Tuotannon kehittymisen myötä vaihteistot kiinnittävät yhä enemmän ihmisten huomiota, ja sitä on monenlaisia. Etkö vieläkään löydä oikeaa vaihdetta ja ongelmia? Tämä artikkeli on tarkoitettu ongelmien ratkaisemiseen.
Mitä vaihteet ovat?
Gears ovat sylinterimäisiä, pyöreitä tai kartion muotoisia hammasmekanismeja. Hampaat on kaiverrettu materiaaliin tasaisin välimatkoin. Hammaspyörät tunnetaan myös hammaspyörinä ja hammaspyörät hammaspyörinä tai hammaspyörinä. Hammaspyörien valmistukseen käytetään monia tapoja, kuten aihio, taonta, jauhemetallurgia, suulakepuristus, valu ja koneistus. Ne kiinnitetään yleensä koneisiin akselin avulla. Pari hammaspyörää on liitetty yhteen hampaiden läpi mekanismin liikkeen ja voiman lisäämiseksi.
Yleisimmät vaihteistotyypit
On olemassa monenlaisia hammaspyöriä, jotka eroavat muodoltaan, kooltaan (säteeltään) sekä hampaiden lukumäärältä ja sijoittelulta. Yleisimmin käytettyjä vaihteita ovat mm.
- Kannustavat vaihteet
- Kierrehammaspyörät (ja ruuvivaihteet)
- Kaksoiskierrehammaspyörät (ja kalanruotohammaspyörät)
- Teline ja hammaspyörä
- Viistehammaspyörät
- (suora, nolla-, kierre-, hypoidi-, kruunu- ja vinohammaspyörät)
- Mato-vaihteet
- Sisäiset vaihteet
Kannustavat vaihteet
Hammaspyörissä on suorat hampaat, joissa on sylinterimäinen tai pyöreä runko. Ne ovat yksi tehokkaimmista tyypeistä ja ovat erittäin yksinkertaisia rakentaa. Hampaat suoraan akselin akselille on kaiverrettu vaihteen runkoon, ja siten ne ovat osa rinnakkaisakselin hammaspyöräryhmää. Ne pystyvät hallitsemaan merkittäviä kuormia suurella nopeudella ja suuremmalla tarkkuudella verrattuna muuntyyppisiin vaihteisiin.
Hammaspyörät eivät aiheuta aksiaalista (työntövoimaa) akselille ja ovat meluisia suoritettaessa kiihdytettyjä toimintoja. Muussattavassa hammaspyöräparissa pienempää kutsutaan hammaspyöräksi ja suurempaa hammaspyöräksi. Koneissa on hammaspyörät, jotka on kiinnitetty pareittain sisäisten hammaspyörien, hammastankojen ja jopa hammaspyörien kanssa.
Kaikista yleisimmin käytetty vaihteisto on hammaspyörä. Näitä käytetään laajalti teollisuudessa, kuten juoma-, elintarvike- ja autoteollisuudessa. Ne ovat merkittäviä myös pienissä koneissa (kellot, kotitalouskoneet, kuten vaatteiden kuivauskoneet, pesukoneet) ja suurissa koneissa (voimalaitoksissa, pumpuissa, maatiloissa, junissa, tuotteiden käsittelykoneissa ja planeettavaihteistoissa, joissa on sisäiset vaihteet).
Kierukkavaihteet
Kierrehammaspyörät ovat sylinterimäisiä hammaspyöriä ja niitä käytetään suorien akselien kanssa. Ne eroavat hammaspyöristä, koska hampaat ovat vääntyneet ja vinossa. Kierrehammaspyörät pystyvät käsittelemään enemmän kuormaa kuin hammaspyörät, koska hampaiden kaareva järjestely aiheuttaa kunkin hammaspyörän kahden hampaan kytkeytymisen kerrallaan käytön aikana. Siitä tulee myös syy pienempään meluon nopeiden ja raskaan kuorman ajon aikana.
On pakollista käyttää painelaakereita kierrehammaspyörillä, koska ne synnyttävät työntövoimaa (aksiaalisuuntaista) kuormaa. Kierrehammaspyörän hampaita on kahta tyyppiä, oikean ja vasemman käden kierrehampaita. Joten sinun on käytettävä yhtä kierrehammaspyörää vasemmalla kädellä ja toista oikealla kädellä kierretyillä hampailla muodostaaksesi muussausparin.
