Orm gearoverførsel er en speciel form for gearoverførsel, der består af en orm og et ormhjul, der bruges til transmission af to krydsende aksler (normalt 90 grader). Dens vigtigste egenskaber er:
Stort transmissionsforhold (enkelt - fase I=5 ~ 100 eller endnu højere)
Stabil transmission med lav støj
Selvlåsegenskaber (ormen kan være selv - låsning under visse betingelser for at forhindre, at ormhjulet bliver drevet i omvendt)
Lav effektivitet (normalt 30%~ 90%, afhængigt af smøring og helixvinkel)
På grund af sit unikke arbejdsprincip bruges orm gearoverførsel i vid udstrækning i reduktionsmekanismer, løftudstyr, maskinværktøjsindekseringsenheder og andre felter.
Arbejdsprincippet for orm gear
2.1 Grundlæggende transmissionsprincip
Orm gearoverførsel ligner transport af spiralformet gear, men ormen ligner en skrue, og ormhjulet ligner et spiralformet gear. Deres meshing -tilstand er som følger: Når ormen roterer, skubber dens spiralformede tænder tænderne på ormhjulet for at skabe cirkulær bevægelse. Fordi ormens helixvinklen er stor, og antallet af tænder på ormhjulet er stort, kan der opnås et stort reduktionsforhold.
2.2 Transmissionskarakteristika
Bevægelsesforhold: Forholdet mellem ormens rotationshastighed (N₁) og rotationshastigheden på ormhjulet (N₂) er transmissionsforholdet: i=N₁/N₂=Z₂/Z₁, hvor Z₁ er antallet af ormhoveder (normalt 1 ~ 4) og Z₂ er antallet af ormhjulstænder. For en enkelt - hovedorm (z₁=1) er transmissionsforholdet det største, men effektiviteten er lav; For en multi -hovedorm (z₁=2 ~ 4) kan effektiviteten forbedres, men reduktionsforholdet reduceres.
Retning af rotation af ormen:
Højre - Håndet orm: Brug den rigtige - håndregel. Hold ormen med højre hånd, og peg de fire fingre i retning af ormens rotation. Derefter peger tommelfingeren på ormhjulets lineære hastighedsretning på meshingepunktet.
Venstre - Håndet orm: Brug den venstre - håndregel. Hold ormen med venstre hånd, og peg de fire fingre i retning af ormens rotation. Derefter peger tommelfingeren på ormhjulets lineære hastighedsretning på meshingepunktet.
Selv - låse ejendom: Når ormens helixvinkel () er mindre end den ækvivalente friktionsvinkel (φ), har transmissionen selvlåsning af ejendom, det vil sige, ormhjulet kan ikke drive ormen i omvendt. Selve låseegenskaber bruges ofte til løftemekanismer, løftplatforme og andre lejligheder, der skal forhindre omvendt rotation.
Effektivitet: Effektiviteten af orm gearoverførsel er lav, hovedsageligt på grund af glidning af friktionstab: η=tan ( + ϕ) / tan, hvor er ormens blyvinkel og φ er friktionsvinklen.
Designet af orm gear
3.1 Hovedparametre
Modul (M): En række standardiserede moduler (såsom 1, 1,25, 1,5, 2, 2,5, 3 ...).
Antal ormhoveder (z₁): Enkelt - hovedorm (z₁=1) bruges til stort reduktionsforhold, og multi -head orm (z₁=2 ~ 4) bruges til transmission med høj effektivitet.
Antal ormhjulstænder (Z₂): Normalt z₂=30 ~ 80. For få tænder er lette at forårsage underbud, og for mange tænder vil føre til for stort volumen.
Centerafstand (a): Det påvirker transmissionsstørrelsen. Beregningsformlen er: a=m (z₂ + q)/2, hvor q er ormdiameterkoefficienten (q=d₁/m).
Helix vinkel (): Det påvirker transmissionseffektiviteten, generelt=3 grad ~ 25 grader.
| Modul | Indeks cirkeldiameter | Koefficient til ormdiameter |
|---|---|---|
| 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 Geometrisk beregning
De grundlæggende geometriske dimensionsberegningsformler til cylindrisk ormtransmission er som følger:
| Beregningselement | Symbol | Formel | Beregningsresultat | Bemærkninger | |
|---|---|---|---|---|---|
| Centerafstand | A | A=0.5 m (zz + q + 2) | 175.00 | - | |
| Modul | Mdu | Mdu=2 a/(22 + q + 2) | 3.15 | - | |
| Axial sektionstrykvinkel | a | a=20 grad | 20.00 | - | |
| Transmissionsforhold | i | i = Z2/Z1 = n1/n2 | 97.00 | - | |
| Ændringskoefficient | S | = (a/mdu) - 0.5 (q + z2) | 2.06 | - | |
| Radial clearance | C | C=0.25 mdu | 0.79 | - | |
| - | Antal hoveder | Z1 | Z1 = 1, 2, 4 | 1.00 | - |
| - | Karakteristisk koefficient | q | q=dfe1/mdu | 10.00 | - |
| - | Tillægshøjde | HDI | Hdi=mdu | 3.15 | - |
| - | Dedendum højde | Hg | Hg=1.25 mdu | 3.94 | - |
| Orm | Indeks cirkeldiameter | DTE1 | Dfel=qmdu | 31.50 | - |
| - | Pitch Circle Diameter | DJE1 | Dje 1=dfel + 2 mdu 5=mdu (q+ 25) | 44.45 | - |
