Vijačni menjalnik

The helical gears of a engage at a slow and gradual pace, beginning at the far end of the tooth and holding contact until the whole gear spins into full engagement. The helix angle of the helical gear inside the gearbox is normally 15 to 30 degrees. The ratio of a helical gear is typically 3:2 to 10:1. As a result, a helical gearbox can be used to transmit massive thrusts. The helical gears are lubricated and supported by special bearings. Its design features helical gears with angled teeth, providing smooth and quiet operation while minimizing backlash. This type of gearbox is widely used in various applications, including automotive, industrial machinery, and power transmission systems, due to its high efficiency and reliability.

Menjalnik s spiralnim zobnikom

Kaj je spiralni menjalnik?

Kaj je vijačni menjalnik? Spiralni menjalnik je podoben paru papirnatih čelnih zobnikov, vendar se dva sklopa gredi križata pod različnimi koti. Sredinska razdalja vsakega niza vijačnih zobnikov ni celo število, zato je pomembno zagotoviti, da sta oba niza gredi enake dolžine. To je pomembno za aplikacije, kjer se upošteva hrup. Upoštevajte tudi, da so spiralni zobniki na splošno tihi in gladki.

Čelni menjalniki imajo številne prednosti pred drugimi vrstami menjalnikov. Zobni menjalnik ima lahko več zob, ki vstopajo v isto smer, kar jim omogoča, da zagotavljajo dosleden stik v daljšem časovnem obdobju. Koaksialni vijačni menjalniki se pogosto uporabljajo v težkih aplikacijah. Njihova učinkovitost in kakovost sta neprimerljivi z drugimi vrstami menjalnikov.

Značilnosti spiralnega menjalnika

Vijačne zobnike je mogoče prilagoditi za spreminjanje kota vrtenja za 90 stopinj, če so nameščeni na pravokotne gredi. Spiralni zobnik je vsestranski tip zobnika. Njegova kotna konfiguracija mu omogoča, da prenese navor do 750 Nm. Še posebej je uporaben za rotacijske aplikacije, kjer je kot vrtenja kritičen. Medtem ko se spiralno gonilo uporablja predvsem pri gibanju naprej, se lahko uporablja tudi za prenose v nizkem dosegu. Ker pa je nizka hitrost počasna, ne povzroča neprijetnega cviljenja.

Vijačni zobniki so bolj vzdržljivi kot čelni zobniki in zahtevajo manj notranjih delov. Posledično so tudi lažji od čelnih zobnikov. Zobni menjalnik je lahko izdelan iz manj delov in ima manjšo težo. Edina pomanjkljivost je zapletenost proizvodnega procesa, ki poveča ceno vijačnega menjalnika na del. Kljub temu je vijačni menjalnik običajno tih in stabilnejši od čelnega zobnika.

Vijačni menjalnik

Vrste vijačnih menjalnikov

There are several helical gearbox types such as inline helical gearbox, worm helical gearbox, helical , helical motor gearbox tec. They differ in their efficiency and in their noise. The helical gears produce axial thrust, which means that the gearbox requires thrust bearings to accommodate this force. In contrast, spur gears produce no axial thrust, although they do not mesh as smoothly. Some helical gears require oil coolers, while others do not. Compared to spur gears, helical gears produce fewer noises, making them ideal for passenger cars and home use.
Oblika glavnega zoba vijačnega menjalnika predstavlja fiksno razmerje hitrosti, tudi če sredinske reže niso popolnoma nastavljene. Ta zahteva se včasih imenuje temeljno pravilo prestavljanja. Vijačne zobnike imajo to prednost, da so podobni papirnatim čelnim zobnikom, saj se morajo premikati v nasprotnih smereh. Tipi vijačnih menjalnikov so levi ali desni, odvisno od tega, ali so nameščeni na vzporednih gredeh.

Uporaba spiralnega menjalnika

When considering a helical gearbox application, it is essential to consider several factors. The size, weight, and profile of the gears should be matched to the application's workload and environment. The helix angle and its associated center gap should be considered. Moreover, the application should be quiet, as a noisy or claustrophobic environment may negatively affect the performance of the gear set. The real value of the pitch may vary based on the helix angle, and dedicated methodology has been developed for this purpose.

Druga pomembna značilnost vijačnih menjalnikov je njihova učinkovitost. Razmerje med zobmi zobnikov in skupno površino omogoča večje skupno kontaktno razmerje. Pravilno zasnovan vijačni menjalnik ima tudi manj hrupa in tresljajev kot čelni zobniki. Če spiralni zobnik ni pravilno zasnovan, je lahko veliko hrupnejši od čelnega zobnika. Da bi dobili popolno vijačno gonilo za vašo aplikacijo, nudimo inženirske in programske rešitve za optimalno delovanje menjalnika.

Ti tipi vijačnih menjalnikov se uporabljajo v panogah, kjer sta pomembni hitrost in učinkovitost. Nekatere industrije, ki uporabljajo vijačne zobnike, so tekstilna, plastična, gumarska, sladkorna, papirna in cementna industrija. Druge aplikacije vključujejo transporterji, drobilniki in mešalniki. Nekatere druge običajne vrste vijačnih zobnikov se uporabljajo v kompresorji in puhala. Spiralni zobnik se uporablja tudi v metalurška industrija, kjer visok navor, ki ga ustvari rotor, ustvari tišji in energetsko učinkovitejši stroj.