Kierrevaihteita käytetään raskaassa teollisuudessa, kuten voimalaitoksissa, juomateollisuudessa, kaivosteollisuudessa, sementissä, elintarvikkeissa ja metsissä. Ne kestävät erinomaisesti raskaampia kuormia, joten niitä käytetään raskaassa materiaalinkäsittely- ja siirtokoneissa, generaattoreissa ja pumpuissa. Huippuhiljaisuuden ansiosta niitä käytetään myös autojen voimansiirtojärjestelmissä.
Ruuvinvaihteet
Ruuvihammaspyörät ovat yhden tyyppisiä kierrehampaita. Toisin kuin kierrevaihteet, niitä käytetään ei-risteäviin ja ei-rinnakkaisiin kokoonpanoihin. Ruuvihammaspyörät käyttävät samoja käsihammastettuja hammaspyöriä, ei vasemman ja oikean hammastettuja hammaspyöriä. Ne eivät voi ihanteellisesti suorittaa korkean energian ja nopeaa toimintaa heikomman kuormankäsittelyn ja alhaisemman tehokkuuden vuoksi. Ne tarvitsevat voitelua työskennellessään, ja niitä kutsutaan myös ristikkäisiksi hammaspyöriksi.
Ruuvihammaspyörää käytetään myös rinnakkaisiin ja vinoihin offset-akseleihin liitoshammaspyörän hampaiden suunnasta riippuen.
Kaksinkertaiset kierrevaihteet
Yksittäisen kierteen lisäksi kierrehammaspyörät ovat myös kaksinkertaisia kierrehampaita. Kaksoiskoerteisessa hammaspyörässä on kaksi riviä kulmikkaita hampaita, jotka ovat samankaltaisia toistensa kanssa, mutta vastakkaisia. Yksinkertaisesti sanottuna kaksi riviä kierrettyjä (kierrettyjä) hampaita, jotka näyttävät toistensa peilikuvalta, leikataan yhdellä hammaspyörällä. Kaksi riviä on erotettu toisistaan niin, että välissä on rako. Kaksoiskierrehammaspyörästöparin käyttö voi poistaa työntövoiman nopeasti.
Kaksoiskierteiset ovat kestävämpiä, vahvempia ja toimivat sujuvammin kuin yksittäiset. Kaksoiskierteisten hammaspyörien käyttö koneissa, kuten generaattoreissa, pumpuissa, kaivos-, rakennus-, meri-, voimansiirtojärjestelmissä kaasuturbiineissa ja puhaltimissa, on hyvin yleistä.
Kalanruotovaihteet
Herringbone gear on muunnelma kaksoiskierrevaihteista. Pieni ero kalanruoto- ja kaksoiskierteisen hammaspyörän välillä on kahden peilatun hammasrivin välinen rako. Kahden hammasrivin välissä ei ole tilaa, ja ne liitetään yhteen muodostaen "V"-muodon kuin kalanruotokuvio.
Ne ovat kooltaan pienempiä kuin kaksoiskierteiset, eikä niitä käytetä usein, koska niiden kustannukset ovat korkeammat ja tuotanto on monimutkaista verrattuna muihin vaihteisiin. Kalanruotopyörien käyttö on yleistä raskaassa teollisuudessa, kuten kaivosteollisuudessa, laivoissa, laivoissa ja höyryturbiineissa.
Räkkää ja hammaspyörää
Hammastanko on hammastankopari, jossa on joko kierrehammaspyörä tai hammaspyörä, joka tunnetaan nimellä hammaspyörä. Hammasteline on litteä tanko, jossa on suora hammaslinja, ja tankoon kaiverretut hampaat ovat muodoltaan ja kooltaan identtisiä tasavälein. Se kestää raskaita kuormia, ja hammaspyörän suunnittelu ja valmistus on melko yksinkertaista ja helppoa.
Kun hammaspyörässä on vastinpari hammaspyörän kanssa, siinä on suorat ja yhdensuuntaiset hampaat, ja pyörimisliike muuttuu lineaariseksi liikkeeksi. Ja kun vastinpari on hammastangon ja kierrehammaspyörän välissä, hampaat ovat myös kierteisiä eli kulmikkaita ja sitten lineaarinen liike muuttuu kiertoliikkeeksi.
Hammastankoa käytetään monentyyppisissä koneissa, kuten materiaalinsiirtolaitteissa, junissa ja rautateissä, vaa'oissa sekä autojen hammastanko- ja hammaspyöräohjausjärjestelmissä.
