Гипоидных передач: Гипоидные передачи и пары, изготовление гипоидных шестерен

Гипоидные передачи и пары, изготовление гипоидных шестерен

Гипоидная (гиперболоидная) передача, в отличие от обычной шестеренчатой, имеет криволинейные зубья. Они изгибаются по гиперболе, отсюда и название. Применяется исключительно в узлах, где оси зубчатых колес скрещиваются.В отличие от обычных конических шестерен у гипоидной пары есть так называемое гипоидное смещение осей колес. Если при их монтаже данное смещение не выдержать, то произойдет заклинивание. Величину смещения рассчитывают по математическим формулам.

Изготовление гипоидной пары на заказ является сложнейшей технической задачей и востребовано в сфере приборостроения. С ее помощью осуществляется точная передача вращения в станках, машинах и механизмах, создается привод ведущей оси трактора, автомобиля, локомотива, дрезины, а также привод динамо-машин ж/д пассажирских вагонов.

Применение гипоидной пары в легковых авто обусловлено плавностью работы в сравнении с конической передачей, а также высокой нагрузочной способностью, малой шумностью и высокой надежностью.

ООО «Калужский опытно-механический завод» изготавливает гипоидные шестерни на заказ разных типоразмеров. Работа осуществляется по ТЗ или чертежам заказчика в оговоренные сроки с учетом действующих ГОСТов. Также изготавливаем гипоидные пары по образцам.

Преимущества заводской продукции

Зубчатые гипоидные передачи, в отличие от конических, обладают рядом значимых преимуществ.

1. На фоне одинаковой прочности у гипоидных шестерен зубья выдерживают большую нагрузку.
2. За счет скольжения зубьев в продольной плоскости снижается шум, передача становится более плавная.
3. Благодаря увеличенным габаритам шестерни и смещению осей на колесах повышается жесткость.
4. Не требуется высокая точность при монтаже.

Помимо преимуществ, есть и недостатки, из-за которых не так широко внедрена гипоидная шестерня — сложность проектирования и изготовления, т. к. необходимо наличие специального оборудования, инструмента и, конечно же, высококвалифицированного персонала.

Также рабочая поверхность зубьев способна заедать, если материал недостаточно твердый. Единственный вариант получить качественный продукт — обратиться на завод, оснащенный современным зубошлифовальным и токарно-фрезерным оборудованием, где есть условия для закалки, цементации, термической обработки зубчатых колес (пар). Использование в качестве сырья высокопрочных углеродистых сталей обеспечивает надежность готовых изделий и соответствие действующим нормативам. Как правило, для изготовления гипоидных шестерен используются стали марок 18ХГТ, 12ХН3А и 12Х2Н4А.

Если вам требуется гипоидная передача, расчеты и чертежи можно отправить нам по электронной почте. Также мы имеем возможность и богатый опыт изготовления изделий по предоставленным образцам (в том числе сильно изношенным). Наше производство оснащено высокоточным оборудованием, а штат состоит из опытных специалистов. Высокое качество и надежность изделий подтверждается жестким контролем ОТК.

Кроме геометрических параметров и твердости, у гипоидных шестерен проверяется зацепление зубьев (пятно контакта зубьев), что гарантирует впоследствии бесперебойную их работу.

Отправьте заявку по электронной почте либо свяжитесь с нашими техническими специалистами, чтобы получить информацию о сроках изготовления гипоидной пары, ценах и способах доставки продукции по России. Если в наличии нет образцов гипоидных шестерен или чертежей, наши инженеры разработают требуемую документацию и оперативно передадут ее на производство.

что это такое и как работает

Современный автомобиль представляет собой целый комплекс различных технических и инженерных решений. Благодаря слаженной работе всех агрегатов, устройств и механизмов различных типов удается в конечном итоге получить надежное, экономичное и комфортное транспортное средство.

Как известно, основными узлами автомобиля принято считать силовой агрегат и трансмиссию. Фактически, двигатель вырабатывает энергию, тогда как трансмиссия преобразует крутящий момент и передает его на колеса. 

При этом важным элементов в устройстве многих авто является гипоидная передача. Далее мы поговорим о том,  что такое гипоидные передачи, какие типы подобных передач бывают, как работает такая передача, а также какие плюсы и минусы имеет подобное решение.

Содержание статьи

Что такое гипоидная передача в автомобиле и ее особенности

Итак, различные передачи делятся по типу используемых шестерней. Передачи бывают коническими, цилиндрическими, гипоидными и т.д. Давайте рассмотрим гипоидную передачу более подробно.

Гиперболоидная (сокращенно гипоидная) передача представляет собой решение, где зубья передачи криволинейны, а их движение осуществляется по гиперболоиде (геометрическая фигура). Появилась такая передача давно (в 1920-х годах). Главной задачей ее внедрения в устройство авто стало снижение центра масс.

Затем, благодаря ряду очевидных преимуществ, гипоидная передача появилась на грузовых машинах и других типах техники. Гипоидной передачей стали заменять двойную передачу.

Основным отличием гипоидной передачи от других типов передач является то, что оси валов в обязательном порядке нужно сместить в соответствии со строгими математическими расчетами. Еще гипоидную передачу можно использовать только в узлах, где оси зубчаток будут скрещены. Важно понимать, что если проигнорировать первое и второе правило, произойдет заклинивание передачи.

Преимущества и недостатки гипоидной передачи

Итак, гипоидная главная передача или другая передача данного типа имеет целый ряд плюсов по сравнению с другими видами передач. Прежде всего, необходимо отдельно отметить минимальный уровень шума во время ее работы, что означает высокий акустический комфорт.

Это становится возможным благодаря тому, что сразу несколько зубьев одновременно находятся в зацеплении. Параллельно можно выделить высокую прочность по причине увеличенного диаметра шестерни, особенно в сравнении с другими видами передач.

Также следует отметить особое расположение зубчатых колес, которые не пересекаются, а перекрещиваются. Параллельно такое устройство позволяет  достичь заметного снижения нагрузки, которая распространяется на один зубец. Результат — высокоточная работа шестерен, повышенная надежность и значительно увеличенный ресурс.

Зубья гипоидной передачи отличаются высокой износостойкостью (особенно если сравнивать с конической передачей), что позволяет механизмам с такой передачей работать долго и безотказно.

В целом, машины, где используется гипоидная передача, получают лучшую устойчивость, а также более высокую плавность хода. Как правило, гипоидные передачи активно используются в устройстве автомобилей премиального класса. Другими словами, если автопроизводитель  стремится обеспечить лучшие характеристики, именно гипоидная передача является оптимальным решением.

• Теперь о недостатках гипоидных передач. Казалось бы, с учетом всех преимуществ, минусов быть не должно. Однако на практике все не совсем так. Прежде всего, гипоидная передача является дорогостоящим механизмом, который требует высокой точности при изготовлении.

Вполне очевидно, что ее использование приводит к удорожанию агрегатов и узлов. Конечно, некоторые производители экономят на материалах и технологии производства, стараясь снизить конечную стоимость, однако на практике это часто становится причиной заклинивания и быстрого выхода из строя. При этом все чаще и чаще данный тип передач встречается даже на бюджетных авто.

