Dacă sunteți inginer care proiectează un sistem-de antrenare în unghi drept, ați alege angrenajul conic, angrenajul melcat sau cel mai complexangrenaj hipoid?
Roțile conice standard sunt obișnuite, dar aplicațiile precum trenurile de propulsie auto și roboții chirurgicali de precizie au cerințe mai stricte pentru structura geometrică a sistemului de transmisie, ceea ce necesită utilizarea angrenajelor hipoide.
În calitate de producător specializat în piese mecanice de precizie, Hasnheng Automation consideră angrenajele de precizie personalizate una dintre activitățile sale de bază și întâlnim frecvent clienți care au nevoie de unelte hipoide personalizate. Mai jos, pe baza anilor noștri de experiență în fabricarea angrenajelor, vom explica Ce este un angrenaj hipoid, acoperind definiția sa, procesul de fabricație, avantajele și multe altele. Sperăm că aceste informații vă vor fi de ajutor.
Ce este un angrenaj hipoid?
Hipoid Gear este în esență o variantă a Spiral Bevel Gear, iar diferența lor fundamentală este că există un decalaj stabilit între axa pinionului și axa angrenajului inel, dar nu se intersectează.
Semnificația Offset (distanță de compensare)
Într-un angrenaj conic spiralat standard, axa se intersectează în punctul central. În seturile Hypoid Gear, axa angrenajului mic va fi decalată în sus sau în jos în raport cu centrul angrenajului mare. Această tendință introduce o caracteristică mecanică unică: acțiunea de alunecare.
Roțile conice obișnuite se bazează în principal pe contactul de rulare, în timp ce Hypoid Gear combină rularea și alunecarea în timpul angrenării dinților. Acest efect de alunecare este nucleul performanței sale, aducând următoarele avantaje:
- Coincidență mai mare: mai mulți dinți în contact simultan.
- Angajare mai ușoară: reduce semnificativ zgomotul.
- Rezistență mai mare: în comparație cu angrenajele de aceeași dimensiune, are o capacitate de încărcare-mai mare.
Nota:Designul decalat permite ca diametrul pinionului (Pinion) să fie mai mare și mai puternic decât un pinion cu angrenaj conic spiralat cu același raport de transmisie. De aceeaangrenaj hipoidsunt alegerea preferată pentru aplicații cu sarcini mari.
Cum sunt făcute angrenajele hipoide? (Procesul de fabricație)
Aceasta este o întrebare pe care clienții ne-o pun adesea. Fabricarea unui set de angrenaje hipo-id este mult mai complexă decât producerea unor angrenaje standard sau elicoidale. Este nevoie de echipamente CNC cu mai multe axe și software de calcul avansat pentru a genera structura corectă a topologiei suprafeței dintelui.
1. Procesul de tăiere: frezarea față și frezarea față
În mod tradițional, angrenajele hipoide sunt fabricate în principal în două moduri:
Frecarea feței:Proces de indexare continuă, în care scula și piesa de prelucrat se rotesc simultan. Adâncimea canelurii dintelui prelucrată în acest mod este uniformă.
Frezare frontală:Proces de indexare a unui singur dinte, procesând fiecare slot de dinte unul câte unul. Adâncimea șanțului dinților prelucrate în acest mod este conică.
2. Skiving de înaltă-precizie
Pentru aplicațiile industriale de-înaltă precizie, în special atunci când este necesar ISO/DIN Nivelul 5, tehnologia de producție avansată este indispensabilă.
În fabrica noastră, folosim mașina de top-Kashifuji Gear Skiving (KPS30) pentru o prelucrare puternică de răzuire a dinților. Deși metodele tradiționale sunt eficiente pe angrenajele auto mari, tehnologia Kashifuji ne permite să obținem rezultate mai bune în fabricarea de angrenaje metalice personalizate care necesită toleranțe extrem de mari.
- Capacitate de microprelucrare: capabilă să prelucreze angrenaje cu micro module de până la 0,1 (ceea ce este crucial pentru echipamentele medicale).
- Prelucrare geometrică complexă: capabil să manevreze cu ușurință roți dințate cu arbori și angrenaje interne.
- Bună netezime a suprafeței: calitatea suprafeței adusă de procesul puternic de răzuire poate reduce semnificativ nevoia de șlefuire ulterioară.
3. Tratament termic și măcinare (Lapping&Grinding)
După ce prelucrarea moale este finalizată, angrenajul trebuie să fie supus unui tratament termic (de obicei, cementare) pentru a întări suprafața. Datorită ușoarei deformări cauzate de tratamentul termic, angrenajele trebuie să fie supuse corecției de „împerechere”:
Lepănire:Se potrivesc roțile mici și mari, se adaugă pastă de șlefuit și se rulează pentru a corecta erorile mici și a asigura centrarea perfectă a punctelor de contact.
