헬리컬 기어 랙과 직선형 기어 랙: 아무도 예산을 책정하지 않는 축력

헬리컬 기어 랙, 19deg31'42" 헬릭스 각도

타겟 키워드:나선형 랙 대 직선 랙

반성:헬리컬 기어 랙 축 추력, 랙 및 피니언 소음, 19도 31'42" 헬릭스 각도

메타 설명:나선형 랙이 직선 랙을 이길 때 이를 정당화하는 속도 임계값과 표준 나선형 각도에서 대략 0.355 × 접선력인 -를 생성하는 축 추력이 발생합니다.

한 고객이 피니언 샤프트 베어링을 계속 파괴하는 랙 및 피니언 갠트리에 대해 전화한 적이 있습니다. 4개월, 베어링 세트 3개. 랙은 괜찮았습니다. 피니언은 괜찮았습니다. 변속기는 좋은 편이었습니다.

그들은 소음 이점을 위해 헬리컬 기어링을 지정하고 반경방향 하중에 대해서만 베어링 크기를 조정했습니다.

표준 나선형 각도에서 나선형 랙은 약 35%의 구동력으로 피니언 샤프트를 옆으로 밀어냅니다. 10kN 드라이브에서는 베어링의 축 추력이 3.5kN으로 평가되지 않았습니다. 이는 나선형 랙에서 가장 흔히 발생하는 실수이며 전적으로 예측 가능합니다.

다음은 해당 숫자를 포함한 전체 비교입니다.

나선 각도는 임의적이지 않습니다.

업계 전반에 걸쳐 하나의 나선 각도가 랙 생산을 지배합니다.19도 31' 42".

변환됨: 19 + 31/60 + 42/3600 =19.52833도. 헬리컬 기어링에 대한 일반적인 교과서 범위는 15도에서 25도이지만 랙 생산은 이 값으로 수렴되었습니다. 이는 다양한 소스의 랙과 피니언이 종종 맞물리는 이유입니다. 이상하게 구체적인 수치에는 이유가 있습니다. 이 나선 각도에서 모듈은 정수-원형 피치로 변환되므로 랙 길이는 어림수로 표시됩니다.

종종 - 항상 그런 것은 아닙니다. 자세한 내용은 아래를 참조하세요.

헬리컬이 실제로 당신을 구매하는 것

직선형 랙에 비해 네 가지 이점이 지속적으로 언급됩니다.

그림 1. 표준 19deg31'42" 나선 각도에서 나선형 랙에 의해 생성된 축 추력.

특히 고속에서 더욱 조용한 주행

더 높은 접촉 비율 - 더 많은 톱니가 효과적으로 맞물려 - 하중 전달 능력이 증가합니다.

어림수로 표시된 길이: 500.0mm 및 1,000.0mm와 항상 π의 배수인 직선 랙 길이(예: . 502.65mm 및 1005.31mm)

"대부분의 경우 직선 랙과 가격이 동일합니다!"

직설적으로 말하자면 나선형 랙은 같은 크기의 직선형 랙보다 더 강하고 조용하지만 추력을 발생시키므로 이에 대응하기 위한 조치를 취해야 합니다.

세 번째 요점은 사소해 보이지만 그렇지 않습니다. 모듈 4가 포함된 직선형 랙의 톱니 피치는 π × 4=12.566mm이므로 톱니의 정수 개수는 502.65mm 또는 1005.31mm -를 제공합니다. 나선형 랙은 길이가 정확히 500mm 또는 1000mm가 되도록 절단됩니다. 둥근 숫자로 치수가 지정된 머신 베드를 따라 랙을 끝에서 끝까지 배치할 때 이러한 차이로 인해 실제 설계 및 조립 문제가 줄어듭니다.

부하 용량이 더 높은 이유는 접촉이 어떻게 진행되는지에 달려 있습니다. 직선형 랙에서는 각 치아가 얼굴 전체 너비에 걸쳐 동시에 맞물린 다음 분리됩니다. 부하 전송이 갑작스럽습니다. 나선형 랙에서는 접촉선이 측면을 대각선으로 가로지르므로 맞물림이 점진적이고 두 개 이상의 톱니가 항상 하중을 전달합니다. 소음 감소와 용량 증가는 모두 동일한 기하학적 구조에서 비롯됩니다.

정직한 경고: 우리가 확인한 제조업체 소스 중 어느 것도 나선형 랙과 직선형 랙에 대한 숫자 접촉 비율 수치, 부하 용량 증가 백분율 또는 dB 소음 감소를 게시하지 않았습니다. 이점은 일관되게 주장되고 물리적으로 건전하지만 구체적인 수치는 공개되지 않으며 우리는 이를 발명하지 않을 것입니다.

