- 3D
- Amortizare
- Asamblare
- Basic knowledge
- Bearing
- Chei de pas
- Cleme
- Construcție
- Cunoștințe de bază
- DIN / EN / ISO / JIS
- DIN, EN, ISO, JIS
- Inspecție
- Joining
- Mișcare liniară
- Mișcare rotativă
- Piese standard
- Pneumatica
- Pneumatics
- Poziționare
- Rulmenți
- Suprafețe
- Tolerances
- Transmission
- Transmitere
- Transport
Tipuri de angrenaje și aplicațiile acestora – Sisteme de acționare a angrenajelor și angrenaje cu lanț
În acest articol, vă prezentăm diferite tipuri de angrenaje și explicăm domeniile lor de aplicare. Unitățile de transmisie sunt componente indispensabile pentru multe utilaje și vehicule. Acestea permit transmiterea cuplului și a vitezei între arborele de intrare și cel de ieșire, ceea ce asigură transmiterea optimă a puterii.
Tipuri de angrenaje
Sistemele de acționare a angrenajelor sunt o formă de transmisie a puterii utilizată în mod uzual în sistemele mecanice. Există diferite tipuri de angrenaje utilizate, în funcție de aplicație și de funcționalitatea dorită.
Toate tipurile de angrenaje enumerate au în comun sarcina principală de a converti turațiile și cuplurile motorului, adică de a efectua schimbul vitezelor și al cuplurilor motorului între intrare și ieșire, prin intermediul designului și al componentelor utilizate.
- Roată dințată cilindrică cu dinți drepți
- Angrenaj cu roți dințate conice
- Angrenaj melcat
Roată dințată cilindrică cu dinți drepți
Angrenajele cu roți dințate cilindrice cu dinți drepți reprezintă o formă de angrenaje cu rulment și reprezintă un mijloc popular de implementare a sarcinilor de mai sus într-o singură aplicație, datorită designului simplu. Axurile pe care sunt montate angrenajele cu roți dințate cilindrice cu dinți drepți (cu sisteme externe sau interne cu dinți) sunt aliniate paralel unele cu celelalte. Dinții angrenajelor cu roată dințată incluse sunt dezvoltați ca sisteme cu dinți drepți sau elicoidali. În acest caz, angrenajele cu roți dințată pot consta dintr-un arbore de intrare și unul sau mai mulți arbori de ieșire. Acestea sunt denumite angrenaje cu roți dințate cu o singură treaptă sau cu mai multe trepte.
Angrenajele cu roată dințată permit de obicei un raport de angrenare de i ≤6, care poate fi însă crescut suplimentar de un design în mai multe etape. În plus, angrenajele cu roată dințată sunt caracterizate prin producția lor eficientă din punct de vedere al costurilor, robustețe ridicată și eficiență crescută.
Exemplu de aplicație
În această aplicație, o piesă de prelucrat este transferată de la o bandă transportoare la procesul ulterior prin rotirea piesei de prelucrat cu 180° pe o altă bandă transportoare.
- 1) Mai întâi, brațul rotește piesa de prelucrat cu 90°.
- 2) Apoi, tijele rotesc dispozitivul de prindere cu următorul unghi de 90°.
Faceți clic aici pentru a afla mai multe despre această aplicație și pentru a o vizualiza ca o animație.
Angrenaj cu roți dințate conice
La fel ca angrenajele cu roată dințată, angrenajele clasice cu roți dințate conice aparțin grupului de angrenaje cu rulment. Angrenajele cu roți dințate conice sunt alcătuite dintr-o roată dințată conică mai mare numită coroană de diferențial și o roată dințată conică mai mică numită pinion. În angrenajele conice simple, vârfurile conice ale coroanei și ale pinionului converg într-un punct de intersecție. Principalele lor caracteristici sunt că axurile pe care sunt montate angrenajele nu sunt dispuse în paralel, ci la un unghi unul față de celălalt (adesea 90°). Acest lucru face posibilă obținerea unei deviații a forței transmise folosind angrenaje cu roți dințate conice.
Această proprietate este diferită dacă roata dințată principală este concepută ca o roată plată, adică unghiul conului său parțial este aproape de 90°. În acest caz, din cauza vitezelor circumferențiale diferite, nu s-a mai putut obține o deviație de 90° atunci când se utilizează o roată dințată oblică drept pinion. Dacă încă se dorește această deviere, roțile dințate principale pot fi utilizate în combinație cu roțile dințate simple.