Măcinare:Pentru cele mai înalte cerințe de precizie (ISO 5), folosim tehnologia de șlefuire a suprafeței dinților duri pentru a elimina deformarea prin tratament termic.
Capacitatea noastră:Oferim seturi hipoide personalizate cu diametre de vârf (OD) variind de la 3 mm la 300 mm. Indiferent dacă proiectați articulații pentru roboți umanoizi sau dezvoltați dispozitive de acționare-grele, angrenajele noastre respectă standardele ISO riguroase.
Care este avantajul angrenajelor hipoide?
Când comparăm opțiunile de transmisie, care este avantajul angrenajelor hipoide față de alte transmisii în unghi-drept, cum ar fi angrenajele melcate sau angrenajele conice drepte?
Densitate superioară a cuplului
Din cauza decalajului axului, pinionul hipoid este mai mare în diametru decât un pinion conic spiral pentru același raport de transmisie. Această dimensiune crescută, combinată cu un raport de contact ridicat (mai mulți dinți închiriți simultan), permite angrenajelor hipoide să transmită un cuplu semnificativ mai mare fără defecțiuni.
01
Eficiență ridicată (90%+)
Angrenaje melcate: deși sunt excelente pentru auto--blocare și raporturi ridicate, angrenajele melcate suferă adesea de o eficiență mai scăzută (50-80%) din cauza frecării pure de alunecare. (Dacă aplicația dvs. necesită autoblocare, verificați pagina noastră ISO 5 Precision Worm Gear).
Angrenaje hipoide: oferă eficiențe de obicei între 90% și 95%. Pentru robotica alimentată cu baterie-sau mașinile eficiente-energetice, această reducere a pierderii de energie este vitală.
02
Funcționare silențioasă
Acțiunea de alunecare a profilului dintelui hipoid permite angajarea treptată. Când sunt fabricate la niveluri de precizie ISO 5, zgomotul și vibrațiile (NVH) sunt drastic mai mici decât angrenajele conice drepte, făcându-le ideale pentru echipamente chirurgicale sau medii de automatizare silențioase.
03
Ambalaj compact
Arborele decalat permite arborilor să treacă unul pe celălalt. În designul vehiculului, acest lucru a permis coborârea arborelui de transmisie, creând o podea plată. În robotică, acest lucru permite cablarea „trecută-prin” sau modele compacte ale cutiilor de viteze în care arborii care se intersectează ar fi imposibil din punct de vedere spațial.
04
Pentru ce este folosit un angrenaj hipoid?
Deși faimos istoric în industria auto, răspunsul lapentru ce este folosit un angrenaj hipoidsa extins semnificativ în era automatizării moderne.
Robotică și automatizare
Acesta este domeniul nostru principal de expertiză. Cu capacitatea noastră de a produceModulul de la 0,1 la 0,5 micro-angrenaje, seturile hipoide sunt utilizate în:
Articulații robot: Acolo unde este necesară transmisia în unghi-drept cu cuplu mare și joc redus.
Mașini de alegere și plasare: Unde viteza și precizia de poziționare sunt primordiale.
Dispozitive medicale
Instrumentele medicale de precizie, cum ar fi burghiile chirurgicale sau echipamentele de imagistică, necesită unități care sunt atât compacte (OD < 10 mm) cât și silențioase. Noastrebronz fosforsau seturi hipoide din oțel călit sunt adesea integrate în aceste dispozitive portabile.
Scule electrice
Polizoarele unghiulare și ferăstrăile industriale folosesc roți dințate hipoide pentru a furniza eficient un cuplu mare de la motor la lamă, prevenind blocarea unealta sub sarcină.
Auto (cazul de utilizare clasic)
Aproape toate vehiculele cu tracțiune-roată-spate folosesc un angrenaj hipoid în diferențial pentru a transmite puterea de la arborele de transmisie la roți.
De ce angrenajele hipoide necesită lubrifiant special?
Este vorba despre întreținerea echipamentelor. Uneori, când recomandăm clienților câteva măsuri de întreținere a angrenajelor, aceștia ne vor întreba - De ce angrenajele hipoide necesită lubrifianți speciali?
Prin urmare, folosim acest articol pentru a explica motivul -acțiune de alunecare.
În angrenajele drepte, suprafața dintelui este supusă în principal frecării de rulare. În angrenajul hipoid, suprafețele dinților alunecă una împotriva celeilalte sub presiune extrem de mare. Pelicula de ulei formată din uleiul de motor obișnuit poate preveni doar frecarea de rulare, dar sub alunecarea de înaltă presiune-a angrenajului hipoid, pelicula de ulei obișnuită se va rupe instantaneu, provocând contact direct cu metalul, zgârieturi și chiar defecțiuni.
Ce este un ulei de viteze hipoid?
Ulei de transmisie hipoideste un ulei lubrifiant special formulat cuPresiune extremă (EP)aditivi.
