हेलिकल बनाम स्ट्रेट गियर रैक: एक्सियल फ़ोर्स जिसके लिए कोई बजट नहीं रखता

हेलिकल गियर रैक, 19deg31'42" हेलिक्स कोण

लक्ष्य कीवर्ड:पेचदार रैक बनाम सीधा रैक

माध्यमिक:पेचदार गियर रैक अक्षीय जोर, रैक और पिनियन शोर, 19 डिग्री 31'42" हेलिक्स कोण

मेटा विवरण:जब पेचदार रैक सीधे रैक को हराते हैं, तो गति सीमा जो उन्हें उचित ठहराती है, और अक्षीय जोर बल वे मानक हेलिक्स कोण पर लगभग 0.355 × स्पर्शरेखा बल उत्पन्न करते हैं।

एक ग्राहक ने एक बार रैक और पिनियन गैन्ट्री के बारे में फोन किया था जो पिनियन शाफ्ट बीयरिंग को नष्ट करता रहता था। चार महीने, तीन बियरिंग सेट। रैक ठीक था. पिनियन ठीक था. गियरबॉक्स अच्छा था.

उन्होंने शोर लाभ के लिए हेलिकल गियरिंग निर्दिष्ट की थी और केवल रेडियल लोड के लिए बीयरिंग का आकार दिया था।

मानक हेलिक्स कोण पर, एक हेलिकल रैक लगभग 35% ड्राइव बल के साथ पिनियन शाफ्ट पर बग़ल में धक्का देता है। 10 केएन ड्राइव पर, यानी 3.5 केएन अक्षीय जोर के लिए बियरिंग्स को कभी भी रेट नहीं किया गया था। यह पेचदार रैक के साथ सबसे आम निरीक्षण है, और यह पूरी तरह से पूर्वानुमानित है।

यहां उस संख्या सहित पूरी तुलना दी गई है।

हेलिक्स कोण मनमाना नहीं है

पूरे उद्योग में, एक हेलिक्स कोण रैक उत्पादन पर हावी है:19 डिग्री 31' 42".

रूपांतरित: 19 + 31/60 + 42/3600 =19.52833 डिग्री. हेलिकल गियरिंग के लिए सामान्य पाठ्यपुस्तक सीमा 15 डिग्री से 25 डिग्री है, लेकिन रैक उत्पादन इस एक मूल्य पर केंद्रित हो गया है, यही कारण है कि विभिन्न स्रोतों से रैक और पिनियन अक्सर जाल में बदल जाएंगे। इस विचित्र विशिष्ट आकृति का एक कारण है: इस हेलिक्स कोण पर मॉड्यूल एक संपूर्ण -संख्या वाली गोलाकार पिच में परिवर्तित हो जाता है, इसलिए रैक की लंबाई गोल संख्याओं में सामने आती है।

अक्सर - हमेशा नहीं. उस पर और अधिक जानकारी नीचे दी गई है।

वास्तव में क्या पेचदार आपको खरीदता है

सीधे रैक की तुलना में चार लाभ लगातार उद्धृत किए जाते हैं:

चित्र 1. मानक 19deg31'42" हेलिक्स कोण पर एक पेचदार रैक द्वारा उत्पन्न अक्षीय जोर।

शांत गति से दौड़ना, विशेषकर तेज़ गति पर

उच्च संपर्क अनुपात - अधिक दांत प्रभावी ढंग से लगे - जिससे भार वहन क्षमता बढ़ जाती है

गोल संख्या में लंबाई: 500.0 मिमी और 1,000.0 मिमी, बनाम सीधे रैक की लंबाई जो हमेशा π के गुणक होती है, उदाहरण के लिए . 502.65 मिमी और 1005.31 मिमी

"ज्यादातर मामलों में, उनकी लागत सीधे रैक के समान ही होती है!"

स्पष्ट रूप से कहें: हेलिकल रैक समान आकार के सीधे रैक की तुलना में अधिक मजबूत और शांत होते हैं, लेकिन वे जोर बल उत्पन्न करते हैं, और उनका मुकाबला करने के लिए उपाय किए जाने चाहिए।

तीसरा बिंदु तुच्छ दिखता है और है नहीं। मॉड्यूल 4 के साथ एक सीधे रैक में π × 4=12.566 मिमी की टूथ पिच होती है, इसलिए दांतों की एक पूर्णांक संख्या आपको 502.65 मिमी या 1005.31 मिमी - कभी भी गोल आकृति नहीं देती है। पेचदार रैक को काटा जाता है ताकि लंबाई बिल्कुल 500 या 1000 मिमी निकले। जब आप गोल संख्या में मशीन बेड के साथ एक सिरे से दूसरे सिरे तक रैक बिछा रहे होते हैं, तो वह अंतर वास्तविक डिज़ाइन और असेंबली सिरदर्द से बचाता है।