În unele cazuri, pot fi necesare transferul și devierea mișcărilor de rotație între axe care nu au un punct de intersecție comun. În acest scop se pot utiliza angrenaje conice cu șurub (denumite și „angrenaje hipoidale”). La angrenajele hipoidale, comportamentul de rulare al pinionului se schimbă dintr-o mișcare de rulare într-o mișcare a șurubului, în care dintele alunecă unul peste celălalt.
Angrenaj melcat
Angrenajele melcate sunt alcătuite dintr-un melc și o roată melcată și aparțin grupului de roți dințate elicoidale. Angrenajele melcate sunt caracterizate de raporturi de angrenare ridicate de până la i ≤40 și, în anumite condiții, au o funcție de autoblocare, care poate fi utilizată pentru diverse aplicații.
Cu toate acestea, datorită frecării înalte de glisarea dintre melc și roata melcată, angrenajele cu melc au o eficiență mai scăzută decât alte tipuri de transmisie. Frecarea puternică prin glisare înseamnă, de asemenea, că trebuie asigurate corelare de materiale adecvată și lubrifiere eficientă la selectarea componentelor.
Exemplu de aplicație
Roata dințată a melcului și roata melcată sunt acționate de motor, iar rola de la capătul arborelui înfășoară firul.
Faceți clic aici pentru a afla mai multe despre această aplicație.
Curea dințată și angrenaj cu lanț
Un angrenaj cu lanț este format din două sau mai multe roți dințate sau scripeți dințați care sunt conectați între ei prin intermediul unui lanț circumferențial sau al unei curele dințate. Mișcarea unei roți dințate (roată de intrare) pune în mișcare lanțul sau cureaua dințată și, astfel, și cealaltă roată dințată (roată de ieșire).
Principiul angrenajului cu lanț permite transmisia puterii pe distanțe mai lungi și oferă posibilitatea de a varia vitezele și cuplurile în funcție de raportul de dimensiune al roților dințate.
De exemplu:
- Sisteme de benzi transportoare: Angrenajele cu lanț sunt utilizate în aplicații industriale pentru transportul materialelor pe distanțe mai mari.
- Utilaje-unelte: Angrenajele cu lanț pot fi utilizate în utilaje-unelte pentru a permite mișcarea sau poziționarea precisă a pieselor de prelucrat sau a uneltelor.
Exemplu de aplicație
O bandă transportoare cu motor care utilizează un sistem de role, scripeți de acționare și curele dințate.
- Rolele sunt acționate de angrenaje cu lanț - adică de curele dințate și scripeți dințați.
- Rolele sunt fiecare echipate cu un inel de etanșare pentru un contact bun cu părțile laterale și colțurile plăcii de circuite din sticlă.
Faceți clic aici pentru a afla mai multe despre această aplicație.
Tipuri de roți dințate
Pentru a înțelege diferitele tipuri de angrenaje, este important să luați în considerare diferitele tipuri de roți dințate. Mai jos, discutăm despre diferitele tipuri de roți dințate și caracteristicile speciale ale acestora.
- Roți dințate cilindrice
- Cremaliere
- Roți dințate conice
- Arbori cu melc
Cuplajele de compensare sunt indispensabile în multe cazuri. Acestea asigură un transfer uniform de putere între roțile dințate și compensează orice toleranțe – acest lucru crește semnificativ durata de viață a tuturor componentelor.
Roți dințate cilindrice
Roțile dințate cilindrice sunt cea mai utilizată formă de roți dințate în care dinții se află pe circumferința roții dințate cilindrice.
Roți dințate cilindrice exterioare
Roțile dințate cilindrice externe au dinți circumferențiali aliniați extern. În cazul a două roți dințate cilindrice externe, direcția de rotație se schimbă atunci când mișcarea de rotație este transferată de la roata dințată care acționează la roata dințată acționată.
Roți dințate cilindrice cu dinți drepți și dantură interioară
Pentru roțile dințate cilindrice cu dinți drepți și dantură interioară, numite și roți dințate cu cavitate în interior, dinții circumferențiali sunt aliniați intern.
Atunci când combinați roți dințate cilindrice cu dinți drepți și dantură interioară cu roți dințate cilindrice cu dantură exterioară, direcția de rotație a roții dințate acționate nu se schimbă în comparație cu combinația a două roți dințate cilindrice exterioare.
Designul special poate realiza, de asemenea, o dispunere care economisește spațiul roților dințate prin reducerea spațierii axiale. O altă caracteristică specială a dinților interni este designul concav al flancurilor cu dinți, care mărește suprafața de contact, reducând astfel uzura în combinație cu dinții convecși.
Cremaliere
Cremalierele pot fi considerate o formă specială a roților dințate cilindrice, care au o lățime de orice dimensiune. Acestea constau dintr-un suport la care sunt atașați dinți fără curbură. Cremalierele transformă mișcarea de rotație a unui angrenaj cu roată dințată cilindrică exterioară într-o mișcare liniară.