축 추력

각진 톱니가 피니언을 옆으로 밀어냅니다. 표준 관계:

Fa=Ft · tan

Fa가 축 추력인 경우 Ft는 접선 구동력이며 나선 각도입니다.

= 19.52833도에서 황갈색 =0.35468.

그래서 Fa ≒ 0.355 × Ft.

20kN 구동력은 축이 반전될 때 반대 방향으로 피니언 샤프트에 약 7.1kN의 축 추력을 지속적으로 생성합니다.

직선 기어링과의 대조는 절대적입니다. 나선 각도가 클수록 축 방향 힘이 커지는 반면 스퍼 톱니에서는 축 방향 힘이 전혀 작용하지 않습니다.

이것이 나선형 기어링의 실제 단점 중 하나입니다. 나선형 각도는 접선 구동력과 직접적으로 비례하는 측면 힘을 생성합니다.

결과는 피할 수 없습니다. 이 스러스트 하중을 처리할 수 있도록 피니언 샤프트 베어링을 선택하고 등급을 지정해야 하며, 이는 드라이브 끝에 비용과 복잡성을 추가합니다.

세 가지 실질적인 의미:

베어링 선택.깊은 홈 볼 베어링은 축 용량이 제한되어 있습니다. 앵귤러 콘택트 베어링이나 테이퍼 롤러 쌍은 결합된 하중을 적절하게 처리합니다. 이것이 바로 고객의 갠트리가 잘못된 부분입니다.

기어박스 출력 등급.랙 앤 피니언 드라이브용 유성 기어박스는 출력 샤프트에 최대 허용 축력을 제공합니다. 0.355 × 설계력과 비교하여 확인하십시오. 이를 초과하면 랙이 아닌 기어박스 출력 베어링이 손상되며 이로 인해 비용이 많이 듭니다.

장착 강성.추력은 축이 바뀔 때마다 방향을 바꿉니다. 역방향 축 하중 하에서 구부러지는 마운팅은 위치 오류로 나타나고 결국 인터페이스에서 프레팅으로 나타납니다.

속도 임계값

게시된 지침은 좁은 밴드로 클러스터됩니다.

생산 중인 직선-톱니 기어 랙

가로질러 읽기: 1m/s 미만에서는 직선형 랙이 합리적인 기본값입니다. 1~2m/s 사이에서는 - 소음-민감한 환경이 나선 방향으로 밀려난다는 판단이 나옵니다. 2m/s 이상, 나선형.

소음은 속도만의 문제가 아닙니다. 직선 톱니의 갑작스러운 맞물림은 톱니 쌍이 만날 때마다 동적 하중 스파이크를 생성하고 스파이크는 속도에 따라 확장됩니다. 소음과 치아 마모 가속화는 동일한 원인의 두 가지 증상입니다.

사람을 사로잡는 짝짓기 법칙

나선형 랙과 나선형 피니언이 일치해야 합니다. 나선형 랙을 나선형 기어와 맞물릴 때 나선형 각도는 값이 동일하고 방향이 반대여야 합니다.

반대편 손. 오른쪽-랙은 왼쪽-피니언을 사용합니다.

기본 랙 범위에 대해 게시된 결합 차트에는 허용되는 특정 손 조합만 표시되며 다른 모든 조합은 제외됩니다. 대조는 유익합니다. 나선형 랙을 제외하고 기본 랙은 일반적으로 동일한 모듈의 스퍼 기어와 결합됩니다.

그 예외가 요점입니다. 직선 랙은 - 오른쪽 모듈의 스퍼 피니언이 맞물리는 것을 방지합니다. 나선형 랙에는 일치하는 각도와 반대쪽 손이 필요하며 섹션을 결합하는 경우 "나선형 랙용 게이지 랙 결합에는 랙과 반대쪽 손이 있어야 합니다."

실용적인 조언은 다음과 같습니다.

수명이 길고 조용하고 백래시가 낮은 드라이브를 위해서는 한 공급업체로부터 피니언과 랙을 구입하세요. 나선형 톱니의 경우 공차가 매우 중요합니다.

기억할 만한 관련 사항과 함께 백래시는 체인의 모든 구성 요소의 상호 작용에 의해 생성됩니다. 매우-낮은-백래시 기어박스를 대형 피니언이나 품질이 낮은 랙과 결합하는 것은 의미가 없습니다.

