Конические колёса

Прямозубые и спиральнозубые конические зубчатые передачи Geyontech. Прецизионное фрезерование и шлифование для высокоскоростных тяжелонагруженных применений.

Технические характеристики#

Спиральнозубые конические зубчатые передачи: характеристики, области применения и процесс шлифования для прецизионных угловых приводов#

Спиральнозубые конические зубчатые передачи — это передаточные компоненты, которые перенаправляют мощность между пересекающимися валами. Наиболее распространённый угол между валами — 90°, линия зуба дугообразная, а зубья входят в зацепление по диагонали от одного конца к другому. По сравнению с прямозубыми коническими передачами у них больше зубьев в одновременном зацеплении и больше площадь контакта, поэтому они работают более плавно, воспринимают большие нагрузки и создают меньше шума. Они являются основным решением в применениях, где требуются одновременно изменение направления и высокая нагрузочная способность по крутящему моменту, например в автомобильных дифференциалах и промышленных угловых редукторах.

Инженерная команда Geyon Transmission имеет 13-летний опыт в области прецизионных зубчатых передач (компания основана в 2020 году). Спиральнозубые конические передачи поставляются в стабильном серийном производстве по классу 4~5 DIN/ISO, с поверхностями зубьев, цементированными и закалёнными до 58~62 HRC. Обычный диапазон модулей — M1~10, число зубьев — 12~80; по чертежам мы можем охватить прямозубые конические, спиральнозубые конические и зубчатые формы внутреннего зацепления. Ниже в одном разделе изложены технические характеристики, области применения и ноу-хау по обработке; все данные взяты из продуктовых файлов Geyon, и там, где что-то неясно, мы не будем делать необоснованных утверждений.

1. Почему угловые приводы в основном выбирают спиральные зубья#

Конические зубчатые передачи в основном делятся на две категории: передачи с прямой линией зуба называются прямозубыми коническими, а с дугообразной линией зуба — спиральнозубыми коническими. Для оборудования с угловым приводом первый шаг при выборе — различить эти две категории.

Прямозубые конические передачи просты по конструкции и имеют низкую стоимость заготовки, но одновременно в зацеплении находятся только одна или две пары зубьев, что легко вызывает удар; с ростом скорости и нагрузки шум возрастает. Они подходят для нетребовательных применений, таких как сельскохозяйственная техника и общее машиностроение.

Спиральнозубые конические передачи отличаются. Их зубья нарезаны по диагонали вдоль продольного направления, что даёт высокий коэффициент перекрытия; в любой момент несколько пар зубьев распределяют нагрузку, поэтому зацепление плавнее, выдерживаемая сила больше, а шум ниже. Плата за это — сложная форма зуба и высокие требования к оборудованию для обработки и контроля; именно в этом и заключается ценность процесса шлифования. В автомобильных дифференциалах заднего моста, промышленных угловых редукторах и приводах прокатных станов главная понижающая ступень почти всегда использует именно их.

2. Технические характеристики: обычные диапазоны и выбор материала#

Ниже приведены обычные диапазоны обработки и контроля Geyon для спиральнозубых конических передач; конкретные размеры определяются по чертежу:

Материалы и термическая обработка должны выбираться в соответствии с условиями эксплуатации; твёрдость и точность поверхности зубьев следуют разным маршрутам:

Для заготовки зубчатого колеса угол делительного конуса, делительная окружность на большом торце, конусное расстояние и ширина зубчатого венца взаимно ограничивают друг друга: угол делительного конуса определяется отношением чисел зубьев двух колёс, конусное расстояние равно диаметру делительной окружности на большом торце, делённому на удвоенный синус угла делительного конуса, а ширина зубчатого венца обычно не превышает одной трети конусного расстояния. Когда чертёж на руках, рассчитайте эти параметры чётко исходя из передаточного отношения и монтажного пространства, прежде чем обсуждать обработку.

3. Сценарии применения: какое оборудование их использует#

Основная задача конических зубчатых колёс со спиральными зубьями — передача под прямым углом с высоким крутящим моментом. Наиболее распространённые места:

• Автомобильные дифференциалы и мосты: главная коническая пара редуктора выдерживает ударные и высокие нагрузки благодаря цементации и закалке плюс шлифованию зубьев — это её традиционное основное поле деятельности.
• Промышленные угловые редукторы: там, где мощность с вала двигателя должна передаваться в вертикальном направлении при низком уровне шума, часто используется ступень конических колёс со спиральными зубьями.
• Строительная техника и горное оборудование: конические зубчатые пары в поворотных и ходовых механизмах подвергаются частым ударным нагрузкам, поэтому твёрдость поверхности зубьев и прочность ножки зуба являются ключевыми факторами.
• Высокотехнологичное оборудование и автоматизация: для угловых приводных блоков с особыми требованиями к точности, шуму и сроку службы сначала после получения чертежа проводится проверка технологичности, затем выдаётся коммерческое предложение.

