Что такое гипоидная передача -: определения, производство и технические преимущества.

Если вы инженер, разрабатывающий систему-углового привода, какой вариант вы выберете: коническую, червячную или более сложную?гипоидная передача?

Стандартные конические шестерни широко распространены, но такие приложения, как автомобильные силовые агрегаты и прецизионные хирургические роботы, предъявляют более строгие требования к геометрической структуре трансмиссионной системы, что приводит к необходимости использования гипоидных передач.

Как производитель, специализирующийся на прецизионных механических деталях, компания Hasnheng Automation считает изготовление прецизионных передач на заказ одним из своих основных направлений деятельности, и мы часто сталкиваемся с клиентами, которым требуются специальные гипоидные передачи. Ниже, основываясь на нашем многолетнем опыте в производстве зубчатых передач, мы объясним, что такое гипоидная передача, включая ее определение, процесс производства, преимущества и многое другое. Мы надеемся, что эта информация будет вам полезна.

Гипоидная передача по сути является вариантом спирально-конической передачи, и их принципиальное отличие состоит в том, что между осью шестерни и осью кольцевой шестерни имеется заданное смещение, но они не пересекаются.

Значение Offset (расстояние смещения)

В стандартной конической шестерне ось пересекается в центральной точке. В наборах гипоидных передач ось маленькой шестерни будет смещена вверх или вниз относительно центра большой шестерни. Это смещение приводит к уникальной механической характеристике: скользящему действию.

Обычные конические передачи в основном полагаются на контакт качения, тогда как гипоидная передача сочетает в себе качение и скольжение во время зацепления зубьев. Этот эффект скольжения является основой его эффективности и дает следующие преимущества:

• Высшее совпадение: одновременно контактируют несколько зубов.
• Более плавное включение: значительно снижает шум.
• Более высокая прочность: по сравнению с шестернями того же размера имеет более высокую-несущую способность.

Примечание:Смещенная конструкция позволяет сделать диаметр шестерни (шестерни) больше и прочнее, чем у шестерни спирально-конической шестерни с тем же передаточным числом. Вот почемугипоидная передачаявляются предпочтительным выбором для приложений с высокими нагрузками.

Этот вопрос нам часто задают клиенты. Изготовление комплекта гипоидных шестерен гораздо сложнее, чем изготовление стандартных прямозубых или косозубых шестерен. Для создания правильной топологической структуры поверхности зуба требуется многоосевое оборудование с ЧПУ и передовое вычислительное программное обеспечение.

1. Процесс резки: торцевая обработка или торцевое фрезерование

Традиционно гипоидные передачи в основном изготавливаются двумя способами:

Обработка лица:Непрерывный процесс индексации, при котором инструмент и заготовка вращаются одновременно. Глубина зубных канавок, обработанных таким способом, является одинаковой.

Торцевое фрезерование:Процесс индексации одного зуба, обработка каждого паза зуба по одному. Глубина обработанной таким образом зубной канавки имеет коническую форму.

2. Высокоточная-заточка зубчатых колес

Для высокоточного-промышленного применения, особенно когда требуется уровень ISO/DIN 5, передовые производственные технологии необходимы.

На нашем заводе мы используем первоклассный-станок для зачистки зубьев Kashifuji (KPS30) для мощной очистки зубов. Хотя традиционные методы эффективны для крупных автомобильных шестерен, технология Кашифудзи позволяет нам достигать лучших результатов при изготовлении нестандартных металлических шестерен, требующих чрезвычайно высоких допусков.

• Возможность микрообработки: возможность обработки шестерен с микромодулями размером всего 0,1 (что крайне важно для медицинского оборудования).
• Сложная геометрическая обработка: позволяет легко обрабатывать шестерни с валами и внутренние шестерни.
• Хорошая гладкость поверхности: качество поверхности, обеспечиваемое сильным процессом шабрения, может значительно снизить необходимость последующего шлифования.

3. Термическая обработка и шлифовка (Lapping&Grinding)

После завершения мягкой обработки шестерню необходимо подвергнуть термической обработке (обычно цементации) для упрочнения поверхности. Из-за незначительной деформации, вызванной термообработкой, шестерни должны пройти «парную» коррекцию:

Притирка:Соедините малую и большую шестерни вместе, добавьте шлифовальную пасту и прокатитесь, чтобы исправить небольшие погрешности и обеспечить идеальное центрирование пятен контакта.

Шлифование:Для обеспечения самых высоких требований точности (ISO 5) мы используем технологию шлифования поверхности твердых зубьев, чтобы исключить деформацию при термообработке.

Наши возможности:Мы предлагаем специальные наборы гипоидных наконечников с диаметром наконечника (НД) от 3 до 300 мм. Независимо от того, разрабатываете ли вы суставы пальцев для роботов-гуманоидов или разрабатываете сверхмощные-приводы, наши шестерни соответствуют строгим стандартам ISO.

Несмотря на свою историческую известность в автомобильной промышленности, ответ надля чего нужна гипоидная передачазначительно расширилась в эпоху современной автоматизации.

Робототехника и автоматизация

Это наша основная сфера деятельности. Благодаря нашей способности производитьМодуль 0,1–0,5 микро-шестерни, гипоидные множества используются в:

Роботизированные суставы: Там, где требуется-угловая передача с высоким крутящим моментом и низким люфтом.
Машины для подбора и размещения: где скорость и точность позиционирования имеют первостепенное значение.

Медицинское оборудование

Точные медицинские инструменты, такие как хирургические сверла или оборудование для визуализации, требуют компактных (внешний диаметр < 10 мм) и бесшумных приводов. Нашфосфорная бронзаВ эти портативные устройства часто встраиваются гипоидные комплекты из закаленной стали.