भार क्षमता अधिक क्यों है, यह इस बात पर निर्भर करता है कि संपर्क कैसे आगे बढ़ता है। एक सीधे रैक पर, प्रत्येक दांत एक ही बार में अपने पूरे चेहरे की चौड़ाई में जुड़ जाता है, फिर अलग हो जाता है। लोड ट्रांसफर अचानक हो गया है. एक पेचदार रैक पर संपर्क रेखा पूरे पार्श्व में तिरछे घूमती है, इसलिए जुड़ाव धीरे-धीरे होता है और एक से अधिक दांत हमेशा भार वहन करते हैं। शोर में कमी और क्षमता में वृद्धि दोनों एक ही ज्यामिति से आती हैं।

ईमानदार चेतावनी: हमने जिन निर्माता स्रोतों की जांच की, उनमें से किसी ने भी संख्यात्मक संपर्क अनुपात आंकड़ा, प्रतिशत भार क्षमता में वृद्धि, या हेलिकल बनाम सीधे रैक के लिए डीबी शोर में कमी प्रकाशित नहीं की। लाभों का लगातार दावा किया जाता है और भौतिक रूप से सही कहा जाता है, लेकिन विशिष्ट संख्याएँ प्रकाशित नहीं की जाती हैं, और हम उनका आविष्कार नहीं करने जा रहे हैं।

अक्षीय प्रणोद बल

कोण वाले दाँत पिनियन को बग़ल में धकेलते हैं। मानक संबंध:

फ़ा=फीट · टैन

जहां Fa अक्षीय जोर है, Ft स्पर्शरेखीय ड्राइव बल है, और हेलिक्स कोण है।

= 19.52833 डिग्री पर, तन =0.35468.

तो एफए ≈ 0.355 × फीट।

एक 20 kN ड्राइव बल पिनियन शाफ्ट पर लगभग 7.1 kN अक्षीय जोर लगातार उस दिशा में उत्पन्न करता है, जो अक्ष के उलटने पर उलट जाता है।

सीधे गियरिंग के साथ विरोधाभास पूर्ण है: एक बड़ा हेलिक्स कोण एक बड़ा अक्षीय बल उत्पन्न करता है, जबकि स्पर दांतों पर कोई अक्षीय बल बिल्कुल भी कार्य नहीं करता है।

यह हेलिकल गियरिंग का एक वास्तविक दोष है: हेलिक्स कोण एक साइड फोर्स उत्पन्न करता है जो सीधे स्पर्शरेखा ड्राइव बल के साथ स्केल करता है।

परिणाम अपरिहार्य है: इस थ्रस्ट लोड को संभालने के लिए पिनियन शाफ्ट बीयरिंग का चयन और मूल्यांकन किया जाना चाहिए, जो ड्राइव अंत में लागत और जटिलता जोड़ता है।

तीन व्यावहारिक निहितार्थ:

बियरिंग चयन.डीप ग्रूव बॉल बेयरिंग की अक्षीय क्षमता सीमित होती है। कोणीय संपर्क बीयरिंग या एक पतला रोलर जोड़ी संयुक्त भार को ठीक से संभालती है। यहीं पर उस ग्राहक की गैन्ट्री में गड़बड़ी हो गई।

गियरबॉक्स आउटपुट रेटिंग।रैक और पिनियन ड्राइव के लिए ग्रहीय गियरबॉक्स आउटपुट शाफ्ट पर अधिकतम अनुमेय अक्षीय बल प्रकाशित करते हैं। इसे अपने डिज़ाइन बल 0.355 × के विरुद्ध जांचें। इससे अधिक होने पर गियरबॉक्स आउटपुट बेयरिंग को नुकसान पहुंचता है, रैक को नहीं, और वह विफलता महंगी होती है।

बढ़ती कठोरता.हर बार अक्ष उलटने पर जोर की दिशा उलट जाती है। एक माउंटिंग जो विपरीत अक्षीय भार के तहत झुकती है वह स्थिति त्रुटि के रूप में दिखाई देगी और अंततः इंटरफेस पर झल्लाहट के रूप में दिखाई देगी।

