Prevodovka Worm Gear je špeciálna forma prevodovky prevodovky, pozostávajúca z červa a červového kolesa, ktoré sa používa na prenos dvoch pretínajúcich hriadeľov (zvyčajne 90 stupňov). Jeho hlavné charakteristiky sú:
Veľký prenosový pomer (jednorazová fáza I=5 ~ 100 alebo dokonca vyššie)
Stabilný prenos s nízkym hlukom
Self - Uzamykacia vlastnosť (červ môže byť za určitých podmienok uzamknutý, aby sa zabránilo poháňaniu červového kolesa v opačnom prípade)
Nízka účinnosť (zvyčajne 30%~ 90%, v závislosti od mazania a uhol špirály)
Vďaka svojmu jedinečnému pracovnému princípu sa prenos červov prevodovky široko používa pri redukčných mechanizmoch, zdvíhacích zariadeniach, zariadeniach na indexovanie strojov a iných polí.
Pracovný princíp červových zariadení
2.1 Základný princíp prenosu
Prevodovka červov je podobná prevodovke špirálového prevodu, ale červ je podobný skrutke a červové koleso je podobné špirálovitým prevodom. Ich mezhľovací režim je nasledujúci: Keď sa červ otáča, jeho špirálové zuby tlačia zuby červového kolesa, aby sa pohyboval kruhový pohyb. Pretože uhol špirály červa je veľký a počet zubov červového kolesa je veľký, je možné dosiahnuť veľký redukčný pomer.
2.2 Charakteristiky prenosu
Vzťah: Pomer rotačnej rýchlosti červa (n₁) k rotačnej rýchlosti červového kolesa (n₂) je pomer prenosu: i=n₁/n₂ =} z₂/z₁, kde Z₁ je počet červových hláv (obvykle 1 ~ 4) a Z₂ je číslo Worm Wheel Coloch. Pre jednu červovú hlavu (z₁=1) je prenosový pomer najväčší, ale účinnosť je nízka; V prípade červov s viacerými hlavami (Z₁=2 ~ 4) je možné zlepšiť účinnosť, ale redukčný pomer sa zníži.
Smer rotácie červa:
Pravá - podaná červ: Použite pravidlo pravého ruky. Držte červ pravou rukou a nasmerujte štyri prsty v smere rotácie červa. Potom palec poukazuje na smer lineárnej rýchlosti kolesa červa v bodovom bode.
Vľavo - podaný červ: Použite pravidlo ľavej ruky. Držte červ ľavou rukou a nasmerujte štyri prsty v smere rotácie červa. Potom palec poukazuje na smer lineárnej rýchlosti kolesa červa v bodovom bode.
Self - uzamykacia nehnuteľnosť: Ak je uhol špirály () červa menší ako ekvivalentný uhol trenia (φ), prevodovka má vlastnosť sebakrytia, to znamená, že červové koleso nemôže poháňať červ smerom dozadu. Vlastnosť samostatného uzamknutia sa často používa pri zdvíhacích mechanizmoch, zdvíhacích plošinách a iných príležitostiach, ktoré musia zabrániť spätnej rotácii.
Účinnosť: Účinnosť prevodovky červov je nízka, hlavne v dôsledku straty trenia kĺzania: η=tan ( + ϕ) / tan, kde je uhol olova červa a φ je uhol trenia.
Dizajn červových prevodoviek
3.1 Hlavné parametre
Modul (m): Séria štandardizovaných modulov (napríklad 1, 1,25, 1,5, 2, 2,5, 3 ...).
Počet červových hláv (Z₁): Single - Head Worm (Z₁=1) sa používa na veľký redukčný pomer a na prenos vysokej účinnosti sa používa viacero hlavných červov (Z₁= 2 ~ 4).
Počet zubov červových kolies (Z₂): Zvyčajne z₂=30 ~ 80. Príliš málo zubov je ľahké spôsobiť podhodnotenie a príliš veľa zubov povedie k príliš veľkému objemu.
Stredová vzdialenosť (a): Ovplyvňuje veľkosť prenosu. Vzorec výpočtu je: a=m (z₂ + q)/2, kde q je koeficient priemeru červov (q=d₁/m).
