01 Oversigt
Et snekkedrev består af en
snekke og et snekkehjul, der bruges til at overføre bevægelse og kraft mellem krydsende aksler, normalt med en skæringsvinkel på 90 grader. I almindelige snekkegeardrev er snekken den drivende komponent.
Udseendemæssigt ligner ormen en bolt, mens snekkehjulet minder meget om et spiralformet cylindrisk tandhjul.
Under drift glider og ruller snekkehjulets tænder langs den skrueformede overflade af ormen.
En orm er et tandhjul med en eller flere spiralformede tænder, der går i indgreb med et ormehjul for at danne et krydset-akse tandhjulspar. Dens stigningsoverflade kan være cylindrisk, konisk eller toroidformet.
Der er fire typer: Arkimedisk orm, involut orm, normal lige-profilorm og konisk omsluttende cylindrisk orm.
Ligesom tråde er orme opdelt i højre-hånd og venstrehånds-håndstyper, kaldet henholdsvis højre-håndsorme og venstre-håndsorme.
For at forbedre kontakten mellem tænderne laves snekkehjulet i en bueform langs tandbredderetningen, så det delvist omslutter ormen. Dette resulterer i linjekontakt mellem snekke og snekkehjul under indgreb, snarere end punktkontakt.
02Fordele ved snekkedrev
✦ Stort enkelt-transmissionsforhold, generelt i=10~100. I indekseringsmekanismer til kraftoverførsel kan den nå over 1500.
✦ Meshing er linjekontakt, hvilket gør det muligt at modstå større kraft.
✦ Kompakt struktur, jævn transmission og lav støj.
✦ Når snekkeføringsvinklen er mindre end den ækvivalente friktionsvinkel mellem gearene, har den selv-låsende egenskaber i den modsatte retning, hvilket betyder, at ormen kan drive snekkehjulet, men snekkehjulet kan ikke drive ormen.
03 Ulemper ved snekkedrev
✦ Da de to aksler er vinkelrette, og de to gears knudelinjehastigheder er vinkelrette, er den relative glidehastighed meget høj, hvilket fører til varmeudvikling og slid.
✦ Lav effektivitet, generelt 0,7~0,8; snekkegear med selv-låsende egenskaber har endnu lavere effektivitet, generelt mindre end 0,5.
04Beregningsformler for snekkegear og snekke
1. Transmissionsforhold=Antal snekkegeartænder ÷ Antal snekkegevind
2. Centerafstand=(snekkegears pitch-diameter + orm-pitch-diameter) ÷ 2
3. Snekkegear udvendig diameter=(antal tænder + 2) × modul
4. Snekkegear Pitch Diameter=Modul × Antal tænder
5. Snekkestigningsdiameter=Snekkes udvendige diameter - 2 × modul
6. Ormeledning=π × Modul × Antal tråde
7. Helix-vinkel (ledningsvinkel) tgB=(modul × antal tråde) ÷ ormestigningsdiameter
8. Ormeledning=π × Modul × Antal tråde
9. Modul=Pitch Circle Diameter / Antal tænder
Antal ormtråde: Enkelt-trådet orm (kun én spirallinje på ormen, hvilket betyder, at ormen roterer én omdrejning, og snekkegearet roterer én tand); Dobbelt-trådet orm (to spiralformede linjer på ormen, hvilket betyder, at ormen roterer en omdrejning, og snekkegearet roterer to tænder).
Modulet refererer til størrelsen af den spiralformede linje på skruen; jo større modulet er, desto større er skruelinien på skruen.
Diameterkoefficienten refererer til skruens tykkelse.
Modul: Et tandhjuls stigningscirkel er grundlaget for at designe og beregne dimensionerne af forskellige dele af gearet. Omkredsen af tandhjulets stigningscirkel=πd=zp, så stigningscirklens diameter er
d = z p/π
Da π er et irrationelt tal i ovenstående formel, er det ubelejligt at bruge det som reference til positionering af stigningscirklen. For at lette beregning, fremstilling og inspektion er forholdet p/π kunstigt defineret som nogle simple værdier, og dette forhold kaldes modulet, repræsenteret ved m.