Viistehammaspyörät
Kartiovaihteissa hampaat ovat kartiomaisella jakopinnalla. Kartiohammaspyöriä käytetään yleisesti voiman ja liikkeen siirtämiseen kahden risteävän akselin välillä (90 asteessao kulma). Se hallitsee ihanteellisesti 90o akselikonfiguraatio, mutta pystyy käsittelemään myös suurempia tai pienempiä järjestelyjä. Kartiohammaspyöriä ei käytetä näin usein niiden korkeiden valmistuskustannusten ja monimutkaisen tuotannon vuoksi.
Kartiovaihteita käytetään autoissa, pumpuissa, junissa ja rautateillä, voimalaitoksissa, tuotteiden käsittelylaitteissa ja lentokoneissa. Hampaiden muodon ja järjestelyn perusteella kartiomaiset kartiohammaspyörät ovat pääasiassa kolmenlaisia.
Suorat kartiohammaspyörät
Yleisimmin käytetyt kartiohammaspyörät ovat kaiken tyyppisiä suoria kartiohampaita. Hampaat on sijoitettu samansuuntaisesti kartiomaiseen hammaspyörään tässä tyypissä. Ne ovat yksinkertaisia ja helppoja valmistaa, mutta suorien hampaidensa ansiosta ne tuottavat paljon melua ja ovat kaikki vähemmän tehokkaita kuin kierrevaihteet. Kuten hammaspyörät, ne eivät aiheuta työntövoimaa aksiaalisuunnassa.
Zerol kartiovaihteet
Se on toinen kartiohammaspyörätyyppi, ja niissä on nolla kiertymiskulma. Tämän tyyppinen kartiohammaspyörä on jossain määrin kuin kierre ja suora kartiohammaspyörä. Zerol-kartiohammaspyörissä hampaat eivät ole vinossa, vaan kaarevia kuin kierrehammaspyörät, mikä tarkoittaa, että kaarevat hampaat ovat suorassa asennossa. Ne voivat suorittaa samoja sovelluksia kuin suorat kartiohammaspyörät, mutta ne ovat kestävämpiä ja vähemmän meluisia kuin ne. Zerol-vaihde on sekä oikea- että vasenkätinen kierretty hammas, mutta ne voivat pyöriä molempiin suuntiin.
Spiraali viistevaihteet
Kierre kartiohammaspyörät ovat luonteeltaan samanlaisia kuin kierrehammaspyörät. Näissä hammaspyörissä kartiomaisen nousupinnan hampaat ovat kaarevia ja aiheuttavat siten työntövoimaa aksiaalisuunnassa. Kierrekartiohammaspyörien hampaat koskettavat tasaisemmin, mikä auttaa vähentämään hampaiden melua, tärinää ja rasitusta. He voivat suorittaa toimintoja, jotka vaativat suurempaa tarkkuutta ja suurta nopeutta. Samat kuin kierrehammaspyörät, ne ovat oikeanpuoleisia kierrehampaita ja vasemmanpuoleisia kierrehampaita, ja ne ovat kalliita ja vaikeita valmistaa, mutta ovat kestävämpiä kuin suorat kartiohammaspyörät.
Lisää kartiohammaspyörätyyppejä
Kolmen edellä mainitun päätyypin lisäksi kartiovaihteilla on monia muunnelmia. Jotkut niistä ovat Hypoid-, kruunu- ja jiirausvaihteita.
Hypoidivaihteet
Hypoidivaihteet ovat erilaisia kierrekartiohammaspyöriä, mutta toisin kuin ne, ne toimivat ei-risteävillä ja ei-rinnakkaisilla akseleilla. Hampaat ovat kierretyt ja vinossa aivan kuten spiraalikartiohammaspyörät. Laakereiden käyttö on pakollista Hypoid-hammasvaihdeparissa, koska hammaspyörän ja hammaspyörän sijoitus ei ole samalla tasolla. Hypoidihammaspyörien valmistus on kalliimpaa ja monimutkaisempaa verrattuna kierrekartiohammaspyöriin. Näitä vaihteita ei käytetä kovin usein niiden korkeiden hintojen vuoksi.