| - | Tip cirkeldiameter | DDI1 | Ddi 1=mdu (q + 2) | 37.80 | - |
| Root Circle Diameter | DG1 | DG 1=mdu (q - 2.5) | 23.63 | - | |
| Indeks Circle Helix Lead Angle | 入 | 入=arctgz1/q | 0.10 | - | |
| Normalt modul | Mf | Mf=mducos 入 | 3.13 | - | |
| Helixlængde | L☆ | L=(12 + 0.1 z2) mdu | 68.36 | Z1 = 1, 2 | |
| - | - | L=(13 + 0.1 z2) mdu | 71.51 | Z1 = 4 | |
| Axial sektionsbane | P | P=πmdu | 9.90 | - | |
| Helix Lead | Pz | Pz=πmduz1 | 9.90 | - | |
| Aksial tandtykkelse på indekscylinderen på tråden | SZ1 | Sz 1=0.45 mdu | 97.00 | - | |
| Normal tandtykkelse på indekscylinderen på tråden | SF1 | Sfl=szlcos 入 | 96.52 | - | |
| Tandtykkelse målinghøjde | h~ | h ~=mdu | 3.15 | - | |
| Antal tænder | Z2 | Z 2=iz1 | 97.00 | - | |
| Ormhjul | Indeks cirkeldiameter | Die2 | Dfe 2=mduz2 | 305.55 | - |
| - | Pitch Circle Diameter | DJE2 | Dje 2=dfe 2=mduz2 | 305.55 | - |
| - | Root Circle Diameter | DG2 | DG 2=2 (a - 0.5 ddi 1 - 0.25 mdu) | 310.63 | - |
| - | Tip cirkeldiameter | Ddi2 | Ddi 2=2 (a - 0.5 dfel + mdu) | 324.80 | - |
| - | Maksimal ydre cirkeldiameter | DW2 | Dw 2=ddi 2 + mdu | 327.95 | - |
| - | RIM -bredde | b | b=0.65 ddi1 | 24.57 | - |
| - | Tillæg Arc Radius | R1 | R 1=0.5 dfel - mdu | 12.60 | - |
| - | Dedendum Arc Radius | R2 | R 1=0.5 ddi 1 + 0.25 mdu | 19.69 | - |
3.3 Beregning af styrke
Ormhjulstand overflade kontakt træthedsstyrke (for at forhindre pitting): σh=Zevy Kat2 mindre end eller lig med [σh], hvor (ZE) er den materielle elastiske koefficient, (Ka) er arbejdsforholdskoefficienten (1,0 ~ 1,5) og (T2) er ormhjulmomentet.
Ormhjulstand rod bøjende træthedsstyrke (for at forhindre brud): σ=1 / (DID2M) × 1,53KAT2 YFA2 y mindre end eller lig med [σf], hvor (YFA2) er tandprofilkoefficienten og (y) er helixvinklekoefficienten.
Beregning af varmebalance (for at forhindre overophedning): Ploss=p₁ (1 - η) mindre end eller lig med KaΔT, hvor (p1) er indgangseffekten, (k) er varmeafledningskoefficienten (a) er varmeafledningsområdet og (ΔT) er den tilladte temperaturstigning (normalt mindre end eller lig med 60 grad).
Behandlingen af orm gear
4.1 WORM -behandling
Drejning: Velegnet til lille batchproduktion.
Fræsning: Velegnet til multi -hovedorme.
Slibning: Brugt til høje præcisionsorme (såsom CNC Worms -slibemaskiner).
4.2 Forarbejdning af ormhjul
Hobbing: Forarbejdet med orm - som kogeplader.
Fly - Cutter Cutting: Velegnet til store - modul ormehjul.
Honing / Lapping: For at forbedre tandoverfladen.
4.3 Valg af materiale
| Del | Almindelige materialer | Varmebehandling |
|---|---|---|
| Orm | 45 stål, 40cr, 20crmnti | Slukning og temperering, karburering og slukning |
| Ormhjul | Tin Bronze (ZCUSN10P1), Aluminium Bronze (ZCUAL10FE3) | Casting |
Anvendelsen af orm gear
5.1 Løftemaskiner
Vinsjer, kraner (ved hjælp af selv - låse ejendom for at forhindre, at tunge genstande glider ned).
5.2 Industrielle reduktionsmænd
Ormreduktionsmidler (såsom RV -reducere).
5.3 Maskinværktøjsindekseringsenheder
Delende hoveder, roterende borde (præcisionsvinkelkontrol).
5.4 Automobilstyringsmekanismer
Nogle mekaniske styresystemer vedtager orm gear transmission, herunder styreudstyr, ratt, rattoverførselsaksel, styreaksel, styrearm, styrestang, universal led, venstre styringsknok, styring af knækarm, højre styreknok, styret trapezoid arm osv.
5,5 andre felter
Emballagemaskiner, transportudstyr, ventildrev osv.
5.6 Fordele og ulemper ved transmission af orm gear
5.6.1 Fordele
Stort transmissionsforhold og kompakt struktur.
Stabil drift og lav støj.
Selv - låse ejendom (under specifikke betingelser).
Velegnet til lejligheder med begrænset plads.
5.6.2 Ulemper
Lav effektivitet (især for enkelt - hovedorme).
Alvorlig varmeproduktion, der kræver god smøring.
Høje produktionsomkostninger (ormhjulet har brug for slid - resistente materialer).
Oversigt
Worm Gear Transmission spiller en uerstattelig rolle i reduktionsmekanismer, løfteudstyr og andre felter på grund af dets store reduktionsforhold, selvlåsningsegenskaber og kompakt struktur. Selvom dens effektivitet er lav, kan dens ydelse og levetid forbedres markant gennem optimeret design, udvælgelse af passende materialer og smøremetoder. I fremtiden vil Worm Gear Transmission fortsat udvikle sig i retning af høj effektivitet, præcision og intelligens.