De asemenea, este valabilă și inversa: Cremalierele transformă mișcarea liniară într-o mișcare de rotație a unui angrenaj cu roată dințată cilindrică și dantură exterioară.
Exemplu de aplicație
Pentru ridicarea și coborârea mai multor ridicătoare cu un cilindru de aer.
În această aplicație, este necesară o singură acționare pentru a deplasa simultan mai multe ridicătoare într-o singură funcționare continuă (în sus și în jos).
- 1) Unitatea cilindrului de aer care economisește spațiu (galbenă, aflată în extremitatea dreaptă a imaginii) efectuează o mișcare liniară și deplasează cremaliera înainte și înapoi.
- 2) Mișcarea liniară a suportului roții dințate (pinion) deplasează roțile dințate frontale.
- 3) Roțile dințate cilindrice frontale efectuează o mișcare de rotație și transferă forța către roțile dințate cilindrice prin intermediul axurilor.
- 4) Roțile dințate cilindrice din spate se cuplează în cremaliera din spate a ridicătoarelor. Acestea își transpun mișcarea de rotație înapoi într-o mișcare liniară.
Faceți clic aici pentru a afla mai multe despre această aplicație și pentru a o vizualiza ca o animație.
Roți dințate conice
Roțile dințate conice au un design conic, în care dinții se află pe situați pe partea exterioară a conului (suprafața exterioară).
Dinții roților dințate conice pot fi concepuți ca și dinți drepți sau spiralați.
Arbori cu melc
Arborii cu melc (pe scurt „melci”) apar împreună cu roțile melcate din angrenajele melcate. Arborele cu melc are un filet elicoidal care se fixează în dinții roții melcate.
Angrenajele cu melc sunt caracterizate de raporturi de angrenare ridicate și pot avea o funcție de autoblocare în anumite condiții, care poate fi utilizată pentru diverse aplicații. Cu toate acestea, datorită frecării înalte de glisarea dintre melc și roata melcată, angrenajele cu melc au o eficiență mai scăzută decât alte tipuri de unități de transmisie.
Axul melcului este o modificare a dintelui elicoidal, în care unul sau mai mulți dinți spiralați (roți dințate) sunt introduși în arbore.
Tipuri de dinți
Tipul de dinți are o influență majoră asupra eficienței angrenajului și asupra forțelor care apar în timpul funcționării în aplicații ulterioare. În funcție de aplicație, diferite forme de dinte pot fi mijloacele preferate.
- Dinți drepți
- Dinți elicoidali
- Dinți elicoidali dubli
Dinți drepți
Dinții drepți sunt cel mai simplu tip de opțiuni de dinte, în care dinții în cazul roților dințate cilindrice sunt dispuși paralel cu axa de rotație a roții dințate. Această formă de dinți are o costuri de producție reduse și reprezintă o variantă de dinți larg răspândită.
În cazul dinților drepți, până la 3 dinți sunt angrenați simultan cu o contra-roată, care distribuie sarcina pe mai mulți dinți. În cazul roților dințate drepte, întreaga lățime a flancului cu dinți se cuplează imediat atunci când sunt transferate forțele de acționare, ceea ce face ca zgomotul dezvoltat și uzura să fie mai mari decât în cazul dinților elicoidali.
Dinți elicoidali
În cazul dinților elicoidali (de ex., roata dințată elicoidală), dinții se află într-un unghi față de axa de rotație a roții dințate. Acest lucru crește raportul de contact, adică raportul dintre lungimea de contact și pasul roții dințate. Acest lucru are un efect pozitiv asupra funcționării fără probleme și a rezistenței la uzură, permițând atingerea unor viteze mai mari.
În comparație cu dinții drepți, acest design costuri de producție mai ridicate și forțele axiale care apar în timpul funcționării trebuie absorbite.
O formă specială de dinte elicoidal este angrenajul curbat. Pe lângă dispunerea unghiulară, dinții individuali descriu o traiectorie curbă de-a lungul mijlocului dintelui, care este însoțită de o creștere suplimentară a raportului de contact și a avantajelor asociate.
Dinți elicoidali dubli
În cazul unui dinte elicoidal dublu (denumit și dinte în v sau dinte elicoidal dublu), circumferința roții dințate este împărțită într-o jumătate din dreapta și stânga.
Acest design complex este comparativ costisitor din punct de vedere al costurilor de producție, însă combină avantajele variantelor de dinți menționate mai sus, ceea ce permite un nivel ridicat de rezistență la funcționare fără probleme și la uzură.