05Typer af snekkedrev
I overensstemmelse med formen af snekken kan snekkegearsdrev opdeles i cylindriske snekkegeardrev, toroidale snekkegeardrev og koniske snekkegeardrev. Blandt dem er cylindriske snekkegeardrev de mest udbredte. Almindelige cylindriske snekkegear bearbejdes for det meste på en drejebænk ved hjælp af et skæreværktøj med en lige skærkant. Afhængig af værktøjets monteringsposition og den anvendte værktøjstype, kan der opnås fire typer snekkegear med forskellige tandprofiler i tværsnit- vinkelret på aksen: evolvent snekkegear (ZI-type), Arkimedeansk snekkegear (ZA-type), normalt lige-profilsnekkegear (ZN) og konisk snekkegear (ZI).
Involute snekkegear (ZI-type) – Skærende plan er tangent til snekkegearets basiscylinder, og endefladetænderne er evolvente, velegnet til højere hastigheder og større kraft.
Arkimedisk snekkegear (ZA-type) – Tandprofilen i planet vinkelret på aksen er en arkimedisk spiral, og tandprofilen i planet, der går gennem aksen, er en ret linje. Det er nemt at fremstille, men har lavere nøjagtighed (aksialt lige-profilsnekkegear).
Normalt lige-profilsnekkegear (ZN) – Kan slibes med en modificeret slibeskive, hvilket gør behandlingen relativt enkel. Det bruges ofte til multi-snekkegear, og transmissionseffektiviteten kan nå op på 0,9.
Konisk omsluttende cylindrisk snekkegear (ZK) – Dette er et ikke-lineært skrueformet snekkegear. Det kan ikke bearbejdes på en drejebænk og kan kun fræses på en fræsemaskine og slibes på en slibemaskine. Denne type snekkegear er let at slibe, hvilket resulterer i højere nøjagtighed, og dets anvendelse bliver stadig mere udbredt.
06Bearbejdningsteknologi af metalsnekkegear
1. Bestemmelse af emnets materiale
⑴ Fremragende bearbejdelighed, hvilket resulterer i god overfladefinish og lille indre belastning, med mindre slid på skæreværktøjerne.
⑵ Trækstyrke generelt ikke mindre end 588 MPa.
⑶ Gode varmebehandlingsegenskaber, god hærdbarhed, ikke tilbøjelig til at slukke revner, ensartet struktur, lille varmebehandlingsdeformation og i stand til at opnå høj hårdhed, hvilket sikrer slidstyrken og dimensionsstabiliteten af snekkegearet.
⑷ Ensartet materialehårdhed og metallografisk struktur, der opfylder standarderne. Almindeligt anvendte materialer omfatter: T10A, T12A, 45, 9Mn2V, CrMn osv. Blandt dem har 9Mn2V bedre bearbejdelighed og stabilitet, men dårlig hærdbarhed; dens fordel er lille deformation efter varmebehandling, velegnet til fremstilling af høj-præcisionsdele, men den er tilbøjelig til at revne og har dårlige slibeegenskaber. Jo højere hårdhed snekkegearet er, jo mere slidstærkt-er det, men det er sværere at slibe under fremstillingen. 2. Valg af bearbejdningsdatum-overflader
Snekkegears datumoverflader: Strukturelt findes snekkegear i to former: monterede snekkegear og integrerede snekkegear. Samlede snekkegear bruger den indvendige boring som bearbejdningsdatum-overflade. Derfor skal den indvendige boring præcisionsbearbejdes først, og derefter bearbejdes den ydre diameter og støttetappen ved at bruge den indvendige boring som referenceoverfladen. Gevindbearbejdningen bruger også den indvendige boring som referenceflade, hvilket kræver en dorn. Generelt er den indvendige boringsnøjagtighed af præcisionsindekserende snekkegear meget høj, og nogle kræver slibning for at sikre nøjagtigheden.
Den indre boring i almindelige-præcisionsindekserende snekkegear skal have en nøjagtighed på mindst grad 1, en overfladeruhed på mindst 0,12 og en endefladeudløb på ikke mindre end 0,005 mm. Når snekkegearet bearbejdes på en dorn, skal det radiale udløb af de to endeskuldre først kontrolleres for at sikre, at det er inden for den specificerede tolerance. Dette bør kontrolleres ved hver efterfølgende proces. Under montering af snekkegear skal det radiale udløb af de to endeskuldre også kontrolleres. Dornens nøjagtighed skal være lig med eller højere end nøjagtigheden af den aksel, der passer til det samlede snekkegear.