Niitä käytetään sementti-, elintarvike-, kaivos- ja juomateollisuudessa, mutta pääasiallinen Hypoid-vaihteisto on autoteollisuudessa. Niitä käytetään myös voimalaitoksissa, kuljettimissa, materiaalinsiirtojärjestelmissä ja sekoittimissa.
Crown Gears
Kruunuhammaspyörät ovat toinen muunnelma kartiohammaspyöristä, joissa nousupinta on tasainen ja runko on sylinterimäinen kartiomaisen sijaan. Kruunun nimi johtuu sen kruunumaisesta rakenteesta. Hammaspyörän hampaat on sijoitettu 90:eeno hammaspyörän etupuolelle, jolloin se näyttää kruunulta. Ne tunnetaan myös nimellä "kasvovaihteet". Kruunuhammaspyörästöpari riippuu niiden hampaiden rakenteesta, ja ne voidaan yhdistää hammaspyörien ja muun tyyppisten kartiohammaspyörien kanssa. Kruunuhammaspyörän käyttö koneissa melun ja tärinän vähentämiseksi on yleistä.
Mitre Gears
Mitre-vaihteiden akselikulma on 90 astettao kun taas kulmahammaspyörillä voi olla mikä tahansa akselikulma paitsi oikea kulma. Mitre-vaihteita käytetään pääasiassa koneissa voimansiirron suunnan vaihtamiseen pitäen samalla nopeus vakiona. Käytettäessä kahdesta hiippapyörästä koostuvaa paria, joissa on sama määrä ja muotoisia hampaat, nopeussuhteeksi tulee 1:1. Mitre-hammaspyörät tuottavat työntövoimaa (aksiaalista kuormaa), minkä vuoksi painelaakereita käytetään aina mässitysparin kanssa työntövoiman vähentämiseksi.
Mato-vaihteet
Kierukkavaihteisto siirtää voimaa ja liikettä suorassa kulmassa ei-leikkaavan ja ei-rinnakkaisen akselin välillä. Se on kierukka- ja kierukkapyöräpari, jossa mato on ruuvimainen akseli ja kierukkapyörä lieriömäinen hammaspyörä. Ne toimivat erinomaisesti sujuvasti ja hiljaisesti, mutta tehokkuudeltaan ne eivät ole yhtä hyviä kuin muut vaihteistotyypit.
Tiimalasin matovaihteiston valmistus on monimutkaisempaa. Kierukka- ja kierukkavaihteiden pintojen liukuminen aiheuttaa kitkaa, mikä tekee voitelun tarpeelliseksi levityksen aikana. Jos matolla on pieni johtokulma, kierukkapyörän on mahdotonta kääntää matoa, jota kutsutaan itselukittuvaksi ominaisuudeksi.
Kierukkavaihteiden yleisin käyttö on järjestelmissä, jotka tarvitsevat itselukittuvan ominaisuuden. Niitä käytetään myös autojen ohjausjärjestelmissä, materiaalinsiirtolaitteissa, hisseissä ja hisseissä.
Sisäiset vaihteet
Sisäiset hammaspyörät ovat sylinterimäisiä tai kartiomaisia hammaspyöriä, joissa hammaspyörän rungon sisäpuolella on hampaat. Ne muodostavat muurausparin ulkoisilla hammaspyörillä, ja hampaiden lukumäärä on erilainen molemmissa hammaspyörissä kokoeroista johtuen. Hampaiden lukumäärän ero on rajallinen trimmausongelmien, trokoidihäiriöiden ja involuuttisten häiriöiden vuoksi.
Suurimman osan ajasta hammaspyöriä käytetään ulkoisina vaihteina yhdistämään ne sisäisiin vaihteisiin. Toisin kuin ulkoisten hammaspyörien verkko, ulkoisten ja sisäisten hammaspyörien nivelpari pyörii samaan suuntaan. Hammasleikkureita käytetään sisäisten hammaspyörien muotoiluun ja valmistukseen.
Pääsyy sisäisten hammaspyörien valmistukseen on niiden käyttö akselikytkimissä ja planeettavaihteistotoiminnassa.
Yhteenveto
Hammaspyörät ovat olennainen osa koneistoa, ja ne on valmistettu erittäin huolellisesti ja tarkasti. Oikeat vaihteet on valittava koneen tehokkaan toiminnan ja ihanteellisten tulosten varmistamiseksi. Valitse mielestäsi parhaiten sopiva tai ota yhteyttä saadaksesi lisätietoja vaihteista ja sinulle sopivasta valinnasta!