Еще наиболее часто нарекания возникают в том случае, если такая гипоидная передача использована в редукторе. В этом случае главным минусом можно считать повышенные риски заедания шестерен. Заедания возможно по причине скольжения вдоль линии контакта.

На практике, гипоидная повсеместно используется в устройстве различных короссоверов и внедорожников с полным приводом. При этом качество изготовления далеко не всегда является высоким. 

Чтобы избежать проблем, необходимо использовать высококачественные трансмиссионные масла и жидкости, рассчитанные специально для использования с гипоидными передачами. Такие масла формируют особую устойчивую масляную пленку на поверхностях шестерен.

Эта пленка отличается стойкостью к разрыву под нагрузками, защищает детали от прямого контакта, снижает температуру в месте сопряжения и т.д. Все это необходимо, чтобы не допустить заклинивания гипоидной передачи.

Однако важно понимать, что к заеданию может привести не только некачественная или неподходящая по свойства смазка, но и низкое качество деталей, а также неточности или ошибки при сборке, подгонке, настройках и регулировках.

Еще нужно помнить, что в условиях высоких нагрузок и нерегулярного обслуживания  трансмиссии авто с использованием дешевых «расходников» при ремонтах и ГСМ низкого качества гипоидная передача может быстро выйти из строя. Если учесть, что механизм дорогой, многие автопроизводители  по понятным причинам вместо гипоидной передачи нередко используют другие доступные варианты, особенно в бюджетном сегменте.

Подведем итоги

Как видно, гипоидная передача в автомобиле является  решением, которое активно используется на машинах разных классов и марок. Такая передача позволяет обеспечить высокий уровень комфорта и производительности.

При условии соблюдения всех правил в рамках эксплуатации, а также правильном подходе во время ремонта и обслуживания, гипоидная передача отличается  надежностью и достаточно большим сроком службы по сравнению с аналогами.

Рекомендуем также прочитать статью о том, что такое коробка SMG (секвентальная коробка передач). Из этой статьи вы узнаете об устройстве, особенностях, принципах работы, а также плюсах и минусах коробок передач данного типа.

С учетом вышесказанного можно сделать вывод, что хотя авто с гипоидной передачей нуждается в более качественном обслуживании, которое на практике получается несколько более дорогим, при правильном и грамотном подходе такая машина будет безотказно служить владельцу не одну сотню тысяч километров.

 

Читайте также

Как работает гипоидная передача редуктора в автомобиле?

Сегодня гипоидная передача имеет широкое применение. Ею укомплектовывают автомобили, трактора, тепловозы, станки лёгкой и тяжёлой промышленности.

Знаете ли вы?Легковой автомобиль был оснащён гипоидной передачей в 1926 году американской компанией «Паккард».

Что такое гипоидная передача ее предназначение в автомобиле

Гипоидная передача представляет собой винтовую зубчатую передачу, работающую при помощи конических шестерней со скрещивающимися осями. В автомобиле она нужна для смены направления крутящего момента и перемены его величины, что улучшает характеристики главной передачи. С развитием автомобилестроения тип гипоидных передач завоёвывает большую популярность и используется не только в машинах представительского класса, но и бюджетных авто. В любом случае, это машины с ведущим задним приводом, где двигатель и редуктор главной передачи расположены параллельно движению, а крутящий момент на ведущую ось передаётся под прямым углом.

Как работает гипоидная передача редуктора

Разберёмся, как работает гипоидная передача и что это даёт в работе машины.
В данной передаче момент силы передаётся от двигателя через сцепление, коробку передач и кардан на ось ведущей шестерни гипоидной передачи. Ось ведущей шестерни установлена параллельно осям первичного вала двигателя и вторичного вала коробки передач. За счёт криволинейной формы зубьев у шестерней этой передачи – предаваемый момент силы имеет большее значение, чем, например, в конической передаче. Это улучшает динамические и механические показатели работы машины.

Важно!В гипоидных передачах для смазки её элементов используют особые жидкости, обладающие высоким качеством и свойствами (противоизносные и противозадирные присадки), дающими возможность длительной бесперебойной эксплуатации.

Плюсы использования в автомобиле гипоидной передачи

Первое достоинство это расположение карданного вала. Он значительно опустился, что уменьшило размер его канала в салоне, равномерно распределило центр тяжести авто и повысило его устойчивость.
Второе, плавная передача вращательного момента, что улучшило характеристику движения автомобиля.

Не менее значимый факт меньшая нагрузка и уровень шума. Эти показатели обусловлены тем, что в гипоидном типе зацепления участвует большее число зубьев, в сравнении с той же конической передачей.

Все эти факторы увеличивают долговечность машины, не говоря о комфорте передвижения.
Поэтому гипоидный тип передачи – неотъемлемая принадлежность автомобилей высокого класса, таких, как «Инфинити».

Интересно! Решение о выпуске нового класса престижных автомобилей в компании «Nissan» было принято в 1985 году. Авто получило название «Infiniti», в переводе – безграничность, бесконечность.

Гипоидная передача в машине: есть ли недостатки

К недостаткам гипоидной передачи относится возможность заедания вдоль линии контакта, возникающую из-за трения. Чтобы снизить такие вероятности шестерни главной передачи проходят специальную обработку в процессе изготовления.

Кроме трудности в изготовлении, есть усилие при вращении шестерён так, как их зубья изогнуты, это усилие передаётся и на оси. Эти моменты делают гипоидную передачу восприимчивой к износу.

Данная передача требовательна к качеству не только шестерен, но и остальных её элементов. При небрежной регулировке она заклинивает, особенно при смене направления вращения или включении задней передачи.

Внимание! Если вы застряли на просёлочной дороге, например в колее, вытаскивать севшую машину нужно только передним ходом, иначе может случиться поломка зубьев шестерней.

Подписывайтесь на наши ленты в таких социальных сетях как,
Facebook,
Вконтакте,
Instagram,
Pinterest,
Yandex Zen,
Twitter и
Telegram:
все самые интересные автомобильные события собранные в одном месте.

Гипоидная передача, что это такое

Гипоидная передача (сокращенное от гиперболоидная), особый вид винтовой зубчатой передачи, осуществляемой коническими колёсами со скрещивающимися осями.

В гипоидной передаче ось малого зубчатого колеса (шестерни) смещена относительно оси большого зубчатого колеса. При передаточном числе i =1—2,5 смещение Е < (0,33—0,23) D, где D — диаметр колеса, при i > 2,5 смещение E < 0,20 D. Колёса гипоидной передачи могут иметь косые, или криволинейные, зубья; угол скрещивания осей обычно равен 90°. Передаточное число большинства гипоидных передач не превышает 10, однако в некоторых случаях достигает 30 и более. Нагрузочная способность гипоидной передачи по сравнению с др. передачами со скрещивающимися осями выше благодаря линейному контакту зубьев и увеличению числа пар зубьев, находящихся в зацеплении. В гипоидной передаче обеспечивается хорошее притирание сопряжённых поверхностей; этим объясняется плавная и бесшумная работа передачи. При тех же D и i шестерня гипоидной передачи имеет больший размер, чем обычная коническая; это позволяет увеличить диаметр вала шестерни и т. о. сделать его более жёстким, применить подшипники большего размера, т. е. повысить их долговечность.