गति सीमाएँ

प्रकाशित मार्गदर्शन एक संकीर्ण बैंड में समूहित होता है।

उत्पादन में सीधे -टूथ गियर रैक

पार पढ़ना: 1 मीटर/सेकेंड से नीचे, सीधे रैक समझदार डिफ़ॉल्ट हैं। 1 और 2 मीटर/सेकंड के बीच एक निर्णय कॉल है - शोर{{5}संवेदनशील वातावरण पेचदार की ओर धकेलता है। 2 मीटर/सेकेंड से ऊपर, पेचदार।

गति के मामले में शोर ही एकमात्र मुद्दा नहीं है। हर बार जब दांत का जोड़ा मिलता है तो सीधे दांतों का अचानक जुड़ना एक गतिशील लोड स्पाइक उत्पन्न करता है, और स्पाइक गति के साथ बढ़ता है। शोर और दांतों का तेजी से घिसना एक ही कारण के दो लक्षण हैं।

संभोग नियम जो लोगों को पकड़ लेता है

हेलिकल रैक और हेलिकल पिनियन का मिलान होना चाहिए। हेलिकल रैक को हेलिकल गियर से जोड़ते समय, हेलिक्स कोण मान में बराबर और दिशा में विपरीत होना चाहिए।

विपरीत हाथ. दाएँ हाथ का रैक बाएँ हाथ का पिनियन लेता है।

स्टॉक रैक रेंज के लिए प्रकाशित मेटिंग चार्ट केवल विशिष्ट हाथ संयोजनों को ही स्वीकार्य दिखाते हैं, बाकी सभी चीजों को छोड़कर। कंट्रास्ट शिक्षाप्रद है: हेलिकल रैक के अपवाद के साथ, स्टॉक रैक आम तौर पर उसी मॉड्यूल के किसी भी स्पर गियर के साथ मिलेंगे।

वह अपवाद ही मुख्य बात है। सीधे रैक क्षमा कर रहे हैं - सही मॉड्यूल का कोई भी स्पर पिनियन जाल करेगा। हेलिकल रैक के लिए मिलान कोण और विपरीत हाथ की आवश्यकता होती है, और यदि आप अनुभागों को जोड़ रहे हैं, तो "हेलिकल रैक के लिए गेज रैक को जोड़ने के लिए रैक से विपरीत हाथ होना चाहिए।"

व्यावहारिक सलाह इससे मिलती है:

लंबे समय तक सेवा जीवन के साथ एक शांत, कम {{0}बैकलैश ड्राइव के लिए, एक आपूर्तिकर्ता से पिनियन और रैक प्राप्त करें। पेचदार दांतों के मामले में सहनशीलता बहुत मायने रखती है।

याद रखने लायक एक संबंधित बिंदु के साथ: प्रतिक्रिया श्रृंखला में प्रत्येक घटक की परस्पर क्रिया से उत्पन्न होती है। बहुत ही कम {{2}बैकलैश गियरबॉक्स को बड़े आकार के पिनियन या कम गुणवत्ता वाले रैक के साथ जोड़ने का कोई मतलब नहीं है।

वास्तविक पेचदार रैक कैसा दिखता है

एक विशिष्ट उत्पादन रेंज ग्रेडिंग कंक्रीट को - 1045 स्टील, हेलिक्स कोण 19 डिग्री 31'42", 1000 मिमी लंबाई बनाती है:

मेष सहनशीलता को नियंत्रित करने के लिए रैक के साथ मिलान किया गया पिनियन प्रदान किया गया

समान सामग्री, समान कठोरता, समान हेलिक्स कोण। Q6 और Q10 के बीच अंतर पूरी तरह से इस बात पर है कि सख्त होने के बाद दांत पीसे गए थे या नहीं।

इंस्टॉलेशन नोट्स जो किसी भी तरह से लागू होते हैं

मानक स्थापना मार्गदर्शन:

"बैकलैश की थोड़ी मात्रा हमेशा रैक और पिनियन गियर मेश पर मौजूद होनी चाहिए। बैकलैश स्तर को रैक की पिचलाइन के उच्च बिंदु पर सेट किया जाना चाहिए, जो न्यूनतम बैकलैश मान निर्धारित करेगा और पूरे रैक यात्रा की लंबाई के साथ किसी भी बंधन को रोक देगा।"

पिनियन दांतों को नीला करके और दोनों तरफ धीरे-धीरे चलाकर संपर्क पैटर्न की जांच करें। "आदर्श संपर्क पैटर्न पिचलाइन पर केंद्रित होगा और चेहरे की चौड़ाई तक फैला होगा।"

गंदे वातावरण में, "संदूषण को रोकने के लिए दांतों को नीचे की ओर रखें, या ढाल दें।"

