Mato vaihdevaihteisto on erityinen vaihdevaihteisto, joka koostuu matosta ja matopyörästä, jota käytetään kahden leikkausakselin (yleensä 90 asteen) voimansiirtoon. Sen pääominaisuudet ovat:
Suuri lähetyssuhde (yksi - vaihe I=5 ~ 100 tai jopa korkeampi)
Vakaa lähetys matalalla kohinalla
Itse - lukitusominaisuus (mato voi olla itse lukittu tietyissä olosuhteissa, jotta matopyörä ei ajautu käänteisesti)
Alhainen hyötysuhde (yleensä 30%~ 90%voitelusta ja helix -kulmasta riippuen)
Ainutlaatuisen työperiaatteensa vuoksi matovaihteistot käytetään laajasti vähentämismekanismeissa, nostolaitteissa, työstötyökalujen indeksointilaitteissa ja muissa kentissä.
Matovaihteiden toimintaperiaate
2.1 Peruslähetysperiaate
Matovaihteisto on samanlainen kuin kierteinen vaihdevaihteisto, mutta mato on samanlainen kuin ruuvi, ja matopyörä on samanlainen kuin kierteinen vaihde. Niiden meshing -tila on seuraava: Kun mato pyörii, sen kierteiset hampaat työntävät matopyörän hampaat pyöreän liikkeen valmistamiseksi. Koska madon kierre kulma on suuri ja matopyörän hampaiden lukumäärä on suuri, voidaan saavuttaa suuri pelkisuhde.
2.2 Lähetysominaisuudet
Liikesuhde: Matopyörän pyörimisnopeuden pyörimisnopeuden (n₂) pyörimisnopeuden suhde on voimansiirtosuhde: i=n₁/n₂=z₂/z₁, missä z₁ on matopäiden lukumäärä (yleensä 1 ~ 4) ja z₂ on matohammasten lukumäärä. Yhden pään matolle (z₁=1) lähetyssuhde on suurin, mutta tehokkuus on alhainen; Multi -Head Worm (z₁=2 ~ 4) tehokkuutta voidaan parantaa, mutta pelkisuhde vähenee.
Madon pyörimissuunta:
Oikea - Käsin mato: Käytä oikeaa käsisääntöä. Pidä mato oikealla kädellä ja osoita neljä sormea madon pyörimiseen. Sitten peukalo osoittaa matopyörän lineaariseen nopeuden suuntaan meshing -pisteessä.
Vasen - Käsin mato: Käytä vasenta käsisääntöä. Pidä mato vasemmalla kädellä ja osoita neljä sormea madon pyörimiseen. Sitten peukalo osoittaa matopyörän lineaariseen nopeuden suuntaan meshing -pisteessä.
Itse - lukitusominaisuus: Kun madon helix -kulma () on pienempi kuin vastaava kitkakulma (φ), voimansiirrossa on itse lukitusominaisuus, ts. Matopyörä ei voi ajaa matoa päinvastaisesti. Itse -lukitusominaisuutta käytetään usein mekanismien nostamisessa, nostoalustoissa ja muissa tilaisuuksissa, joiden on estämään käänteinen kierto.
Tehokkuus: Matovaihteiden siirron tehokkuus on alhainen, pääasiassa liukuvan kitkahäviön johdosta: η=tan ( + ϕ) / tan, missä on madon lyijykulma ja φ on kitkakulma.
Matovaihteiden suunnittelu
3.1 Pääparametrit
Moduuli (m): Sarja standardisoituja moduuleja (kuten 1, 1,25, 1,5, 2, 2,5, 3 ...).
Matopäiden lukumäärä (Z₁): Yhden - päämato (z₁=1) käytetään suureen pelisuhteeseen, ja moni -päämato (z₁=2 ~ 4) käytetään korkean tehokkuuden siirtoon.
Matopyörähampaiden lukumäärä (z₂): Yleensä z₂=30 ~ 80. Liian vähän hampaita on helppo aiheuttaa alijäämää, ja liian monet hampaat johtavat liian suureen tilavuuteen.
Keskietäisyys (a): Se vaikuttaa voimansiirtokokoon. Laskentakaava on:=m (z₂ + q)/2, missä Q on madon halkaisijakerroin (q=d₁/m).