Изготовление зубчатых колёс на заказ в Geyon ведётся по чертежам. Когда поступает чертёж, мы сначала оцениваем, можно ли стабильно обеспечить форму зубьев и точность, затем предлагаем план. См. услугу изготовления зубчатых колёс на заказ.

4. Преимущества технологического процесса: твёрдые поверхности зубьев всё ещё нуждаются в точном шлифовании#

Сложность конических зубчатых колёс со спиральными зубьями заключается в том, что зубья представляют собой трёхмерные криволинейные поверхности. Одной твёрдости недостаточно; если форма поверхности зубьев слегка отклоняется, пятно контакта смещается, и страдают как шум, так и срок службы всего механизма. Обработка Geyon включает проверку работы на нескольких этапах:

1. Фрезерование зубьев сначала формирует зубья. Зубофрезерный станок для конических колёс предварительно фрезерует впадины зубьев на место, оставляя припуск на термическую обработку и шлифование. Для деталей с большими модулями и стабильными размерами партии этот этап определяет, насколько хорошо можно исправить последующие деформации.

2. Цементация и закалка делают поверхности зубьев твердыми. Для таких материалов, как 20CrMnTi, цементация и закалка доводят поверхность зубьев до 58~62 HRC — твердая поверхность и вязкая сердцевина, что обеспечивает баланс между износостойкостью и сопротивлением излому зубьев. Этап цементации сопровождается значительными деформациями, поэтому высокоточные детали почти всегда требуют зубошлифования после закалки.

3. Зубошлифование восстанавливает точность. После цементации поверхности зубьев деформируются; зубошлифовальный станок для конических зубчатых колес выполняет черновое шлифование, а затем чистовое, чтобы привести профиль зуба, продольную линию зуба и пятно контакта в соответствие с требованиями чертежа, при этом в серийном производстве стабильно выдерживается класс DIN/ISO 4~5.

4. Контроль пятна контакта и подбора пар. Спирально-конические зубчатые колеса предназначены для использования в парах. Перед отгрузкой положение и размер пятна контакта на поверхности зубьев проверяют методом контрольной краски, а также на измерительном центре зубчатых колес проверяют профиль зуба и продольную линию зуба. Если пятно контакта не соответствует норме, его дорабатывают и регулируют; только после успешного прохождения комплект подбирают в пару, и протокол контроля отправляют вместе с товаром. Полный перечень пунктов контроля см. в Отчете о контроле зубчатых колес.

Благодаря этому процессу подводные камни, на которые натыкаются обычные поставщики — недостаточная твердость поверхности зубьев, прижоги при шлифовании и смещенные пятна контакта — по возможности предотвращаются до отгрузки. Подробные описания процессов и оборудования см. в разделе Процесс точного зубошлифования.

5. Пришлите чертежи — мы сначала проверяем, затем рассчитываем стоимость#

Производители зубчатых редукторов, производители автомобильных компонентов, OEM-производители и торговые компании работают с нами напрямую. Отправьте чертежи в формате PDF, DWG или Solidworks либо укажите три параметра: модуль, число зубьев и передаточное отношение; инженерный отдел сначала проводит проверку и обычно возвращает техническое предложение и коммерческое предложение в течение 1~2 рабочих дней. Парное шлифование и парная отгрузка; срок изготовления указывается согласно производственному графику.

Процесс запроса: отправка чертежей → проверка чертежей → коммерческое предложение → изготовление прототипа или серийное производство. Напишите на sales@geyontech.com с темой “Запрос на спирально-коническую зубчатую передачу”. Больше продукции см. в разделе Центр продукции.

Производственные процессы#

• Прямозубые конические зубчатые колеса: зубонарезание Gleason
• Спирально-конические зубчатые колеса: нарезание + шлифование
• Притирка и обкатка подобранных пар

Особенности#

• Угловой привод
• Высокая нагрузочная способность по крутящему моменту
• Малошумная работа

Области применения#

• Автомобильные дифференциалы
• Угловые приводы для промышленного оборудования
• Ведущие мосты строительной техники