Integrerede snekkegear bruger centerhullet som bearbejdningsnulpunktoverfladen. Kravene til centerhullet er meget høje; den skal have en tilspidsning for at sikre glathed og kontaktflade. Det midterste hul bør kontrolleres og korrigeres før hver proces. Støttetapperne skal sikre koaksialitet med centerhullet og deres egen geometriske nøjagtighed. Før semi-efterbehandling og efterbehandlingsprocesser, bør det radiale og aksiale udløb af støttetapperne kontrolleres for at sikre, at de er inden for tolerancen.
Ved udvælgelsen af det ru datum er hovedovervejelsen, hvordan man sikrer, at hver bearbejdet overflade har tilstrækkelig bearbejdningstillæg, således at dimensionerne og positionerne mellem den ubearbejdede referenceflade og den bearbejdede overflade opfylder tegningskravene.
Valget af det grove datum skal opfylde følgende krav:
(1) Det grove datum skal vælges fra den bearbejdede overflade. Dette er for at sikre nøjagtigheden af det relative positionsforhold mellem den bearbejdede overflade og den ubearbejdede overflade. Hvis der er flere overflader på emnet, som ikke kræver bearbejdning, skal overfladen med det højeste krav til relativ positionsnøjagtighed i forhold til den bearbejdede overflade vælges som ru datum. Dette er for at sikre ensartet vægtykkelse, symmetrisk form og færre spændeoperationer.
(2) Vælg den vigtige overflade med ensartede krav til bearbejdningsgodtgørelse som det grove datum.
(3) Overfladen med den mindste bearbejdningstillæg skal vælges som ru datum. Dette sikrer, at overfladen har tilstrækkelig bearbejdningstillæg. (4) Så vidt muligt bør en flad, glat overflade med et tilstrækkeligt stort areal vælges som det grove datum for at sikre nøjagtig positionering og pålidelig fastspænding. Overflader med porte, stigrør, blink eller grater bør ikke vælges som grove henføringspunkter; om nødvendigt kræves forbearbejdning.
(5) Det grove datum bør undgås fra at blive brugt gentagne gange, fordi de fleste af overfladerne på det ru datum er ru og uregelmæssige, og gentagen brug gør det vanskeligt at garantere positionsnøjagtigheden mellem de ydre overflader.
I henhold til princippet om grov datumvalg kan fastspænding af den ydre cirkel og bearbejdning af det meste af overfladen i en spændeoperation sikre koaksialiteten af den ydre cirkel og det indre hul samt endefladens vinkelrethed på aksen.
Metal Worm Gear Bearbejdningsproces Rute
(1) Ikke-hærdet samlet snekkegear
Materialeforberedelse-Normalisering-Rundrejning-(tempering)-Halv-finishdrejning af ydre diameter, grofdrejning af spiralformet overflade-Kunstig ældning-Afslutdrejning (afsluttende slibning) af indvendigt hul og endeflade{{}SemiKlip{9}Skæring{7} drejning af spiralformet overflade-Slibning (trimning af ufuldstændige tænder)-Halv-finish slibning af ydre diameter-Afslut slibning af spiralformet overflade-Lav-ældning ved lav temperatur-Slibning af midterste ydre slibning af slibning{11}slibning{17} spiralformet overflade
(2) Karburiseret og hærdet integreret snekkegear
Smedning-Udglødning-Gro drejning-Normalisering-Halv-finish drejning af yderdiameter og skrueformet overflade-Filing (trimning af ufuldstændige tænder)-Kulning-Afslut drejning af ydre diameter{(fjernelse af bildele} og kvælning) anløbning-Slibning af midterhul-Drejning af fastgørelsesgevind-Fræsning af riller-Halv-finish slibning af yderdiameter-Halv-finish slibning af spiralformet overflade{{16}{}Lav{17}Lav-centertemperatur{17} hul-Afslut slibning af yderring og endeflade-Afslut slibning af spiralformet overflade
Blanking: I henhold til forskrifterne skal emnet smedes for at opnå en god metalfiberstruktur.