Compozitia chimica:Acești aditivi conțin în mod obișnuit compuși de sulf fosfor.
Principiul de funcționare: Când alunecarea la presiune înaltă determină creșterea locală a temperaturii, acești aditivi vor reacționa chimic cu suprafața metalului, formând o peliculă protectoare sacrificială (sulfură de fier/fosfură de fier) pentru a preveni sudarea sau uzura angrenajului.
Standard: Căutați lubrifianți etichetați cu gradul API GL-5. Acest lucru indică faptul că uleiul conține suficienți aditivi EP pentru a proteja angrenajele hipoide în diferențiale grele.
FAQ
Este un angrenaj hipoid într-un diferențial Torsen?
De obicei nu intern, ci conectat extern. Diferențialele Torsen (detectarea cuplului) utilizează în mod obișnuit angrenaje spiralate învolute sau angrenaje spiralate cu axe încrucișate specifice pentru a gestiona distribuția cuplului. Frecarea dintre aceste angrenaje asigură o funcție de alunecare limitată.
Cu toate acestea, diferenţialul Torsen în sine este condus de obicei de un set de seturi de viteze hipoide (dinţi de coroană şi colţ) ca unitate finală. Deci, deși mecanismul intern al lui Torsen folosește roți dințate elicoidale, procesul de transmitere a puterii către diferențial este aproape întotdeauna realizat prin angrenajul hipoid.
Care este diferența dintre angrenajul hipoid și angrenajul conic spiralat?
Principala diferență dintre cele două constă în geometria axei.
Spiral Spiral Gear: axele se intersectează într-un punct (axele care se intersectează). Folosit de obicei pentru unitățile standard în unghi drept.
Angrenaj hipoid: axele nu se intersectează și există o decalare.
În ceea ce privește performanța, datorită existenței Offset-ului, diametrul pinionului angrenajului Hipoid poate fi proiectat să fie mai mare decât cel al pinonului Spiral level al raportului dinamic de interpretare simultană. Aceasta înseamnă că angrenajul hipoid are o rezistență mai mare a rădăcinii dintelui și o capacitate de cuplu mai mare. În plus, contactul de alunecare al lui Hypoid face ca funcționarea sa să fie mai silențioasă, dar asta înseamnă și că trebuie folosit ulei EP (Extreme Pressure), în timp ce Spiral level poate folosi uneori ulei obișnuit pentru angrenaje.
Hypoid Gears poate fi condus înapoi-? (Se auto-se blochează?)
Nu, în general nu se auto{0}}blochează.
Unlike Worm Gear, Hypoid gears have a very high transmission efficiency (>90%). Aceasta înseamnă că de obicei pot fi conduse în marșarier.
Dacă scenariul dvs. de aplicație (cum ar fi o macara sau o platformă de ridicare) necesită o funcție de autoblocare pentru a preveni întreruperile și căderile de curent, vă recomandăm să consultați soluțiile noastre personalizate de angrenaj melcat. Dacă urmăriți un răspuns eficient și performanța dinamică a servomotoarelor, atunci angrenajul hipoidal este o alegere mai bună.
Care este cel mai bun material pentru angrenajele hipoide personalizate?
Aplicațiile diferite au alegeri diferite de materiale.
Încărcare mare/Automotive: Cel mai des folosit este oțelul călit, cum ar fi SCM415 (20CrMo) sau AISI 8620. După tratamentul termic, duritatea suprafeței este mare, iar rezistența la uzură este extrem de puternică.
Instrumente medicale/de precizie: pentru microaplicații cu sarcini mici, dar care necesită rezistență la coroziune sau proprietăți ne-magnetice, folosim adesea bronz fosfor sau oțel inoxidabil.
La Hasnheng, putem procesa roți dințate din aliaje speciale de la Mod 0.1-5.0 până la roți dințate din oțel cu duritate ridicată, în conformitate cu cerințele dvs. de desen și să oferim un raport complet de tratare termică pentru a asigura performanța materialului.
Concluzie
Alegerea partenerului potrivit de unelte este la fel de importantă ca și alegerea tipului de unelte potrivit. Hansheng Automation este un producător profesionist de unelte specializat în furnizarea de servicii OEM/ODM și alte clienți. Indiferent dacă proiectați microroboți care necesită seturi de angrenaje Modulul 0.3 sau dispozitive de antrenare industriale mici și mijlocii-, vă putem oferi angrenajele de înaltă-precizie și-calitate corespunzătoare.
Înțelegeți capacitățile noastre de fabricare a echipamentelor:Fabricarea echipamentelor personalizate
Referințe și lecturi suplimentare
ISO 23509:2016 - Geometria angrenajului conic și hipoidal
ANSI/AGMA 2005-D03 - Manual de proiectare pentru angrenaje conice
Publicația API 1560 - Lubricarea angrenajelor hipoide