Helix Kulma (): Se vaikuttaa siirtotehokkuuteen, yleensä=3 asteeseen ~ 25 astetta.
| Moduuli | Indeksin ympyrän halkaisija | Madon halkaisijakerroin |
|---|---|---|
| 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 Geometrinen laskenta
Geometrisen ulottuvuuden laskentakaavat sylinterimäiselle madonsiirtolle ovat seuraavat:
| Laskelma | Symboli | Kaava | Laskentatulos | Huomautukset | |
|---|---|---|---|---|---|
| Keskiosa | A | A=0.5 m (zz + q + 2) | 175.00 | - | |
| Moduuli | Mdu | Mdu=2 a/(22 + q + 2) | 3.15 | - | |
| Aksiaalileikkauskulma | a | a=20 aste | 20.00 | - | |
| Siirtosuhde | i | i = Z2/Z1 = n1/n2 | 97.00 | - | |
| Muokkauskerroin | S | = (a/mdu) - 0.5 (q + z2) | 2.06 | - | |
| Säteilyvälitys | C | C=0.25 mdu | 0.79 | - | |
| - | Pään lukumäärä | Z1 | Z1 = 1, 2, 4 | 1.00 | - |
| - | Ominaiskerroin | q | Q=dfe1/mdu | 10.00 | - |
| - | Lisäyskorkeus | HDI | HDI=mdu | 3.15 | - |
| - | Dedendumin korkeus | hg | hg=1.25 mdu | 3.94 | - |
| Mato | Indeksin ympyrän halkaisija | DTE1 | Dfel=qmdu | 31.50 | - |
| - | Piikkikierron halkaisija | DJE1 | Dje 1=dfel + 2 mdu 5=mdu (q + 25) | 44.45 | - |
| - | Kärjen halkaisija | DDI1 | Ddi 1=mdu (q + 2) | 37.80 | - |
| Juuren halkaisija | DG1 | Dg 1=mdu (q - 2.5) | 23.63 | - | |
| Hakemisto ympyrä helix -lyijykulma | 入 | 入=arctgz1/q | 0.10 | - | |
| Normaali moduuli | mf | mf=mducos 入 | 3.13 | - | |
| Helix -pituus | L☆ | L=(12 + 0.1 z2) mdu | 68.36 | Z1 = 1, 2 | |
| - | - | L=(13 + 0.1 z2) mdu | 71.51 | Z1 = 4 | |
| Aksiaalileikkaus | P | P=πmdu | 9.90 | - | |
| Helixin johto | Pz | Pz=πmduz1 | 9.90 | - | |
| Aksiaalinen hampaan paksuus langan hakemistosylinterissä | SZ1 | Sz 1=0.45 mdu | 97.00 | - | |
| Normaali hampaan paksuus langan hakemistosylinterissä | SF1 | Sfl=szlcos 入 | 96.52 | - | |
| Hampaiden paksuuden mittauskorkeus | h~ | H ~=mdu | 3.15 | - | |
| Hampaiden lukumäärä | Z2 | Z 2=iz1 | 97.00 | - | |
| Matopyörä | Indeksin ympyrän halkaisija | DI2 | Dfe 2=mduz2 | 305.55 | - |
| - | Piikkiympyrän halkaisija | DJE2 | Dje 2=dfe 2=mduz2 | 305.55 | - |
| - | Juuren halkaisija | Dg2 | Dg 2=2 (a - 0.5 ddi 1 - 0.25 mdu) | 310.63 | - |
| - | Kärjen halkaisija | DDI2 | Ddi 2=2 (a - 0.5 dfel + mdu) | 324.80 | - |
| - | Suurin ulkopiiri halkaisija | DW2 | Dw 2=ddi 2 + mdu | 327.95 | - |
| - | Vanteen leveys | b | b=0.65 DDI1 | 24.57 | - |
| - | Lisäyskaarisäde | R1 | R 1=0.5 dfel - mdu | 12.60 | - |
| - | Dedendum kaari säde | R2 | R 1=0.5 ddi 1 + 0.25 mdu | 19.69 | - |
3.3 Vahvuuslaskenta
Matopyörän hampaiden pinnan kosketuksen väsymyslujuus (pisteen estämiseksi): σh=zevy Kat2 vähemmän tai yhtä suuri kuin [σh], missä (ze) on materiaalilähtökerroin, (KA) on työolosuhteiden kerroin (1,0 ~ 1,5) ja (T2) on madon pyörän vääntömomentti.
