψηλές αναλογίες, τα ατέρμονα γρανάζια συχνά παρουσιάζουν χαμηλότερη απόδοση (50-}80%) λόγω καθαρής τριβής ολίσθησης. (Εάν η εφαρμογή σας απαιτεί αυτοκλείδωμα, ελέγξτε τη σελίδα μας ISO 5 Precision Worm Gear).
Hypoid Gears: Προσφέρουν απόδοση συνήθως μεταξύ 90% και 95%. Για μηχανήματα ρομποτικής-που τροφοδοτούνται από μπαταρίες ή{4}}με ενεργειακή απόδοση, αυτή η μείωση της απώλειας ενέργειας είναι ζωτικής σημασίας.
02
Αθόρυβη λειτουργία
Η ολισθαίνουσα δράση του προφίλ υποειδούς δοντιού επιτρέπει τη σταδιακή εμπλοκή. Όταν κατασκευάζονται σε επίπεδα ακρίβειας ISO 5, ο θόρυβος και οι κραδασμοί (NVH) είναι δραστικά χαμηλότεροι από τους ευθύγραμμους κωνικούς γρανάζια, καθιστώντας τα ιδανικά για χειρουργικό εξοπλισμό ή αθόρυβα περιβάλλοντα αυτοματισμού.
03
Συμπαγές πακέτο
Ο άξονας μετατόπισης επιτρέπει στους άξονες να περνούν μεταξύ τους. Στον σχεδιασμό του οχήματος, αυτό επέτρεψε να χαμηλώσει ο άξονας μετάδοσης κίνησης, δημιουργώντας ένα επίπεδο δάπεδο. Στη ρομποτική, αυτό επιτρέπει την "πέραση-διαμέσου" καλωδίων ή συμπαγών σχεδίων κιβωτίων ταχυτήτων όπου οι διασταυρούμενοι άξονες θα ήταν χωρικά αδύνατες.
04
Σε τι χρησιμεύει ένα υποειδές εργαλείο;
Ενώ ιστορικά διάσημος στην αυτοκινητοβιομηχανία, η απάντηση σεσε τι χρησιμεύει ένα υποειδές γρανάζιέχει επεκταθεί σημαντικά στην εποχή του σύγχρονου αυτοματισμού.
Ρομποτική και Αυτοματισμός
Αυτός είναι ο πρωταρχικός τομέας εξειδίκευσής μας. Με την ικανότητά μας να παράγουμεΕνότητα 0,1 έως 0,5 micro-γρανάζι, τα υποειδικά σύνολα χρησιμοποιούνται σε:
Αρθρώσεις ρομπότ: Όπου απαιτείται μετάδοση με ορθή-γωνία με υψηλή ροπή και χαμηλή οπισθοδρόμηση.
Διαλέξτε και τοποθετήστε μηχανές: Όπου η ταχύτητα και η ακρίβεια τοποθέτησης είναι πρωταρχικής σημασίας.
Ιατρικές συσκευές
Τα ιατρικά εργαλεία ακριβείας, όπως τα χειρουργικά τρυπάνια ή ο εξοπλισμός απεικόνισης, απαιτούν μονάδες δίσκου συμπαγούς (OD < 10 mm) και αθόρυβους. Μαςφωσφόρος μπρούντζοςή υποειδικά σύνολα από σκληρυμένο χάλυβα ενσωματώνονται συχνά σε αυτές τις συσκευές χειρός.
Ηλεκτρικά Εργαλεία
Οι γωνιακοί μύλοι και τα βιομηχανικά πριόνια χρησιμοποιούν υποειδείς γρανάζια για να παρέχουν υψηλή ροπή από τον κινητήρα στη λεπίδα αποτελεσματικά, αποτρέποντας το στάσιμο του εργαλείου υπό φορτίο.
Αυτοκίνητο (Η κλασική θήκη χρήσης)
Σχεδόν όλα τα οχήματα με κίνηση στους πίσω τροχούς-τροχούς-χρησιμοποιούν υποειδές κιβώτιο ταχυτήτων στο διαφορικό για τη μετάδοση ισχύος από τον άξονα μετάδοσης κίνησης στους τροχούς.