Недостатком гипоидной передачи является повышенная опасность заедания, обусловленная скольжением вдоль линий контакта зубьев. Это явление сопровождается снижением несущей способности масляного клина. Опасность заедания устраняется применением противозадирной смазки (гипоидного масла GL-5) и термической обработкой зубьев, обеспечивающей высокую твёрдость их поверхности.

Г. п. применяют в приводах ведущих колёс автомобилей и тракторов, в тепловозах, в текстильных машинах для передачи вращения от одного вала многим десяткам веретён, в станках для обеспечения высокой точности при большом передаточном числе, в прецизионных станках вместо червячных передач.

Примечание: Литература: Проектирование зубчатых, конических и гипоидных передач, пер. с англ., М., 1963; Решетов Д. Н., Детали машин, 2 изд., М., 1964.

Дата публикации:
2007-07-23

Как работает гипоидная передача редуктора в автомобиле? — Рамблер/авто

Сегодня гипоидная передача имеет широкое применение. Ею укомплектовывают автомобили, трактора, тепловозы, станки лёгкой и тяжёлой промышленности.

Что такое гипоидная передача ее предназначение в автомобилеКак работает гипоидная передача редуктораПлюсы использования в автомобиле гипоидной передачиГипоидная передача в машине: есть ли недостатки

Знаете ли вы?Легковой автомобиль был оснащён гипоидной передачей в 1926 году американской компанией «Паккард».

Что такое гипоидная передача ее предназначение в автомобиле

Гипоидная передача представляет собой винтовую зубчатую передачу, работающую при помощи конических шестерней со скрещивающимися осями. В автомобиле она нужна для смены направления крутящего момента и перемены его величины, что улучшает характеристики главной передачи. С развитием автомобилестроения тип гипоидных передач завоёвывает большую популярность и используется не только в машинах представительского класса, но и бюджетных авто. В любом случае, это машины с ведущим задним приводом, где двигатель и редуктор главной передачи расположены параллельно движению, а крутящий момент на ведущую ось передаётся под прямым углом.

Как работает гипоидная передача редуктора

Разберёмся, как работает гипоидная передача и что это даёт в работе машины.

В данной передаче момент силы передаётся от двигателя через сцепление, коробку передач и кардан на ось ведущей шестерни гипоидной передачи. Ось ведущей шестерни установлена параллельно осям первичного вала двигателя и вторичного вала коробки передач. За счёт криволинейной формы зубьев у шестерней этой передачи – предаваемый момент силы имеет большее значение, чем, например, в конической передаче. Это улучшает динамические и механические показатели работы машины.

Важно!В гипоидных передачах для смазки её элементов используют особые жидкости, обладающие высоким качеством и свойствами (противоизносные и противозадирные присадки), дающими возможность длительной бесперебойной эксплуатации.

Плюсы использования в автомобиле гипоидной передачи

Первое достоинство это расположение карданного вала. Он значительно опустился, что уменьшило размер его канала в салоне, равномерно распределило центр тяжести авто и повысило его устойчивость.

Второе, плавная передача вращательного момента, что улучшило характеристику движения автомобиля.

Не менее значимый факт меньшая нагрузка и уровень шума. Эти показатели обусловлены тем, что в гипоидном типе зацепления участвует большее число зубьев, в сравнении с той же конической передачей.

Все эти факторы увеличивают долговечность машины, не говоря о комфорте передвижения.

Поэтому гипоидный тип передачи – неотъемлемая принадлежность автомобилей высокого класса, таких, как «Инфинити».

Интересно! Решение о выпуске нового класса престижных автомобилей в компании «Nissan» было принято в 1985 году. Авто получило название «Infiniti», в переводе – безграничность, бесконечность.

Гипоидная передача в машине: есть ли недостатки

К недостаткам гипоидной передачи относится возможность заедания вдоль линии контакта, возникающую из-за трения. Чтобы снизить такие вероятности шестерни главной передачи проходят специальную обработку в процессе изготовления.

Кроме трудности в изготовлении, есть усилие при вращении шестерён так, как их зубья изогнуты, это усилие передаётся и на оси. Эти моменты делают гипоидную передачу восприимчивой к износу.

Данная передача требовательна к качеству не только шестерен, но и остальных её элементов. При небрежной регулировке она заклинивает, особенно при смене направления вращения или включении задней передачи.

Внимание! Если вы застряли на просёлочной дороге, например в колее, вытаскивать севшую машину нужно только передним ходом, иначе может случиться поломка зубьев шестерней.

Зубообработка гипоидных передач на заказ

Гипоидная передача – это работа двух конических колес с криволинейными зубьями (гиперболоидный профиль) по передаче вращательного момента с валов, имеющих перекрещивающиеся оси. Передача применяется исключительно в узлах, в которых оси шестерен расположены под углом 90°, и обеспечивают высокое передаточное число от 10 до 30. Высокая нагрузочная способность механической пары создается линейной зоной контакта зубьев, находящихся в зацеплении, а плавная и тихая работа обеспечивается хорошим уровнем сопряжения поверхностей.

В отличие от обычных зубчатых передач, пары колес создают гипоидное смещение осей, которое является основой расчета при изготовлении шестерней. Ось ведущего колеса, как правило, смещена вниз. Если при монтаже зубчатых колес не выдерживается допустимое смещение, произойдет заклинивание, и передача работать не будет. Расчет зубчатой передачи на износ и заедание учитывает коэффициент гипоидного смещения, диаметры рабочих шестерней и силы, работающие в зацеплении.

Производство гипоидных пар

Для изготовления главных гипоидных передач применяют заготовки из конструкционных легированных сталей с низким и средним содержанием углерода, которые подвергаются дополнительной термообработке (объемная закалка, цементация, азотирование).  Производство унифицированных зубчатых колес осуществляется в соответствии с требованиями ГОСТ 19326-73, а также стандартами, регламентирующими взаимозаменяемость деталей.

Зубонарезание гипоидных шестерен – один из самых сложных видов металлообработки. Работы выполняются на специализированном оборудовании или станках с ЧПУ, которые не только обеспечивают высокое качество обработки по трем или более осям, но и позволяют точно рассчитать параметры резки.

Достоинства и сфера применения

Преимущество гипоидной передачи было использовано еще на начальном этапе машиностроения, и позволяло не только установить на авто плавный и малошумный привод, но и снизить центр масс тяжелого грузового транспорта. По сравнению с обычной конической парой, гипоидная передача позволяет:

• выдерживать большие динамические нагрузки при одинаковой прочности материала;
• снизить шум и добиться плавной передачи из-за хорошего скольжения зубьев в продольной плоскости;
• сделать вал шестерни более жестким благодаря большему диаметру ведущей шестерни;
• установить подшипники большего диаметра, сделав их более надежными и долговечными.

Смещение осей зубчатых колес позволяет удобно компоновать привод механизмов, уменьшая его габариты.