Matopyörän hampaiden juurten taivutus väsymyslujuus (murtuman estämiseksi): σ=1 / (did2m) × 1,53Kat2 yfa2 y pienempi tai yhtä suuri kuin [σf], missä (yfa2) on hammasprofiilikerroin ja (y) on helix -kulikerroin.
Lämpötaseen laskenta (ylikuumenemisen estämiseksi): Ploss=p₁ (1 - η) pienempi tai yhtä suuri kuin kaδt, missä (p1) on syöttöteho, (k) on lämmön hajoamiskerroin, (a) on lämmön hajoamisalue ja (ΔT) on sallittu lämpötilan nousu (yleensä vähemmän kuin tai yhtä suuri kuin 60 astetta).
Matovaihteiden käsittely
4.1 Madonkäsittely
Kääntyminen: Soveltuu pieneen erän tuotantoon.
Jyrsintö: Soveltuu moniin matoihin.
Hioma: Käytetään korkean tarkkuuden matoihin (kuten CNC -matojen hiomakoneet).
4.2 Matopyörän käsittely
Harrastus: Käsitelty matolla - kuten Hobs.
Fly - Cutterin leikkaus: Soveltuu suuriin moduuleihin matopyöriin.
Hyökkäys / liputus: Hampaiden pintapinnan parantamiseksi.
4.3 Materiaalin valinta
| Osa | Tavalliset materiaalit | Lämmönkäsittely |
|---|---|---|
| Mato | 45 terästä, 40cr, 20 crmnti | Sammutus ja karkaisu, hiilihappo ja sammutus |
| Matopyörä | Tinapronssi (zcusn10p1), alumiinipronssi (zcual10fe3) | Valu |
Matovaihteiden levitys
5.1 Nostokoneet
Vinssit, nosturit (käyttämällä itse lukitstava ominaisuus estämään raskaat esineet liukumasta alas).
5.2 Teollisuuden pelkistäjät
Matovähennyslaitteet (kuten matkailuautojen vähentäjät).
5.3 Konetyökalun indeksointilaitteet
Jakavat päät, pyörivät taulukot (tarkkuuskulman ohjaus).
5.4 Auton ohjausmekanismit
Jotkut mekaaniset ohjausjärjestelmät omaksuvat matovaihteistot, mukaan lukien ohjausvaihde, ohjauspyörä, ohjausvaihteisto, ohjausakseli, ohjausvarsi, ohjaustilan sauva, universaali nivel, vasen ohjauskina, ohjauskannanvarsi, oikea ohjauskannaus, ohjaus trapezoidinen käsivarsi jne.
5.5 Muut kentät
Pakkauskoneet, kuljetusvälineet, venttiilien käyttö jne.
5.6 Matovaihteiden siirron edut ja haitat
5.6.1 Edut
Suuri lähetyssuhde ja kompakti rakenne.
Vakaa toiminta ja pieni melu.
Itse - lukitusominaisuus (tietyissä olosuhteissa).
Sopii tilanteisiin, joissa on rajoitettu tila.
5.6.2 Haitat
Matala tehokkuus (etenkin yhden pään matoille).
Vakava lämmöntuotanto, joka vaatii hyvää voitelua.
Korkeat valmistuskustannukset (matopyörä tarvitsee kulumisen - kestävät materiaalit).
Yhteenveto
Matovaihteistolla on korvaamaton rooli vähentämismekanismeissa, nostolaitteissa ja muissa kentissä sen suuren vähentämissuhteen, itse lukitusominaisuuden ja kompaktin rakenteen vuoksi. Vaikka sen tehokkuus on pieni, sen suorituskyky ja käyttöikä voi parantaa merkittävästi optimoidulla suunnittelussa, sopivien materiaalien ja voitelumenetelmien valinnassa. Tulevaisuudessa matovaihteiden siirto kehittyy edelleen korkean hyötysuhteen, tarkkuuden ja älykkyyden suuntaan.