Электроинструменты
Угловые шлифовальные машины и промышленные пилы используют гипоидные передачи для эффективной передачи высокого крутящего момента от двигателя к диску, предотвращая остановку инструмента под нагрузкой.

Автомобильная промышленность (классический вариант использования)

Почти во всех задне-колесных-автомобилях в дифференциале используется гипоидная передача для передачи крутящего момента от карданного вала к колесам.

Речь идет об уходе за механизмом. Иногда, когда мы рекомендуем клиентам некоторые меры по техническому обслуживанию зубчатых передач, они спрашивают нас: - Почему гипоидные передачи требуют специальных смазочных материалов?

Поэтому мы используем эту статью, чтобы объяснить причину -скользящее действие.

В прямозубых передачах поверхность зуба в основном подвергается трению качения. В гипоидной передаче поверхности зубьев скользят друг относительно друга под чрезвычайно высоким давлением. Масляная пленка, образованная обычным моторным маслом, может только предотвратить трение качения, но под высоким-скольжением гипоидной передачи обычная масляная пленка мгновенно разрывается, вызывая прямой контакт с металлом, истирание и даже выход из строя.

Что такое гипоидное трансмиссионное масло?

Гипоидное трансмиссионное маслопредставляет собой смазочное масло, специально разработанное сЭкстремальное давление (EP)добавки.

Химический состав:Эти добавки обычно содержат соединения серы и фосфора.

Принцип работы: Когда скольжение под высоким давлением вызывает локальное повышение температуры, эти добавки вступают в химическую реакцию с металлической поверхностью, образуя защитную пленку (сульфид железа/фосфид железа), предотвращающую сварку или износ зубчатых колес.

Стандартный: Ищите смазочные материалы с маркировкой класса API GL-5. Это указывает на то, что масло содержит достаточно противозадирных присадок для защиты гипоидных передач в дифференциалах, работающих в тяжелых условиях.

Есть ли гипоидная передача в дифференциале Torsen?

Обычно не внутренне, а внешне связаны. В дифференциалах Torsen (датчик крутящего момента) обычно используются эвольвентные спиральные шестерни или специальные спиральные шестерни со скрещенными осями внутри для управления распределением крутящего момента. Трение между этими шестернями обеспечивает функцию ограниченного скольжения.

Однако сам дифференциал Torsen обычно приводится в движение набором гипоидных шестерен (коронка и угловые зубья) в качестве главной передачи. Так, хотя во внутреннем механизме Торсена используются косозубые шестерни, процесс передачи мощности на дифференциал почти всегда осуществляется через гипоидную шестерню.

В чем разница между гипоидной передачей и спирально-конической передачей?

Основное различие между ними заключается в геометрии оси.

Спиральная спиральная передача: оси пересекаются в одной точке (пересекающиеся оси). Обычно используется для стандартных угловых приводов.

Гипоидная передача: оси не пересекаются и имеется смещение.

С точки зрения производительности, благодаря наличию смещения, диаметр шестерни гипоидной передачи может быть больше, чем диаметр шестерни спирального уровня динамического передаточного числа синхронного перевода. Это означает, что гипоидная передача имеет более высокую прочность корня зуба и более высокий крутящий момент. Кроме того, скользящий контакт Hypoid делает его работу тише, но это также означает, что необходимо использовать масло EP (Extreme Pressure), тогда как для уровня Spiral иногда можно использовать обычное трансмиссионное масло.

Можно ли вернуть гипоидные передачи-в движение? (Они самоблокируются-?)

Нет, они, как правило, не являются-самоблокирующимися.

Unlike Worm Gear, Hypoid gears have a very high transmission efficiency (>90%). Это означает, что они обычно могут двигаться задним ходом.

Если для вашего сценария применения (например, кран или подъемная платформа) требуется функция самоблокировки для предотвращения перебоев в подаче электроэнергии и падений, мы рекомендуем вам ознакомиться с нашими индивидуальными решениями для червячных передач. Если вы стремитесь к эффективному реагированию и динамическим характеристикам серводвигателей, лучшим выбором будет гипоидная передача.

Какой материал лучше всего подходит для изготовления нестандартных гипоидных передач?

Различные приложения имеют разные варианты выбора материала.

Высокие нагрузки/автомобильная промышленность. Чаще всего используется цементированная сталь, такая как SCM415 (20CrMo) или AISI 8620. После термообработки твердость поверхности становится высокой, а износостойкость чрезвычайно высокой.

Медицинские/точные инструменты. Для микроприменений с небольшими нагрузками, но требующими коррозионной стойкости или не-магнитных свойств, мы часто используем фосфористую бронзу или нержавеющую сталь.

В Hasnheng мы можем обрабатывать шестерни из специальных сплавов от Mod 0,1-5,0 до шестерен из стали высокой твердости в соответствии с вашими требованиями к чертежам, а также предоставлять полный отчет о термообработке для обеспечения эксплуатационных характеристик материала.

Выбор правильного партнера по передаче так же важен, как и выбор правильного типа передачи. Hansheng Automation — профессиональный производитель зубчатого оборудования, который специализируется на предоставлении OEM/ODM и других услуг клиентам. Независимо от того, разрабатываете ли вы микророботов, для которых требуются зубчатые передачи Модуля 0.3 или промышленные приводные устройства малого и среднего-размера, мы можем предоставить вам соответствующие высокоточные-точные и высококачественные-шестерни.

Ознакомьтесь с нашими возможностями по производству зубчатых колес:Изготовление шестерен на заказ

ISO 23509:2016 - Геометрия конических и гипоидных передач.

ANSI/AGMA 2005-D03 - Руководство по проектированию конических зубчатых передач

Публикация API 1560 - Смазка гипоидных передач

Что такое червячная передача? Углубленный анализ-от принципов передачи до промышленного применения - Hansheng