ड्राई रनिंग संभव है लेकिन "बढ़ी हुई टूट-फूट की भरपाई के लिए गियरिंग को बड़ा किया जाना चाहिए लेकिन ऑपरेटिंग जीवनकाल की गारंटी नहीं दी जा सकती।"

माउंटिंग और डेटम सतहों पर:

डॉवेल पिन के साथ रैक सुरक्षित करें; ड्रिल रैक और बेस एक साथ।

"रैक की पिच लाइनों को निचली सतह को संदर्भ डेटाम के रूप में उपयोग करके नियंत्रित किया जाता है। यदि आप निचली सतहों को मशीन करते हैं, तो रैक की सटीकता प्रभावित हो सकती है।"

"गियर परिशुद्धता की समस्याओं से बचने के लिए, चेहरे की चौड़ाई कम न करें।"

आखिरी वाला तब सामने आता है जब किसी को रैक को थोड़ी संकीर्ण जेब में फिट करने की आवश्यकता होती है और वह किनारे से खिसकने का फैसला करता है। चेहरे की चौड़ाई भार क्षमता नहीं है, और डेटाम सतहों से सटीकता मापी जाती है।

निर्णय सारांश

सीधी रैक जब:1 मीटर/सेकंड से कम गति, शोर कोई चिंता का विषय नहीं है, आप बिना किसी अक्षीय भार के सरल असर व्यवस्था चाहते हैं, या आपको मौजूदा स्पर पिनियन के साथ जुड़ने की आवश्यकता है।

पेचदार रैक जब:2 मीटर/सेकंड से ऊपर की गति, शोर मायने रखता है, आपको किसी दिए गए रैक आकार से अधिकतम क्षमता की आवश्यकता है, या आप बिस्तर एकीकरण के लिए गोलाकार {{1}संख्या लंबाई चाहते हैं -औरआपके बियरिंग और गियरबॉक्स 0.355 × फीट का जोर ले सकते हैं।

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न

मेरा पेचदार रैक कितना अक्षीय बल उत्पन्न करेगा?

मानक 19 डिग्री 31'42" हेलिक्स कोण पर लगभग 0.355 × स्पर्शरेखीय बल, फा=फीट · टैन से। इसे गियरबॉक्स आउटपुट शाफ्ट अक्षीय रेटिंग और पिनियन असर क्षमता के विरुद्ध जांचें।

क्या मैं पेचदार रैक पर सीधे पिनियन का उपयोग कर सकता हूँ?

नहीं, हेलिक्स कोणों का मान समान होना चाहिए और हाथ में विपरीत होना चाहिए। सीधे {{2} पर {{3} पेचदार बढ़त संपर्क और तेजी से विफलता देता है।

क्या पेचदार रैक अधिक महंगे हैं?

ज्यादातर मामलों में रैक की कीमत भी उतनी ही होती है। अतिरिक्त लागत बीयरिंग और गियरबॉक्स पर पड़ती है जिन्हें जोर को अवशोषित करना पड़ता है।

पेचदार रैक की लंबाई गोल संख्या में क्यों होती है लेकिन सीधी रैक की लंबाई नहीं होती है?

सीधे रैक की लंबाई दांतों की एक पूर्णांक संख्या है जो π × मॉड्यूल से गुणा होती है, इसलिए यह 1005.31 मिमी जैसे मानों पर आती है। हेलिकल रैक सटीक 500 या 1000 मिमी लंबाई के लिए तैयार किए जाते हैं।

क्या पेचदार गियरिंग प्रतिक्रिया को कम करती है?

स्वाभाविक रूप से नहीं, लेकिन लोड के तहत प्रभावी प्रतिक्रिया कम हो सकती है क्योंकि अधिक दांत संपर्क साझा करते हैं। वास्तविक प्रतिक्रिया अभी भी केंद्र की दूरी और बढ़ते संरेखण पर निर्भर करती है।

तियानजिन ओउनाईडा ट्रांसमिशन टेक्नोलॉजी सख्त होने के बाद मिलान किए गए पिनियन, कट या ग्राउंड के साथ सीधे और पेचदार गियर रैक की आपूर्ति करती है। एक ही स्रोत से रैक और पिनियन ख़रीदने से टॉलरेंस स्टैक से बचा जा सकता है, जो अधिकांश पेचदार जाल समस्याओं का कारण बनता है, - हमें अपनी गति, लोड और ओरिएंटेशन भेजें और हम एक मिलान सेट उद्धृत करेंगे।