Γιατί τα Hypoid Gears απαιτούν ειδικό λιπαντικό;
Πρόκειται για συντήρηση εργαλείων. Μερικές φορές, όταν προτείνουμε κάποια μέτρα συντήρησης για τα γρανάζια στους πελάτες, θα μας ρωτήσουν - Γιατί τα υποειδικά γρανάζια απαιτούν ειδικά λιπαντικά;
Επομένως, χρησιμοποιούμε αυτό το άρθρο για να εξηγήσουμε τον λόγο -συρόμενη δράση.
Στους οδοντωτούς τροχούς, η επιφάνεια των δοντιών υπόκειται κυρίως σε τριβή κύλισης. Στο γρανάζι Hypoid, οι επιφάνειες των δοντιών γλιστρούν μεταξύ τους κάτω από εξαιρετικά υψηλή πίεση. Η μεμβράνη λαδιού που σχηματίζεται από το συνηθισμένο λάδι κινητήρα μπορεί να αποτρέψει μόνο την τριβή κύλισης, αλλά κάτω από την ολίσθηση υψηλής-πίεσης του γραναζιού Hypoid, η συνηθισμένη μεμβράνη λαδιού θα σπάσει αμέσως, προκαλώντας άμεση επαφή μετάλλου, γρατσουνιές, ακόμη και αστοχία.
Τι είναι ένα υποειδές λάδι κιβωτίου ταχυτήτων;
Λάδι υποειδούς κιβωτίου ταχυτήτωνείναι ένα λιπαντικό λάδι ειδικά σχεδιασμένο μεΑκραία πίεση (EP)πρόσθετα.
Χημική σύνθεση:Αυτά τα πρόσθετα περιέχουν συνήθως ενώσεις θείου φωσφόρου.
Αρχή λειτουργίας: Όταν η ολίσθηση υψηλής πίεσης προκαλεί τοπική αύξηση της θερμοκρασίας, αυτά τα πρόσθετα θα αντιδράσουν χημικά με τη μεταλλική επιφάνεια, σχηματίζοντας μια θυσιαστική προστατευτική μεμβράνη (θειούχο σίδηρο/φωσφίδιο σιδήρου) για να αποφευχθεί η συγκόλληση ή η φθορά του γραναζιού.
Πρότυπο: Αναζητήστε λιπαντικά με ετικέτα API GL-5 βαθμού. Αυτό υποδηλώνει ότι το λάδι περιέχει επαρκή πρόσθετα EP για την προστασία των Hypoid γραναζιών σε διαφορικά βαρέως τύπου.
FAQ
Είναι ένα Hypoid Gear σε ένα Torsen διαφορικό;
Συνήθως όχι εσωτερικά, αλλά εξωτερικά συνδεδεμένο. Τα διαφορικά Torsen (Torque Sensing) συνήθως χρησιμοποιούν εσωτερικά Involute Spiral Gears ή ειδικά σπειροειδή γρανάζια διασταυρούμενου άξονα για τη διαχείριση της κατανομής της ροπής. Η τριβή μεταξύ αυτών των γραναζιών παρέχει λειτουργία περιορισμένης ολίσθησης.
Ωστόσο, το ίδιο το διαφορικό Torsen συνήθως οδηγείται από ένα σετ Hypoid Gear sets (κορώνα και γωνιακά δόντια) ως τελική μετάδοση κίνησης. Έτσι, αν και ο εσωτερικός μηχανισμός του Torsen χρησιμοποιεί ελικοειδή γρανάζια, η διαδικασία μετάδοσης ισχύος στο διαφορικό επιτυγχάνεται σχεδόν πάντα μέσω του Hypoid.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ Hypoid Gear και Spiral Bevel Gear;
Η κύρια διαφορά μεταξύ των δύο βρίσκεται στη Γεωμετρία του Άξονα.
Spiral Spiral Gear: Οι άξονες τέμνονται σε ένα σημείο (Τέμνονται άξονες). Συνήθως χρησιμοποιείται για τυπικούς οδηγούς ορθής γωνίας.
Hypoid Gear: Οι άξονες δεν τέμνονται και υπάρχει μετατόπιση.