Сфера применения

Гипоидные передачи широко применяют во всех сферах машиностроения, позволяя создавать:

1. Трансмиссии ведущих колес автомобилей и грузовой техники.
2. Приводы тепловозов, тягачей, тракторов и вездеходов.
3. Передачи от одного привода текстильного станка к нескольким веретенным узлам.
4. Станки с высоким передаточным числом.

Гипоидная пара заменяет двойную передачу и широко используется для работы в кроссоверах и внедорожниках. При регулярном обслуживании и правильно выбранном подходе в ремонте, коническая передача гипоидного типа обеспечит высокий уровень комфорта и безопасности автомобиля.

/гипоидные-передачи/

Предлагаем разработку и конструирование, изготовление по чертежам или образцу — гипоидных пар для редукторов спецтехники, оборудования  —   Гипоидные передачи .

• Возможности оборудования для изготовления Гипоидных передач :       до ф 800мм ;   m=2….18 мм

Предлагаем  конкурентные цены  и заводское качество поставляемых  Зубчатых передач. Беремся не только за серийные но и за единичные изготовления гипоидных пар, в том числе по образцу. Срок изготовления и поставки  от 30 календарных дней.

Производство имеет необходимый парк машин  для изготовления гипоидных и других зубчатых  передач. Штат сотрудников имеет большой опыт и знания в  изготовлении данного вида зацепления. Опыт и знания в изготовлении гипоидных передач, позволяют гарантировать требуемое пятно контакта поставляемых пар для любой отрасли промышленности.

Гипоидное зацепление имеет свои неоспоримые плюсы, это — плавность хода, большие нагрузочные способности, тишина и точность работы. Предлагаем богатый опыт изготовления гипоидных пар по чертежам и  образцам  для : грузовой транспорт,  спецтехника, ЖД техника, точное промышленное оборудование, зуборезных автоматов, машиностроение и других отраслей промышленности.

Предлагаем услуги изготовления зубчатых передач на заготовках Заказчика.

Гарантируем качество и работоспособность поставляемого оборудования и запчастей.

Для изготовления гипоидных пар используем следующие марки стали : 18ХГТ; 12ХН3А; 20ХН3Ф; 40ХН2МА.

Термическая обработка : цементация, азотирование, объёмная закалка.

Гипоидные передачи (гиперболоидная) — вид винтовой зубчатой передачи, осуществляемой коническими колёсами (с косыми или криволинейными зубьями) со скрещивающимися осями (обычно 90°). Гипоидная передача имеет смещение по оси между большим и малым зубчатыми колесами. Данный тип передачи характеризуется повышенной нагрузочной способностью, плавностью хода и бесшумностью работы. Передаточное отношение от 1 до 10 (в пределе: до 60).^[1]

В отличие от обычных конических передач, начальные конусы которых имеют совпадающие вершины и касаются по общей образующей, вершины начальных конусов гипоидных колес не совпадают, а их оси смещены на величину так называемого гипоидного смещения Е=k_Ed_m2, где k_E — коэффициент гипоидного смещения (обычно k_E=0,2—0,3), а d_m2 — средний начальный диаметр колеса.

Зубья гипоидных колес имеют пропорционально уменьшающуюся высоту от наружного к внутреннему диаметру.

#зубообработка #гипоидныепары

Википедия

Какие они и где используются?

Гипоидные редукторы — это тип спирально-конических редукторов, с той разницей, что у гипоидных редукторов оси не пересекаются и не параллельны. Другими словами, оси гипоидных шестерен смещены друг относительно друга. Основная геометрия гипоидного зубчатого колеса гиперболическая, а не коническая геометрия спирально-конического зубчатого колеса.

В гипоидной коробке передач угол спирали шестерни больше, чем угол спирали шестерни, поэтому диаметр шестерни может быть больше, чем у шестерни конической шестерни.Это обеспечивает большую площадь контакта и лучшую прочность зубьев, что позволяет передавать больший крутящий момент и использовать высокие передаточные числа (до 200: 1). Поскольку валы гипоидных шестерен не пересекаются, подшипники можно использовать с обеих сторон шестерни, чтобы обеспечить дополнительную жесткость.

В гипоидных передачах расстояние между осями короны и шестерни известно как смещение.
Изображение предоставлено: odesie

Разница в углах спирали между шестерней и коронкой (большая шестерня) вызывает некоторое скольжение вдоль зубьев, но скольжение равномерное как в направлении профиля зуба, так и в продольном направлении.Это придает гипоидным коробкам передач очень плавную и бесшумную работу. Но также требуется специальное трансмиссионное масло с противозадирными присадками (EP), чтобы поддерживать эффективную смазку за счет давления между зубьями.

Это видео от Neugart GmbH демонстрирует конструкцию и работу гипоидной коробки передач.

Гипоидные редукторы обычно используются там, где частота вращения превышает 1000 об / мин (хотя выше 8000 об / мин рекомендуется использовать зубчатые передачи).Однако они также полезны для низкоскоростных приложений, требующих исключительной плавности движения или бесшумной работы. В многоступенчатых редукторах гипоидные передачи часто используются для выходного каскада, где требуются более низкие скорости и высокие крутящие моменты.

Чаще всего гипоидные коробки передач используются в автомобильной промышленности, где они используются в задних мостах, особенно в больших грузовиках. С левым углом спирали на шестерне и правым углом спирали на заводной головке эти приложения имеют так называемое смещение «ниже центра», что позволяет расположить карданный вал ниже в автомобиле.Это снижает центр тяжести автомобиля и в некоторых случаях уменьшает помехи внутреннему пространству автомобиля.

В этом видео от MAN Truck & Bus показано, как гипоидные передачи используются в тяжелых грузовиках для достижения максимальной эффективности и снижения расхода топлива.

Гипоидные шестерни | KHK Шестерни

О гипоидных передачах

Гипоидные шестерни были разработаны американской компанией Gleason. Это шестерни конической формы, похожие на спирально-конические шестерни, за исключением того, что они передают движение между непересекающимися валами.Вал малой шестерни (сторона гипоидной шестерни) смещен относительно вала большой шестерни (сторона гипоидной шестерни). При правильном смещении вал-шестерня и вал большой шестерни могут проходить друг с другом без столкновения, что позволяет валам надежно удерживаться на обоих концах.

Обычно, по сравнению с коническими шестернями, гипоидные шестерни могут иметь более высокое понижение скорости. Их большое передаточное отношение позволяет передавать более тяжелые нагрузки по сравнению с коническими шестернями аналогичного размера. Кроме того, благодаря плавному зацеплению можно дополнительно подавить шум и вибрацию.Однако создание сетки очень сложное, а производство — более сложное. Что касается приложений, они в основном используются в автомобильных приводных системах, например, в дифференциальных передачах.

Как упоминалось ранее, можно получить очень высокое понижение скорости с помощью одной пары гипоидных шестерен. По сравнению с червячными передачами с аналогичным высокоскоростным редуктором гипоидные передачи обычно имеют следующие преимущества.

• Шестерня и шестерня могут подвергаться термообработке, в результате чего достигается высокая жесткость, что приводит к уменьшению размера узла.
• Меньшее скольжение и высокий КПД приводят к двигателям меньшей мощности.
• По сравнению с червячной передачей смещение между шестерней и шестерней небольшое, что приводит к экономии места.