Uhol špirály (): Ovplyvňuje účinnosť prenosu, všeobecne=3 stupeň ~ 25 stupňov.
| Modul | Priemer indexu | Koeficient priemeru červa |
|---|---|---|
| m | d₁ | q |
| 1.25 | 20 | 16 |
| 22.4 | 17.92 | - |
| 1.6 | 20 | 12.5 |
| 28 | 17.5 | - |
| 2 | 22.4 | 11.2 |
| 35.5 | 17.75 | - |
| 2.5 | 28 | 11.2 |
| 45 | 18 | - |
| 3.15 | 35.5 | 11.27 |
| 56 | 17.778 | - |
| 4 | 40 | 10 |
| 71 | 17.75 | - |
| 5 | 50 | 10 |
| 90 | 18 | - |
| 6.3 | 63 | 10 |
| 112 | 17.778 | - |
| 8 | 80 | 10 |
| 140 | 17.5 | - |
| 10 | 90 | - |
| 160 | - | - |
3.2 Geometrický výpočet
Základné vzorce výpočtu geometrického rozmeru pre prenos valcových červov sú nasledujúce:
| Výpočtová položka | Symbol | Vzorec | Výsledok výpočtu | Poznámky | |
|---|---|---|---|---|---|
| Stredová vzdialenosť | A | A=0.5 m (ZZ + Q + 2) | 175.00 | - | |
| Modul | Mdu | MDU=2 a/(22 + q + 2) | 3.15 | - | |
| Uhol tlaku axiálneho úseku | a | A=20 stupeň | 20.00 | - | |
| Prenosový pomer | i | i = Z2/Z1 = n1/n2 | 97.00 | - | |
| Koeficient | S | = (a/mdu) - 0.5 (q + z2) | 2.06 | - | |
| Odbavenie | C | C=0.25 mdu | 0.79 | - | |
| - | Počet hláv | Z1 | Z1 = 1, 2, 4 | 1.00 | - |
| - | Charakteristický koeficient | q | q=dfe1/mdu | 10.00 | - |
| - | Výška dodatku | HDI | hdi=mdu | 3.15 | - |
| - | Výška dedu | hg | hg=1.25 mdu | 3.94 | - |
| Červ | Priemer indexu | Dte1 | Dfel=qmdu | 31.50 | - |
| - | Priemer | Dje1 | Dje 1=dfel + 2 mdu 5=mDu (q + 25) | 44.45 | - |
| - | Priemer špičky | DDI1 | Ddi 1=mdu (q + 2) | 37.80 | - |
| Priemer koreňového kruhu | DG1 | Dg 1=mdu (q - 2.5) | 23.63 | - | |
| Indexový kruh helixu olovo | 入 | 入=arctgz1/q | 0.10 | - | |
| Normálny modul | mf | mf=mducos 入 | 3.13 | - | |
| Dĺžka špirály | L☆ | L=(12 + 0.1 z2) mdu | 68.36 | Z1 = 1, 2 | |
| - | - | L=(13 + 0.1 z2) mdu | 71.51 | Z1 = 4 | |
| Rozstup axiálnej sekcie | P | P=πmdu | 9.90 | - | |
| Špirála | PZ | PZ=πmduz1 | 9.90 | - | |
| Hrúbka axiálneho zubov na indexovom valci závitu | SZ1 | Sz 1=0.45 mdu | 97.00 | - | |
| Normálna hrúbka zubov na indexovom valci závitu | SF1 | Sfl=szlcos 入 | 96.52 | - | |
| Výška merania zubov | h~ | H ~=mdu | 3.15 | - | |
| Počet zubov | Z2 | Z 2=iz1 | 97.00 | - | |
| Červové koleso | Priemer indexu | Die2 | Dfe 2=mduz2 | 305.55 | - |
| - | Priemer | Dje2 | Dje 2=dfe 2=mduz2 | 305.55 | - |
| - | Priemer koreňového kruhu | DG2 | Dg 2=2 (a - 0.5 ddi 1 - 0.25 mdu) | 310.63 | - |
| - | Priemer špičky | DDI2 | Ddi 2=2 (a - 0.5 dfel + mdu) | 324.80 | - |
| - | Maximálny priemer vonkajšieho kruhu | DW2 | Dw 2=ddi 2 + mdu | 327.95 | - |
| - | Šírka ráfika | b | b=0.65 ddi1 | 24.57 | - |
| - | Oblúkový polomer | R1 | R 1=0.5 dfel - mdu | 12.60 | - |
| - | Oblúkový oblúk | R2 | R 1=0.5 ddi 1 + 0.25 mdu | 19.69 | - |
3.3 Výpočet pevnosti
Pevnosť únavy zubov zubov červových kolies (na zabránenie jamkám): σh=Zevy Kat2 menší alebo rovný [σh], kde (ZE) je elastický koeficient materiálu, (KA) je koeficient pracovnej podmienky (1,0 ~ 1,5) a (T2) je krútiaci moment kolesa.
