Wormwieloverbrenging is een speciale vorm van versnellingstransmissie, bestaande uit een worm en een wormwiel, gebruikt voor de transmissie van twee kruisende schachten (meestal 90 graden). De belangrijkste kenmerken zijn:
Grote transmissieverhouding (single - fase i=5 ~ 100, of zelfs hoger)
Stabiele transmissie met laag geluid
Zelfvergrendelingseigenschap (de worm kan zelfvergrendeling zijn onder bepaalde omstandigheden om te voorkomen dat het wormwiel omgekeerd wordt aangedreven)
Laag rendement (meestal 30%~ 90%, afhankelijk van de smering en helixhoek)
Vanwege het unieke werkprincipe wordt wormwieloverdracht veel gebruikt in reductiemechanismen, hefapparatuur, machine -gereedschapsindexeringsapparaten en andere velden.
Het werkende principe van wormwars
2.1 Basisoverdrachtsprincipe
Wormwieloverbrenging is vergelijkbaar met spiraalvormige versnellingstransmissie, maar de worm is vergelijkbaar met een schroef en het wormwiel is vergelijkbaar met een spiraalvormige versnelling. Hun meshing -modus is als volgt: wanneer de worm roteert, duwen de spiraalvormige tanden de tanden van het wormwiel om circulaire beweging te maken. Omdat de helixhoek van de worm groot is en het aantal tanden van het wormwiel groot is, kan een grote reductieverhouding worden bereikt.
2.2 Transmissiekarakteristieken
Bewegingsrelatie: De verhouding van de rotatiesnelheid van de worm (n₁) tot de rotatiesnelheid van het wormwiel (n₂) is de transmissieverhouding: i=n₁/n₂=z₂/z₁, waarbij z₁ het aantal wormkoppen is (meestal 1 ~ 4) en z₂ is het aantal wormwieltanden. Voor een enkele - kopworm (z₁=1) is de transmissieverhouding de grootste, maar de efficiëntie is laag; Voor een multi - head worm (z₁=2 ~ 4) kan de efficiëntie worden verbeterd, maar de reductieverhouding wordt verminderd.
Richting van rotatie van de worm:
Rechts - handige worm: gebruik de rechter - handregel. Houd de worm met de rechterhand vast en wijs de vier vingers in de richting van de rotatie van de worm. Vervolgens wijst de duim naar de lineaire snelheidsrichting van het wormwiel op het meshing -punt.
Links - handige worm: gebruik de linker - handregel. Houd de worm met de linkerhand vast en wijs de vier vingers in de richting van de rotatie van de worm. Vervolgens wijst de duim naar de lineaire snelheidsrichting van het wormwiel op het meshing -punt.
Zelfvergrendelingseigenschap: Wanneer de helixhoek () van de worm kleiner is dan de equivalente wrijvingshoek (φ), heeft de transmissie zelfvergrendelingseigenschap, dat wil zeggen, het wormwiel kan de worm niet achteruit rijden. De eigenschap zelfvergrendeling wordt vaak gebruikt in het hefmechanismen, het optillen van platforms en andere gelegenheden die omgekeerde rotatie moeten voorkomen.
Efficiëntie: De efficiëntie van de transmissie van de wormwiel is laag, voornamelijk als gevolg van glijdende wrijvingsverlies: η=tan ( + ϕ) / tan, waar is de loodhoek van de worm en φ de wrijvingshoek.
Het ontwerp van wormwielen
3.1 Hoofdparameters
Module (M): Een reeks gestandaardiseerde modules (zoals 1, 1,25, 1.5, 2, 2.5, 3 ...).
Aantal wormkoppen (z₁): Single - head worm (z₁=1) wordt gebruikt voor een grote reductieverhouding en multi - head worm (z₁=2 ~ 4) wordt gebruikt voor hoge - efficiëntie -transmissie.
Aantal wormwieltanden (z₂): Meestal z₂=30 ~ 80. Te weinig tanden zijn gemakkelijk te veroorzaken ondermijnen, en te veel tanden zullen leiden tot een te groot volume.