Приложение — Гипоидная передача

Эта статья воспроизводится с разрешения автора.
Масао Кубота, Хагурума Ньюмон, Токио: Ohmsha, Ltd., 1963.

Гипоидная шестерня, показанная на рис. 9.1, представляет собой тип зубчатого колеса, две оси которого не параллельны и не пересекаются, другими словами, наклонены, и имеют форму, аналогичную спирально-конической зубчатой ​​передаче.Его шаговая поверхность состоит из конической поверхности и поверхности вращения, соприкасающейся с линиями (вписанный конус может использоваться в качестве замены, но он имеет точечные контакты), как показано на рис. 9.2. Он был разработан Глисоном для привода задних мостов автомобилей в 1925 году в США. Он до сих пор в основном используется для автомобилей.

Рис 9. 1 Гипоидная передача

Рис. 9.2 Шаговая поверхность гипоидной передачи

Гипоидная передача используется, когда включенный угол квадратный, а расстояние между осями относительно мало.Гипоидная передача рассматривается как промежуточное звено между конической зубчатой ​​передачей и червячной зубчатой ​​передачей. Однако гипоидная шестерня имеет некоторые преимущества перед спирально-конической шестерней, как показано ниже:

Во-первых, это увеличивает гибкость конструкции станка, поскольку ось может быть выдвинута в обоих направлениях, а высота оси может быть в некоторой степени свободно установлена.

Во-вторых, диаметр шестерни можно увеличить, потому что угол спирали шестерни больше, чем угол спирали шестерни.В результате прочность зуба увеличивается, а срок его службы увеличивается в несколько раз. Кроме того, жесткость вала также увеличится, если ось станет более толстой.

В-третьих, можно уменьшить количество зубьев за счет высокого отношения контакта. В результате вы можете выбрать передаточное число выше, чем у конической передачи.

В-четвертых, удовлетворительное состояние смазки обеспечивается, поскольку характеристика скольжения может быть получена во всех точках.

Напротив, есть некоторые недостатки: для этого требуются высокие технологии в проектировании и производстве, а материал и смазка требуют особой осторожности при зацеплении так близко к точечному контакту.

Ссылки по теме: Конические шестерни

Что такое гипоидное трансмиссионное масло? (Ответы на другие вопросы о трансмиссионном масле) — Блог AMSOIL

В этом посте мы ответим на некоторые часто задаваемые вопросы о трансмиссионном масле, например, Что такое гипоидное трансмиссионное масло? Приступим.

Что такое гипоидное трансмиссионное масло?

Гипоидные шестерни, обычно встречающиеся в дифференциалах мостов, используются для передачи мощности от трансмиссии на полуоси. Это в основном спиральные конические шестерни, в которых шестерня входит в зацепление ниже средней линии зубчатого венца. При этом приводной вал опускается от днища автомобиля.

Гипоидное трансмиссионное масло содержит противозадирные присадки для защиты и эффективной работы с гипоидными передачами. AMSOIL SEVERE GEAR® Synthetic Gear Lube обеспечивает превосходную защиту гипоидных передач.

Можно ли смешивать синтетическое и обычное трансмиссионное масло?

Да, синтетическое трансмиссионное масло обычно совместимо с обычным трансмиссионным маслом. Однако смешивание синтетических и обычных трансмиссионных масел может сократить ожидаемый срок службы масла и снизить его эффективность.AMSOIL не поддерживает увеличенные интервалы замены масла при смешивании масел.

Можно ли использовать обычное автомобильное трансмиссионное масло в судовом нижнем блоке?

Да, если он соответствует спецификации в руководстве пользователя.

Однако для лучшей защиты лучше всего использовать трансмиссионное масло, специально разработанное для судовых нижних агрегатов .

Судовые нижние блоки регулярно подвергаются воздействию воды, и загрязнение трансмиссионного масла водой увеличивает вероятность вспенивания, которое разрушает масляную пленку и приводит к износу.Судовые трансмиссионные масла специально разработаны, чтобы противостоять пенообразованию и сохранять рабочие характеристики при загрязнении водой.

AMSOIL Synthetic Marine Gear Lube противостоит пенообразованию, а обеспечивает улучшенную защиту от потери мощности и износа шестерен , даже при загрязнении водой до 15%. *

* На основе испытаний AMSOIL синтетической судовой смазки 75W-90 в соответствии с ASTM 3233 и ASTM D892.

Трансмиссионное масло какого типа / веса мне следует использовать?

Для обеспечения максимальной защиты и производительности рекомендуется обратиться к руководству пользователя, чтобы получить рекомендации производителя.Там вы найдете указанную вязкость (75W-90, 75W-140 и т. Д.) И спецификацию (API GL-4, API GL-5, API MT-1 и т. Д.), Рекомендованные для вашего применения. Практически все гипоидные зубчатые передачи требуют GL-5 из-за необходимости значительной защиты от экстремального давления .

Как часто нужно менять трансмиссионное масло?

Обратитесь к руководству пользователя или к производителю оригинального оборудования (OEM), чтобы определить, работает ли ваше приложение как нормальное или тяжелое, и следуйте соответствующим инструкциям.Синтетические трансмиссионные смазки AMSOIL также обеспечивают рекомендации по интервалам замены как в нормальных, так и в тяжелых условиях эксплуатации, а также дают возможность сэкономить время и деньги за счет увеличения интервалов замены.

Какое трансмиссионное масло лучше всего подходит для моего дифференциала?

AMSOIL SEVERE GEAR Synthetic Gear Lube превосходно защищает шестерни и подшипники от суровых условий эксплуатации в тяжелых условиях. По своей конструкции он сопротивляется разрушению от высоких температур, предотвращая попадание кислот и поддерживая барьер для предотвращения контакта металла с металлом при кондиционировании уплотнений. Его конструкция, не содержащая воска, также улучшает характеристики текучести на холоде, улучшая экономию топлива и характеристики в холодную погоду.

• Превосходная прочность пленки
• Контролирует тепловой разгон
• Защищает от ржавчины и коррозии
• Помогает снизить рабочие температуры
• Максимальный КПД
• Длительный срок службы масла, уплотнения и оборудования
• Flexible easy-pack для чистой и быстрой установки

Руководство по выбору гипоидных передач

| Инженерное дело360

Гипоидная шестерня — это спирально-коническая шестерня, основным отличием которой является то, что оси сопряженных шестерен не пересекаются.Гипоидная шестерня смещена от центра шестерни, что позволяет использовать уникальные конфигурации и вал большого диаметра. Зубья на гипоидной передаче имеют косозубую форму, а поверхность шага лучше всего описать как гиперболоид. Гипоидную передачу можно рассматривать как нечто среднее между конической передачей и червячной передачей.

Видео предоставлено: Stefanieb5739 / CC BY 3.0

Эксплуатация

Гипоидные шестерни имеют поверхность большого шага с множеством точек контакта. Они могут передавать энергию практически под любым углом.Гипоидные шестерни имеют большой диаметр шестерни и полезны в приложениях с высокими требованиями к крутящему моменту. Большая рабочая нагрузка, выраженная в нескольких зубьях скользящей шестерни, означает, что гипоидные шестерни необходимо хорошо смазывать, но это также обеспечивает бесшумную работу и дополнительную долговечность.