Από πλευράς απόδοσης, λόγω της ύπαρξης Offset, η διάμετρος του γρανάζι του Hypoid μπορεί να σχεδιαστεί ώστε να είναι μεγαλύτερη από αυτή του Spiral level pinon της δυναμικής αναλογίας ταυτόχρονης διερμηνείας. Αυτό σημαίνει ότι το γρανάζι Hypoid έχει ισχυρότερη αντοχή στη ρίζα των δοντιών και μεγαλύτερη ικανότητα ροπής. Επιπλέον, η συρόμενη επαφή του Hypoid κάνει τη λειτουργία του πιο αθόρυβη, αλλά αυτό σημαίνει επίσης ότι πρέπει να χρησιμοποιείται λάδι EP (Extreme Pressure), ενώ το Spiral level μπορεί μερικές φορές να χρησιμοποιεί κανονικό λάδι κιβωτίου ταχυτήτων.
Μπορεί το Hypoid Gears να επιστρέψει-; (Κλείδονται μόνοι τους;)
Όχι, γενικά δεν κλειδώνουν μόνοι τους.
Unlike Worm Gear, Hypoid gears have a very high transmission efficiency (>90%). Αυτό σημαίνει ότι συνήθως μπορούν να οδηγηθούν αντίστροφα.
Εάν το σενάριο της εφαρμογής σας (όπως ένας γερανός ή μια πλατφόρμα ανύψωσης) απαιτεί λειτουργία Αυτόματου κλειδώματος για την αποφυγή διακοπών ρεύματος και πτώσεων, σας συνιστούμε να ανατρέξετε στις Προσαρμοσμένες λύσεις Worm Gear. Εάν επιδιώκετε την αποτελεσματική απόκριση και τη δυναμική απόδοση των σερβοκινητήρων, τότε το Hypoid γρανάζι είναι καλύτερη επιλογή.
Ποιο είναι το καλύτερο υλικό για προσαρμοσμένα Hypoid Gears;
Διαφορετικές εφαρμογές έχουν διαφορετικές επιλογές υλικών.
Υψηλό φορτίο/Αυτοκίνητο: Ο πιο συχνά χρησιμοποιούμενος είναι ο σκληρυμένος χάλυβας, όπως το SCM415 (20CrMo) ή το AISI 8620. Μετά τη θερμική επεξεργασία, η σκληρότητα της επιφάνειας είναι υψηλή και η αντοχή στη φθορά είναι εξαιρετικά ισχυρή.
Ιατρικά/Όργανα Ακριβείας: Για μικροεφαρμογές με μικρά φορτία αλλά που απαιτούν αντοχή στη διάβρωση ή μη{0}}μαγνητικές ιδιότητες, χρησιμοποιούμε συχνά φωσφόρο μπρούντζο ή ανοξείδωτο χάλυβα.
Στη Hasnheng, μπορούμε να επεξεργαστούμε ειδικά γρανάζια κραμάτων από Mod 0.1-5.0 σε γρανάζια χάλυβα υψηλής σκληρότητας σύμφωνα με τις απαιτήσεις σχεδίασής σας και να παρέχουμε μια πλήρη Έκθεση Θερμικής Επεξεργασίας για να διασφαλίσουμε την απόδοση του υλικού.
Σύναψη
Η επιλογή του σωστού συνεργάτη ταχυτήτων είναι εξίσου σημαντική με την επιλογή του σωστού τύπου ταχύτητας. Η Hansheng Automation είναι επαγγελματίας κατασκευαστής εργαλείων που ειδικεύεται στην παροχή OEM/ODM και άλλων υπηρεσιών στους πελάτες. Είτε σχεδιάζετε μικρορομπότ που απαιτούν σετ ταχυτήτων Module 0.3 είτε μικρού και μεσαίου μεγέθους-μηχανές μετάδοσης κίνησης, μπορούμε να σας παρέχουμε αντίστοιχα γρανάζια υψηλής-ακρίβειας και υψηλής-ποιότητας.
Κατανοήστε τις ικανότητές μας στην κατασκευή εργαλείων:Κατασκευή προσαρμοσμένων εργαλείων
Αναφορές & περαιτέρω ανάγνωση
ISO 23509:2016 - Γεωμετρία λοξοτομής και υποειδούς γραναζιού
Εγχειρίδιο σχεδίασης ANSI/AGMA 2005-D03 - για Bevel Gears
Δημοσίευση API 1560 - Λίπανση Hypoid Gears