Middenafstand (a): Het beïnvloedt de transmissiegrootte. De berekeningsformule is: a=m (z₂ + q)/2, waarbij q de wormdiametercoëfficiënt is (q=d₁/m).
Helixhoek (): Het beïnvloedt de transmissie -efficiëntie, in het algemeen=3 graad ~ 25 graden.
| Module | Indexcirkel diameter | Wormdiametercoëfficiënt |
|---|---|---|
| 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 Geometrische berekening
De basisformules voor geometrische dimensieberekening voor cilindrische wormtransmissie zijn als volgt:
| Berekeningitem | Symbool | Formule | Berekeningsresultaat | Opmerkingen | |
|---|---|---|---|---|---|
| Centrale afstand | A | A=0.5 m (zz + q + 2)) | 175.00 | - | |
| Module | MDU | Mdu=2 a/(22 + q + 2) | 3.15 | - | |
| Axiale sectiedrukhoek | a | A=20 diploma | 20.00 | - | |
| Transmissieverhouding | i | i = Z2/Z1 = n1/n2 | 97.00 | - | |
| Wijzigingscoëfficiënt | S | = (a/mdu) - 0.5 (q + z2) | 2.06 | - | |
| Radiale klaring | C | C=0.25 mdu | 0.79 | - | |
| - | Aantal hoofden | Z1 | Z1 = 1, 2, 4 | 1.00 | - |
| - | Karakteristieke coëfficiënt | q | q=dfe1/mdu | 10.00 | - |
| - | Addendumhoogte | HDI | hdi=mdu | 3.15 | - |
| - | Dedendumhoogte | Hg | hg=1.25 mdu | 3.94 | - |
| Worm | Indexcirkel diameter | DTE1 | Dfel=qmdu | 31.50 | - |
| - | Pekcirkel diameter | DJE1 | DJE 1=dfel + 2 mdu 5=mdu (q + 25) | 44.45 | - |
| - | Tipcirkeldiameter | DDI1 | Ddi 1=mdu (q + 2) | 37.80 | - |
| Wortelcirkeldiameter | DG1 | Dg 1=mdu (q - 2.5)) | 23.63 | - | |
| Index Circle Helix Leadhoek | 入 | 入=arctgz1/q | 0.10 | - | |
| Normale module | MF | mf=mducos 入 | 3.13 | - | |
| Helixlengte | L☆ | L=(12 + 0.1 z2) mdu | 68.36 | Z1 = 1, 2 | |
| - | - | L=(13 + 0.1 z2) mdu | 71.51 | Z1 = 4 | |
| Axiale sectie toonhoogte | P | P=πmdu | 9.90 | - | |
| Helix voorsprong | Pz | Pz=πmduz1 | 9.90 | - | |
| Axiale tanddikte op de indexcilinder van de draad | SZ1 | Sz 1=0.45 mdu | 97.00 | - | |
| Normale tanddikte op de indexcilinder van de draad | SF1 | Sfl=szlcos 入 | 96.52 | - | |
| Tanddikte meethoogte | h~ | H ~=mdu | 3.15 | - | |
| Aantal tanden | Z2 | Z 2=iz1 | 97.00 | - | |
| Wormwiel | Indexcirkel diameter | Die2 | Dfe 2=mduz2 | 305.55 | - |
| - | Pekcirkel diameter | DJE2 | DJe 2=dfe 2=mduz2 | 305.55 | - |
| - | Wortelcirkeldiameter | DG2 | Dg 2=2 (a - 0.5 ddi 1 - 0.25 mdu) | 310.63 | - |
| - | Tipcirkeldiameter | DDI2 | Ddi 2=2 (a - 0.5 dfel + mdu) | 324.80 | - |
| - | Maximale buitenste cirkeldiameter | DW2 | Dw 2=ddi 2 + mdu | 327.95 | - |
| - | Velgbreedte | b | b=0.65 ddi1 | 24.57 | - |
| - | Addendum boogradius | R1 | R 1=0.5 dfel - mdu | 12.60 | - |
| - | Dedendum boog straal | R2 | R 1=0.5 ddi 1 + 0.25 mdu | 19.69 | - |
3.3 Sterkteberekening
Wormwiel Tandoppervlak Contact Vermoeidheidsterkte (om putjes te voorkomen): σh=Zevy Kat2 kleiner dan of gelijk aan [σh], waarbij (ze) de materiaalelastische coëfficiënt is, (ka) is de werkconditiecoëfficiënt (1,0 ~ 1,5), en (t2) is het wormwielkoppel.