Видео кредит: Man Truck and Bus / CC BY 3. 0

Технические характеристики

Гипоидные шестерни распространены в дифференциалах привода грузовых автомобилей, где ценится высокий крутящий момент и смещенная шестерня.Однако смещенная шестерня действительно требует некоторого механического КПД. Гипоидные шестерни очень прочные и могут иметь большое передаточное число. Из-за своего эксклюзивного расположения гипоидные шестерни обычно производятся встречно расположенными парами (левое и правое).

Технические характеристики размеров

Шестерни соединяются через зубья с очень специфической геометрией. Угол давления — это угол действия привода зуба или угол между линией силы между зубьями зацепления и касательной к делительной окружности в точке зацепления.Типичные углы давления составляют 14,5 ° или 20 °, но гипоиды иногда работают при 25 °. Угол наклона винтовой линии — это угол, под которым зубья шестерни выровнены по отношению к оси.

Определен угол наклона спирали — Изображение предоставлено Викимедиа

Совет по выбору : Шестерни должны иметь одинаковый шаг и угол давления для зацепления. Гипоидная шестерня обычно имеет противоположные руки, а гипоидная шестерня имеет тенденцию иметь больший винтовой угол.

Монтажные характеристики

Характер смещения гипоидной шестерни может ограничивать расстояние, на котором ось гипоидной шестерни может отклоняться от оси соответствующей шестерни. Приводы со смещением должны быть ограничены до 25% диаметра ответной шестерни, а на высоконагруженных центрах не должно превышать 12,5% диаметра ответной шестерни.

Принадлежности для гипоидного редуктора

Чтобы справиться со скольжением и большими рабочими нагрузками гипоидных передач, необходимо трансмиссионное масло высокого давления для уменьшения трения, нагрева и износа гипоидных передач.Это особенно верно при использовании в коробках передач транспортных средств. Следует проявлять осторожность, если передача содержит медь, поскольку некоторые присадки к смазочным материалам под высоким давлением разъедают медь.

Изображение предоставлено: Jaytec

Приложения

Требования к приложениям следует рассматривать с учетом рабочей нагрузки и условий эксплуатации оборудования.

Мощность, скорость и крутящий момент согласованность и пиковые значения выходной мощности зубчатой ​​передачи, поэтому зубчатая передача соответствует механическим требованиям.

Инерция шестерни при ускорении и замедлении. Более тяжелые передачи сложнее остановить или повернуть назад.

Прецизионность требования к зубчатому колесу, включая шаг зубчатого колеса, диаметр вала, угол давления и расположение зубьев. Гипоидные шестерни обычно производятся парами для обеспечения стыковки.

Ручка (левый или правый угол зуба) в зависимости от угла привода. Гипоидные шестерни обычно производятся парами слева-справа.

Шестерня смазка требования.Некоторые передачи требуют смазки для плавной, умеренной работы, и это особенно актуально для гипоидных передач, которые имеют свои собственные типы смазки.

Монтажные требования . Применение может ограничить положение вала шестерни.

Шум ограничение. Для коммерческих приложений может быть важна гладкая шестерня с бесшумным зацеплением. Гипоидные передачи обеспечивают бесшумную работу.

Коррозийная среда . Механизмы, подверженные воздействию погодных условий или химикатов, должны быть особенно укреплены или защищены.

Температура выдержки. Некоторые шестерни могут деформироваться или стать ломкими под воздействием экстремальных температур.

Вибрация и ударопрочность . Тяжелые машинные нагрузки или люфт, преднамеренное избыточное пространство на круговом шаге могут толкать зубчатую передачу.

Операция Устойчивость к срыву . Некоторым зубчатым передачам может потребоваться функционирование, несмотря на отсутствие зубьев или несоосность, особенно в косозубых зубчатых колесах, где осевое усилие может перемещать шестерни во время использования.

Материалы

Состав зубчатой ​​передачи зависит от ее применения, включая срок службы зубчатой ​​передачи, скорость вращения, точность и многое другое.

• Чугун обеспечивает прочность и простоту изготовления.
• Легированная сталь обеспечивает превосходную прочность и коррозионную стойкость. В сплав могут быть добавлены минералы для дальнейшего упрочнения шестерни.
• Литая сталь обеспечивает более простое изготовление, высокие рабочие нагрузки и устойчивость к вибрации.
• Углеродистые стали недорогие и прочные, но подвержены коррозии.
• Алюминий используется, когда требуется инерция пониженной передачи с некоторой упругостью.
• Латунь недорого, легко формуется и устойчива к коррозии.
• Медь легко формуется, обладает проводимостью и устойчива к коррозии. Сила шестерни увеличилась бы, если бы была бронзовой.
• Пластмасса недорога, устойчива к коррозии, бесшумна в работе и может устранить отсутствие зубьев или перекос. Пластик менее прочен, чем металл, и уязвим к перепадам температуры и химической коррозии. Распространены ацеталь, делрин, нейлон и поликарбонат.
• Другие типы материалов , например, дерево, могут подходить для индивидуального применения.

Ресурсы

Информация о передаче — Гипоидные шестерни

Access Engineering Library — Стандартное руководство по проектированию машин, гл. 11 Конические и гипоидные шестерни

Википедия — Спиральные конические шестерни

Agro Engineers — Конические шестерни

Изображение предоставлено:

Weichai Power Co., ООО

Гипоидная передача — Neugart USA Corp.

Гипоидные редукторы можно отнести к категории конических редукторов. Особенностью гипоидных редукторов является то, что оси пересекаются в двух параллельных плоскостях. Поэтому у гипоидных редукторов есть смещение оси, в отличие от других конических редукторов. Направление вращения входного и выходного валов может быть одинаковым или противоположным, в зависимости от условий установки конических шестерен.

Гипоидные конические шестерни являются примером спирально-конических зубчатых колес.Основное преимущество гипоидной передачи состоит в том, что коническая шестерня может быть реализована с большим углом спирали из-за смещения оси. Это увеличивает общий охват зуба. По этой причине гипоидные редукторы способны передавать больший крутящий момент, чем один косозубый зубчатый редуктор. Из-за большего общего охвата также могут быть достигнуты более высокие коэффициенты.

Гипоидные редукторы отличаются исключительно низким уровнем шума. Однако они не подходят для очень высоких скоростей. С одной стороны, смещение оси приводит к дополнительному скольжению зуба в продольном направлении, что означает необходимость использования специальных смазочных масел, а с другой стороны, сила реакции зуба настолько велика, что конические роликовые подшипники используется для обеспечения достаточного срока службы подшипника при обычных скоростях движения.