실제 나선형 랙의 모습

일반적인 생산 범위는 등급 콘크리트 - 1045 강철, 나선형 각도 19도 31'42", 길이 1000mm를 만듭니다.

메시 공차를 제어하기 위해 랙과 함께 제공되는 일치하는 피니언

동일한 재료, 동일한 경도, 동일한 나선 각도. Q6과 Q10의 차이는 전적으로 치아가 경화된 후 연삭되었는지 여부입니다.

어느 쪽이든 적용되는 설치 참고 사항

표준 설치 지침:

"랙 앤 피니언 기어 메시에는 항상 소량의 백래시가 있어야 합니다. 백래시 수준은 랙 피치선의 높은 지점에 설정되어야 합니다. 이렇게 하면 최소 백래시 값이 설정되고 전체 랙 이동 길이를 따라 바인딩되는 것을 방지할 수 있습니다."

피니언 톱니를 파란색으로 만들고 양방향으로 천천히 움직여 접촉 패턴을 확인하십시오. "이상적인 접촉 패턴은 피치라인 중심에 있고 페이스 너비를 가로질러 확장되는 것입니다."

더러운 환경에서는 "치아가 아래를 향하도록 장착하거나 오염을 방지하기 위해 차폐"하십시오.

공회전은 가능하지만 "마모 증가를 보상하기 위해 기어링의 크기가 커야 하지만 작동 수명은 보장할 수 없습니다."

장착 및 데이텀 표면:

다웰 핀으로 랙을 고정합니다. 드릴 랙과 베이스를 동시에.

"랙의 피치선은 바닥면을 기준으로 하여 제어합니다. 바닥면을 가공하면 랙의 정밀도에 영향을 줄 수 있습니다."

"기어 정밀도 문제를 방지하려면 치폭을 줄이지 마십시오."

마지막 것은 누군가가 약간 좁은 주머니에 랙을 넣어야 하고 측면을 훑어보기로 결정할 때 나타납니다. - 면폭은 하중 용량이고 데이텀 표면은 정확도를 측정하는 기준이 됩니다.

결정 요약

다음의 경우 직선 랙:1m/s 미만의 속도에서는 소음이 문제가 되지 않습니다. 축 부하가 없는 간단한 베어링 배열을 원하거나 기존 스퍼 피니언과 결합해야 합니다.

다음과 같은 경우 나선형 랙:2m/s 이상의 속도, 소음 문제, 주어진 랙 크기에서 최대 용량이 필요하거나 침대 통합을 위한 어림수 길이를 원하는 경우 -그리고베어링과 기어박스는 0.355 × Ft의 추력을 견딜 수 있습니다.

FAQ

나선형 랙은 얼마나 많은 축방향 힘을 생성합니까?

Fa=Ft · tan 에서 표준 19도 31'42" 나선 각도에서 약 0.355 × 접선력. 기어박스 출력 샤프트 축 등급 및 피니언 베어링 용량과 비교하여 확인하십시오.

헬리컬 랙에 스트레이트 피니언을 사용할 수 있나요?

아니요. 나선 각도는 값이 일치해야 하며 반대 방향이어야 합니다. 직선-형-나선형은 가장자리 접촉과 빠른 파손을 제공합니다.

나선형 랙이 더 비쌉니까?

대부분의 경우 랙 자체의 비용은 동일합니다. 추력을 흡수해야 하는 베어링과 기어박스에 추가 비용이 발생합니다.

나선형 랙 길이는 숫자가 반올림되지만 직선형 랙 길이는 그렇지 않은 이유는 무엇입니까?

직선 랙 길이는 톱니 수에 π × 모듈을 곱한 정수이므로 1005.31mm와 같은 값이 됩니다. 나선형 랙은 정확한 길이 500mm 또는 1000mm로 생산됩니다.

헬리컬 기어링이 백래시를 줄입니까?

본질적으로 그런 것은 아니지만 더 많은 톱니가 접촉을 공유하기 때문에 하중 시 효과적인 백래시가 낮아질 수 있습니다. 실제 백래시는 여전히 중심 거리와 장착 정렬에 따라 달라집니다.

Tianjin OuNaiDa Transmissions Technology는 경화 후 피니언, 절단 또는 연삭이 일치하는 직선형 및 나선형 기어 랙을 공급합니다. 한 곳에서 랙 앤 피니언을 구입하면 대부분의 나선형 메시 문제를 일으키는 공차 누적을 방지할 수 있습니다. - 속도, 하중 및 방향을 보내주시면 일치하는 세트에 대한 견적을 보내드립니다.