Grovdrejning: Sørg for koaksialitet og lad en passende mængde stå til efterbehandling.
Varmebehandling og tempereringsbehandling HRC28-32, halvfinishdrejning, hver del efterlader 0,5 mm til færdigdrejning, snekkegeardelen og de to ender af aflastningsrillen drejes til de krævede specifikationer, snekkegearskæring, grovskæring, uanset om der anvendes lagdelt metode eller skæremetode osv. er alle acceptable.
Mål tillægget ved den midterste diameter, halv{0}}finishskæring giver et godt grundlag for færdigbearbejdning. Efterbehandling med lav-hastighed er påkrævet på alle tre overflader, og skæreværktøjet skal være skarpt med en god kantruhed. Hver overflade skal efterbehandles individuelt. Præcisionsdrejning af alle dele er påkrævet for at sikre koncentricitet.
Almindelige cylindriske snekkegear kan, når de bearbejdes på en drejebænk ved hjælp af en lige skærkant, klassificeres i arkimedeiske snekkegear (ZA), involute snekkegear (ZI) og normale lige-profilsnekkegear (ZN), afhængigt af skæreværktøjets monteringsposition. ZA Arkimediske snekkegear: Skæreværktøjets plan passerer gennem snekkegearets akse, og snekkegearet, der er skåret med en skærevinkel på 2 =40 grader, har en lige tandprofil i aksialplanet, og tandprofilen i normalsnittet er en konveks kurve. Tandprofilkurven på endefladen er en arkimedisk spiral, deraf navnet arkimedesk ormegear. Denne type snekkegear er forholdsvis let at bearbejde og måle, så det er meget udbredt.
Imidlertid er bearbejdning vanskelig, når fremføringsvinklen er for stor. Det er svært at slibe en nøjagtig tandprofil med en slibeskive, så transmissionsnøjagtigheden og effektiviteten er lav. ZI evolvente snekkegear: Det skærende plan på skæreværktøjet er tangent til snekkegearets basiscylinder. Det resulterende snekkegear har en konveks profilkurve i aksialplanet, og tandprofilen på endefladen vinkelret på aksen er en involut kurve, deraf navnet involut snekkegear. Denne type snekkegear kan slibes, så den har højere transmissionsnøjagtighed og effektivitet og er velegnet til masseproduktion og høj-kraft, høj-nøjagtig transmission.
ZN normale lige-profilsnekkegear: Når snekkegearets ledningsvinkel er stor, placeres skæreværktøjets plan på normalplanet af snekkegearets skruelinje under bearbejdningen for at opnå en rimelig skråvinkel og aflastningsvinkel for skæreværktøjet. Det resulterende snekkegear har en lige tandprofil i normalsektionen, deraf navnet normal lige-profilsnekkegear. Tandprofilkurven på endefladen vinkelret på aksen er en forlænget evolventkurve, derfor kaldes den også et forlænget evolventsnekkegear. Denne type snekkegear har bedre skæreydelse, er befordrende for bearbejdning af snekkegear med flere-starter og kan slibes med en slibeskive. Det bruges ofte i multi-præcisionssnekkegeartransmissioner i værktøjsmaskiner. Med udviklingen af teknologi og produktkrav opstod behovet for yderligere øget skærehastighed, og drejemetoden stødte på en flaskehals, hvilket førte til udviklingen af hvirvelvindsfræsning. Denne metode bruger et roterende skæreværktøj til at øge skærehastigheden (op til 400 meter i minuttet), mens emnet ikke behøver at rotere ved høj hastighed.
Der er to metoder til hvirvling af snekkegear: intern hvirvling og ekstern hvirvling.
Indvendig hvirvling: Arbejdsstykkets omkreds tangerer skæreværktøjets omkreds internt (snekkehjulet er inde i skærehovedet). Nøjagtigheden kan nå DIN7 Ra0.8.
Ekstern hvirvling: Arbejdsstykkets omkreds tangerer skæreværktøjets omkreds udvendigt (snekkehjulet er uden for skærehovedet). Nøjagtigheden kan nå DIN6 Ra0.4.