Из-за потерь мощности, возникающих из-за монтажа и уплотнения, гипоидная передача больше подходит для выходного каскада в многоступенчатых редукторах. Здесь требуемые скорости ниже, а крутящие моменты соответственно выше. Одноступенчатые гипоидные редукторы уже возможны с передаточным числом конических редукторов от 3: 1 до 10: 1. Для достижения более высоких передаточных чисел гипоидную коробку передач можно комбинировать с планетарной передачей. Из-за большого диаметра пластины гипоидные редукторы особенно подходят для изготовления полых валов, если первичный вал необходимо использовать для прокладки трубопроводов или использовать зажимные наборы.Разделение крутящего момента возможно с помощью входного вала с двумя выходами.

Преимущества гипоидных редукторов:

• Использование при ограниченном пространстве для установки
• Высокий крутящий момент
• Тихий
• Компактная конструкция
• Можно комбинировать с другими типами редукторов
• На входе возможен полый вал вал

Недостатки гипоидных редукторов:

• Сложная конструкция
• Более низкий КПД, чем планетарный редуктор
• Не подходит для высоких скоростей

Гипоидный редуктор — обзор

1 ВВЕДЕНИЕ

Большинство спиральных конических и гипоидные шестерни изготавливаются либо торцевым фрезерованием (одиночное деление), либо торцевым фрезерованием (непрерывное деление) [1,2]. Для достижения высокого уровня геометрической точности и качества поверхности зубчатые колеса с торцевым фрезерованием можно успешно шлифовать. Этот процесс отделки имеет несколько преимуществ. Это позволяет устранить деформации, вызванные термообработкой, и получить точные боковые поверхности с предварительно спроектированными и оптимизированными топографиями [3]. Обеспечивает взаимозаменяемость деталей. Измельчение активных боковых поверхностей и корневых галтелей может повысить механическое сопротивление примерно на 15-20%, что положительно сказывается как на механической эффективности, так и на снижении шума.Кроме того, разница в производственных партиях минимальна [4].

Для гипоидных зубчатых колес с торцевым фрезерованием были предприняты различные попытки шлифования поверхности их зубьев [2], но до сих пор не было разработано точного метода, основным препятствием являлось их (удлиненная) эпициклоидальная продольная кривая зубьев. Наиболее распространенным (если не уникальным) методом шлифования является так называемый процесс полузавершения [5,6]: однако из-за его установки на торцевое фрезерование его чашеобразный шлифовальный круг практически заменяет эпициклоидальную кривую шага на дуга окружности с очевидными ограничениями. Основным недостатком является неравномерное снятие припуска, которое может даже привести к сметанию части цементированного слоя или, наоборот, части поверхности зуба могут вообще не быть обработаны шлифовальным кругом. По этим причинам конические зубчатые колеса с торцевым фрезерованием обычно заканчиваются притиркой. Однако, хотя притирка может улучшить уровень шума зубчатой ​​передачи, она влечет за собой некоторые недостатки: она разрушает любую заранее спроектированную рельефную топографию (часто вызывая смещение пятна контакта к краям зуба), препятствует взаимозаменяемости деталей, абразивные частицы застрявшие на поверхности зуба необходимо удалить, а возможность контроля процесса весьма ограничена.Все эти недостатки не позволили внедрить конические зубчатые колеса с зубчатым зацеплением в аэрокосмической промышленности.

Было бы желательно сохранить номинальную геометрию зубчатых колес с торцевыми фрезами путем точного шлифования поверхностей их зубьев, поскольку эпициклоидальная кривая зубьев делает зубчатые колеса с торцевыми фрезерными зубьями менее чувствительными к ошибкам сборки и более устойчивыми к деформациям редуктора под нагрузкой, повышая стабильность контакта. Этот факт тем более заметен, чем больше количество групп лезвий, то есть, грубо говоря, чем больше эпициклоидальная продольная кривая зуба отклоняется от дуги окружности (типично для торцевого фрезерования).Экспериментальное сравнительное исследование показывает, что зубчатая передача с торцевым фрезерованием в целом может работать лучше, чем ее эквивалент с торцевой фрезеровкой [7].

В этой статье мы предлагаем метод одиночной индексации, направленный на точную шлифовку зубчатых колес с торцевыми фрезами шлифовальным кругом с раструбом, управляемым 6-осевым гипоидным генератором произвольной формы. Шлифовальный круг — это простое твердое тело вращения. Рассмотрен наиболее сложный (но выгодный) случай торцевого фрезерования инструментом с большим количеством ножевых групп.В отличие от полуавтоматического завершения, где один инструмент используется как для вогнутой, так и для выпуклой поверхности зуба (односторонний метод), здесь используются два разных шлифовальных круга (метод фиксированной настройки). Не генерируемые (формиатные) шестерни шлифуют однопараметрическим огибающим движением, то есть с линейным контактом, а сгенерированные элементы шлифуют двухпараметрическим огибающим движением с точечным контактом. Поскольку в первую очередь стремятся к высокой геометрической точности, время производства нужно отодвинуть на второй план. Синтез необходимых движений станка достигается за счет полного использования возможностей 6-осевых гипоидных генераторов.Исключается столкновение между частями. Числовой пример включен, чтобы продемонстрировать эффективность предложенного метода.

Гипоидные и червячные передачи

Введение

Червячные редукторы

на протяжении многих поколений были идеальным решением для прямоугольной передачи энергии. Червячные редукторы
, известные своей недорогой и прочной конструкцией, можно найти практически в любой промышленной среде, где требуется этот тип трансмиссии. К сожалению, они неэффективны при более низких скоростях и более высоких редукциях, выделяют много тепла, занимают много места и требуют регулярного обслуживания.
К счастью, есть альтернатива червячным передачам: гипоидная передача. Обычно используемые в автомобилестроении компании-производители мотор-редукторов начали встраивать гипоидную передачу в угловые мотор-редукторы для решения проблем, возникающих с червячными редукторами. Гипоидные мотор-редукторы, доступные в меньших габаритах и ​​с более высоким редукционным потенциалом, имеют более широкий диапазон возможных применений, чем их червячные аналоги. Это не только позволяет передавать более высокие крутящие нагрузки с более высокой эффективностью, но и открывает возможности для приложений, в которых пространство является ограничивающим фактором.Иногда они могут быть более дорогими, но экономия на эффективности и техническом обслуживании того стоит.
Следующий анализ предназначен для инженеров, разрабатывающих червячные мотор-редукторы в диапазоне от 1/50 до 3 лошадиных сил, а также в приложениях, где регулируются скорость и крутящий момент.

Чем отличаются червячные и гипоидные шестерни?

В червячной передаче есть два компонента: входная червячная передача и выходная червячная передача. Червяк — это винтовая передача, которая вращается перпендикулярно соответствующей червячной передаче (рис. 1).Например, в червячной коробке передач с передаточным числом 5: 1 червяк совершит пять оборотов, а выходная червячная передача сделает только один. При более высоком соотношении, например 60: 1, червяк совершит 60 оборотов за один оборот на выходе. Именно это фундаментальное устройство обуславливает неэффективность червячных редукторов.

Чтобы вращать червячную передачу, червяк испытывает только трение скольжения. В зоне контакта зубьев отсутствует подвижная составляющая (рис. 2).