Uporaba spiralnega menjalnika
Uporaba spiralnega menjalnika
Uporaba spiralnega menjalnika
Uporaba spiralnega menjalnika

Zasnova spiralnega menjalnika

Zasnova vijačnega menjalnika ima številne prednosti. Prvič, zagotavlja odstranitev potiska. To je mogoče, ker so zobniki razporejeni pod kotom glede na vrtilno os. Ta oblika ima lahko dve različni gredi, od katerih je ena usmerjena na desno stran menjalnika. Kot vijačnice se poveča, ko se poveča moč, ki jo prenašajo zobniki. Zato mora biti ohišje vijačnega menjalnika sposobno prenesti te dodatne sile. Poleg tega je zasnova vijačnega menjalnika večja in težja od običajnih menjalnikov.

In terms of construction and operation, helical gearboxes are a good option for transmission systems. They are usually used in automotive applications because of their smooth performance. This is possible because they contain special angle-cut teeth. As the gear turns into full engagement, these gears gradually contact one another. This creates a large amount of thrust. It's also quieter than conventional spur gears. Its modular design also provides benefits in terms of engineering and performance. Helical gearboxes can be manufactured economically while maintaining the highest standards of component integrity.

Helikopterji so še en primer vijačnega menjalnika. Dve polovici vijačnega zobnika morata zanihati druga glede na drugo, da se pravilno ujemata. Enako velja za čelne zobnike. Tudi radialne polovice morajo biti vzporedne. Poleg tega morajo biti vijačni zobniki simetrični v aksialni smeri. Ta vrsta menjalnika zahteva bolj zapleteno začetje.

Vijačni reduktor
Vijačni reduktor
Vijačni reduktor

Polžasti menjalnik proti spiralnemu menjalniku

Primerjava med polžastim in vijačnim menjalnikom je ključni del pri določanju najboljše rešitve za vašo aplikacijo. Medtem ko so polžasti reduktorji na splošno učinkovitejši od vijačnih, je polžasti menjalnik učinkovitejši zaradi večje sredinske reže. Na primer, običajna enota z 2.6-palčno sredinsko režo postopoma izgublja učinkovitost, ko se razmerje povečuje, medtem ko višja sredinska reža naredi polžasti menjalnik učinkovitejši, dokler ni doseženo razmerje 10:1.

Tako polžni kot vijačni menjalniki so učinkoviti pri manjših količinah HP. Na primer, vijačni menjalnik stane približno 840 USD manj kot polžasti menjalnik. Vendar pa je polžasti menjalnik je učinkovitejši od vijačnega menjalnika za večje zmogljivosti. Učinkovitost upada, ko se razmerje poveča, čeprav bo večja poraba HP zahtevala višja prestavna razmerja.

Vijačne menjalnike

Planetarni menjalnik proti spiralnemu menjalniku

O planetarni menjalnik na primer ni primeren za aplikacije pod pravim kotom, pogone žerjavov ob pristaniščih in pogone portalov. Ta vrsta menjalnika bi bila v teh aplikacijah preveč vsiljiva. Po drugi strani pa je vijačni menjalnik ožji od planetnega menjalnika in je primeren za te aplikacije. Obe vrsti imata prednosti in slabosti.

Največja prednost planetnega gonila je njegova učinkovitost. Izgube so nizke, le 3 % na stopnjo. Učinkovitost je tako visoka, da se prenese 97 odstotkov vnesene energije. Zaradi enakomerne porazdelitve mase je tudi planetno gonilo bolj tog. Planetno gonilo prenaša navor, uporabljen radialno. Vendar pa vijačni zobnik zahteva, da uporabnik kupi zamenjavo za celoten sistem, vijačnega menjalnika pa ni mogoče popraviti, če pride do težave.

Planetarni menjalnik je lahko izjemno lahek, kar je pomembno pri nizkih hitrostih. Pogosto so do 60 % lažji od običajnih tipov, kar pomeni manjše podporne strukture. Planetarji so pogosto izbrani zaradi njihove zmožnosti zmanjšanja, kompaktne velikosti in uravnotežene teže. V nasprotju s tem ima običajen menjalnik gred, ki ni poravnana z glavnino menjalnika in povzroča previs in neuravnoteženo težo.

In contrast, the ring gear creates axial forces at the end of the transmission. Helical gears, on the other hand, create no axial forces. Helical gears have a zero-helix angle, which means they do not create any axial forces in the mesh. The axial force creates torque on both sides of the gear. The planet's ring gear meshes with the sun, creating a “boosted torque rotational motion that transfers to the output. The magnitude of the axial force is approximately equal to the gear pitch diameter.

Vijačni reduktor

Učinkovitost spiralnega menjalnika

The efficiency of a helical gearbox is based on the output torque divided by the input torque. This ratio is equal to the total gear reduction within the gearbox and is the number of revolutions a motor must make in order to rotate a stem nut. Helical gears, on the other hand, produce a lot of thrust along the axis of the gear. They are also prone to more sliding friction between the gear teeth, which can be addressed with the addition of additives to the gearbox's lubricant.

Medtem ko bi konvencionalno mnenje kazalo, da je vijačni menjalnik učinkovitejši od polžastega gonila, nedavne raziskave kažejo, da polžasti menjalniki začenjajo zapolnjevati vrzel v učinkovitosti, zlasti ko gre za aplikacije z nizko porabo energije. Zaradi novih zasnov polžastih menjalnikov in izboljšanega mazanja so polžasti menjalniki bolj konkurenčni vijačnim menjalnikom. V večini primerov so polžasti zobniki cenejši, vendar so vijačni menjalniki učinkovitejši.

In addition to being faster and more efficient, helical gearsets produce an axial thrust force that aligns with the shafts. The helix angle of a helical gear increases as the power it carries grows. This requires that the helical gearbox' housing be designed to accommodate the thrust load. As a result, a helical gearbox adds both size and weight. These factors determine the efficiency of helical gearboxes.