Wormwielwortelbuigingssterkte (om breuk te voorkomen): σ=1 / (did2m) × 1.53kat2 yfa2 y minder dan of gelijk aan [σf], waarbij (yfa2) de tandprofielcoëfficiënt is en (y) de helixhoekcoëfficiënt is.
Warmtebalansberekening (om oververhitting te voorkomen): Ploss=p₁ (1 - η) minder dan of gelijk aan kaAt, waarbij (p1) het ingangsvermogen is, (k) is de warmtedissipatiecoëfficiënt, (a) is het warmtedissipatiegebied, en (Δt) is de toegestane temperatuurstijging (meestal kleiner dan of gelijk aan 60 graden).
De verwerking van wormwielen
4.1 Wormverwerking
Draaien: geschikt voor kleine batchproductie.
Frezen: Geschikt voor multi - hoofdwormen.
Slijpen: gebruikt voor hoge precisie -wormen (zoals CNC Worm -slijpmachines).
4.2 Wormwielverwerking
Hobbing: verwerkt met worm - zoals kookplaat.
Vlieg - snijder snijden: geschikt voor grote wormwielen van module.
Honing / Lapping: om de tandoppervlakte afwerking te verbeteren.
4.3 Materiaalselectie
| Deel | Veel voorkomende materialen | Warmtebehandeling |
|---|---|---|
| Worm | 45 staal, 40cr, 20crmnti | Blussen en temperen, carburiseren en blussen |
| Wormwiel | Tin Bronze (ZCUSN10P1), aluminium brons (Zcual10Fe3) | Gieten |
De toepassing van wormwielen
5.1 Hefmachines
Lieren, kranen (met behulp van zelfvergrendelingseigenschap om te voorkomen dat zware objecten naar beneden glijden).
5.2 Industriële reducers
Wormreducers (zoals RV -reducers).
5.3 Machine Tool Indexing -apparaten
Verdeelde koppen, rotatietabellen (precisiehoekregeling).
5.4 Auto -stuurmechanismen
Sommige mechanische stuursystemen nemen wormwieloverbrenging over, waaronder stuurwiel, stuurwiel, stuurtransmissie, stuuras, stuurarm, stuurstang, universele gewricht, linker stuurbekleding, stuurbekledingsarm, rechter stuurknuckle, stuurtrapezoïde arm, enz.
5.5 Andere velden
Verpakkingsmachines, transportapparatuur, klepaandrijvingen, enz.
5.6 voor- en nadelen van wormuitrusting transmissie
5.6.1 Voordelen
Grote transmissieverhouding en compacte structuur.
Stabiele werking en lage ruis.
Zelfvergrendelingseigenschap (onder specifieke voorwaarden).
Geschikt voor gelegenheden met beperkte ruimte.
5.6.2 Nadelen
Lage efficiëntie (vooral voor enkele - kopwormen).
Ernstige warmteopwekking, die een goede smering vereist.
Hoge productiekosten (het wormwiel heeft slijtage nodig - resistent materialen).
Samenvatting
Worm versnellingsoverdracht speelt een onvervangbare rol in reductiemechanismen, hefapparatuur en andere velden vanwege de grote reductieverhouding, zelfvergrendelingseigenschap en compacte structuur. Hoewel de efficiëntie ervan laag is, kunnen de levensduur ervan aanzienlijk worden verbeterd door geoptimaliseerd ontwerp, selectie van geschikte materialen en smeringmethoden. In de toekomst zal de transmissie van de wormwiel blijven ontwikkelen in de richting van hoge efficiëntie, precisie en intelligentie.