Pevnosť únavy koreňa koreňov červových kolies (na zabránenie zlomeniny): σ=1 / (DID2M) × 1,53KAT2 YFA2 y menšie alebo rovné [σf], kde (yfa2) je koeficient profilu zubov a (y) koeficient uhla špirály.
Výpočet tepelnej bilancie (aby sa zabránilo prehriatiu): Ploss=p₁ (1 - η) menší alebo rovný ka5, kde (p1) je vstupná sila (k), je koeficient rozptyľovania tepla, (a) plocha rozptyľovania tepla a (ΔT) je prípustné zvýšenie teploty (zvyčajne menej ako 60 stupňov).
Spracovanie červových prevodov
4.1 Spracovanie červov
Otočenie: Vhodné pre malú - dávkovú výrobu.
Mletie: Vhodné pre viacvozy červov.
Brúsenie: Používa sa na vysoké - presné červy (napríklad mlynčeky červov CNC).
4.2 spracovanie červových kolies
Hobbing: Spracované s červami - ako HOBS.
Lieta - Rezatie rezača: Vhodné pre veľké kolesá červov modulu.
Honovanie / lapovanie: Zlepšenie povrchovej úpravy zubov.
4.3 Výber materiálu
| Časť | Bežné materiály | Tepelné spracovanie |
|---|---|---|
| Červ | 45 oceľ, 40Cr, 20crmnti | Zhasnutie a temperovanie, karburizácia a ochladenie |
| Červové koleso | Tin bronz (ZCUSN10P1), hliníkový bronz (ZCUAL10FE3) | Odlievanie |
Aplikácia červových zariadení
5.1 Zdvíhacie stroje
Navijak, žeriavy (využívajúce vlastné uzamykacie vlastnosti, aby sa zabránilo skĺznutiu ťažkých predmetov).
5.2 Priemyselné reduktory
Reduktory červov (napríklad reduktory RV).
5.3 Zariadenia na indexovanie strojov
Deliace hlavy, rotačné tabuľky (riadenie presného uhla).
5.4 Mechanizmy riadenia automobilov
Niektoré mechanické riadiace systémy prijímajú prevodovku červov, vrátane volantu, volantu, prevodového hriadeľa riadenia, riadiaceho hriadeľa, riadiaceho ramena, riadiacej kravaty, univerzálneho kĺbu, ľavého riadiaceho kĺbu, ruka kĺbov riadenia, pravého riadiaceho kĺbu, kĺbov v riadení atď.
5.5 Ostatné polia
Balenie strojov, prepúšťanie zariadení, jednotky ventilov atď.
5.6 Výhody a nevýhody prevodovky červov
5.6.1 Výhody
Veľký prenosový pomer a kompaktná štruktúra.
Stabilná prevádzka a nízky hluk.
Self - uzamykanie vlastníctva (za konkrétnych podmienok).
Vhodný pre príležitosti s obmedzeným priestorom.
5.6.2 Nevýhody
Nízka účinnosť (najmä pre červy s jednou hlavou).
Ťažká tvorba tepla, ktoré si vyžaduje dobré mazanie.
Vysoké výrobné náklady (červové koleso potrebuje opotrebenie - odolné materiály).
Zhrnutie
Prevodovka Worm Gear hrá nenahraditeľnú úlohu pri redukčných mechanizmoch, zdvíhacích zariadeniach a iných poliach kvôli svojmu veľkému redukčnému pomeru, vlastnosti samovyžadovania a kompaktnej štruktúry. Aj keď je jej účinnosť nízka, jej výkonnosť a životnosť sa môže výrazne vylepšiť prostredníctvom optimalizovaného návrhu, výberu vhodných materiálov a metód mazania. V budúcnosti sa bude prenos červených zariadení naďalej vyvíjať v smere vysokej účinnosti, presnosti a inteligencie.