В приложениях с высоким редуктором, таких как 60: 1, будет большое трение скольжения из-за большого числа оборотов на входе, необходимых для однократного вращения выходной шестерни.Приложения с низкой входной скоростью страдают той же проблемой трения, но по другой причине. Поскольку зубцы сильно контактируют, начальная энергия для начала вращения выше, чем у сопоставимого гипоидного редуктора. При движении на низких скоростях червяку требуется больше энергии для продолжения движения по червячной передаче, и большая часть этой энергии теряется на трение.

Гипоидные и червячные передачи: более экономичный прямоугольный редуктор

С другой стороны, гипоидные зубчатые передачи состоят из входного гипоидного редуктора и выходного гипоидного конического редуктора (рис. 3).

Гипоидная передача представляет собой гибрид конической и червячной передачи. Они испытывают потери на трение из-за зацепления зубьев шестерни с минимальным скольжением. Эти потери сводятся к минимуму за счет гипоидного рисунка зубьев, который позволяет передавать крутящий момент плавно и равномерно по сопрягающим поверхностям. Это то, что дает гипоидному редуктору механическое преимущество перед червячным редуктором.

Насколько на самом деле отличается эффективность?

Одной из самых больших проблем, связанных с червячными передачами, является их неэффективность, особенно при высоких передачах и низких скоростях. Типичная эффективность может варьироваться от 40% до 85% для соотношений от 60: 1 до 10: 1 соответственно. И наоборот, гипоидные зубчатые передачи обычно имеют эффективность от 95% до 99% (Рисунок 4).

Период «обкатки»

В случае червячных передач они не работают с максимальной эффективностью до тех пор, пока не наступит определенный период «приработки». Червяки обычно изготавливаются из стали, а червячная передача — из бронзы. Поскольку бронза — более мягкий металл, она хорошо поглощает тяжелые ударные нагрузки, но не будет работать эффективно, пока не подвергнется механическому упрочнению.Тепло, выделяемое при трении в обычных условиях эксплуатации, способствует упрочнению поверхности червячной передачи.
У гипоидных передач нет периода «обкатки»; они обычно изготавливаются из стали, уже подвергнутой термической обработке карбонитридом. Это позволяет приводу работать с максимальной эффективностью с момента его установки.

Почему важна эффективность?

Эффективность — один из важнейших факторов, которые следует учитывать при выборе мотор-редуктора. Поскольку большинство из них имеют очень длительный срок службы, выбор высокоэффективного редуктора позволит минимизировать затраты, связанные с эксплуатацией и техническим обслуживанием, на долгие годы.Кроме того, более эффективный редуктор обеспечивает лучшую редукционную способность и использование двигателя, который потребляет меньше электроэнергии
. Одноступенчатые червячные редукторы обычно ограничиваются передаточным числом от 5: 1 до 60: 1, в то время как гипоидные передачи имеют понижающий потенциал от 5: 1 до 120: 1. Как правило, сами гипоидные шестерни достигают передаточного числа только 10: 1, а дополнительное понижение обеспечивается другим типом зубчатой ​​передачи, например косозубой.

Минимизация затрат

У гипоидных дисков

может быть более высокая начальная стоимость, чем у червячных дисков.Это может быть связано с дополнительными технологиями обработки, необходимыми для изготовления гипоидных зубчатых колес, такими как механическая обработка, термообработка и специальные методы шлифования. Кроме того, в гипоидных редукторах обычно используется консистентная смазка с противозадирными присадками, а не масло, что требует более высоких затрат. Эта разница в цене компенсируется на протяжении всего срока службы мотор-редуктора за счет повышения производительности и сокращения затрат на техническое обслуживание.
Гипоидный редуктор с более высоким КПД в конечном итоге будет тратить меньше энергии и максимизировать энергию, передаваемую от двигателя на ведомый вал.Трение — это потраченная впустую энергия, которая принимает форму тепла. Поскольку червячные передачи производят большее трение, они становятся более горячими. Во многих случаях использование гипоидного редуктора устраняет необходимость в охлаждающих ребрах на корпусе двигателя, дополнительно снижая затраты на техническое обслуживание, которые потребовались бы для поддержания чистоты ребер и надлежащего отвода тепла. Сравнение температуры поверхности двигателя червячных и гипоидных мотор-редукторов можно найти на Рисунке 5.

При испытании оба мотор-редуктора имели двигатели одинакового размера и несли одинаковую нагрузку; Червячный мотор-редуктор выдавал 133 фунт-дюйма крутящего момента, а гипоидный мотор-редуктор — 204 фунт-дюйма.Эта разница в крутящем моменте связана с неэффективностью червячного редуктора. Температура поверхности двигателя обоих устройств начиналась с 68 ° F, комнатной температуры. После 100 минут работы температура обоих блоков начала выравниваться, завершив испытание. Разница в температуре в этот момент была существенной: червячный блок достиг температуры поверхности 151,4 ° F, в то время как гипоидный блок достиг только 125,0 ° F. Разница около 26,4 ° F. Несмотря на то, что червячный блок питался от того же двигателя, он не только производил меньше крутящего момента, но и расходовал больше энергии.В итоге, это может привести к гораздо более высоким счетам за электроэнергию для пользователей червя.
Как было заявлено и доказано ранее, червячные редукторы работают намного горячее, чем гипоидные редукторы с аналогичным номиналом. Это сокращает срок службы этих приводов из-за дополнительной термической нагрузки на смазку, подшипники, уплотнения и шестерни. После длительного воздействия высоких температур эти компоненты могут выйти из строя, и неизбежна замена масла из-за ухудшения смазки.
Поскольку гипоидные редукторы работают при более низкой температуре, для их работы с максимальной производительностью практически не требуется техническое обслуживание.Смазка маслом не требуется: охлаждающий потенциал пластичной смазки достаточен для обеспечения эффективной работы редуктора. Это устраняет необходимость в вентиляционных отверстиях и любых монтажных ограничениях, создаваемых системами с масляной смазкой. Также нет необходимости заменять смазочный материал, потому что смазка предназначена для использования в течение всего срока службы мотор-редуктора, что исключает простои и увеличивает производительность.

Больше мощности в меньшем корпусе

Двигатели меньшего размера могут использоваться в гипоидных мотор-редукторах благодаря более эффективной передаче энергии через коробку передач. В некоторых случаях двигатель мощностью 1 л.с., приводящий в движение червячный редуктор, может производить такую ​​же мощность, что и сопоставимый двигатель мощностью 1/2 л.с., приводящий в движение гипоидный редуктор. В одном исследовании, проведенном Nissei Corporation, и червь, и гипоидный восстановитель сравнивали для использования в эквивалентном приложении. В этом исследовании передаточное число обоих редукторов было установлено равным 60: 1, а мощность двигателя и выходной крутящий момент сравнивались в зависимости от потребляемой мощности. В исследовании сделан вывод, что гипоидный мотор-редуктор мощностью 1/2 л.с. может быть использован для обеспечения производительности, аналогичной червячному мотор-редуктору мощностью 1 л.с., за небольшую часть стоимости электроэнергии.Был подготовлен окончательный результат, показывающий сравнение крутящего момента и потребляемой мощности (Рисунок 6).

Уменьшение размера двигателя дает преимущество использования этих приводов в большем количестве приложений, где пространство ограничено. Из-за того, как оси шестерен пересекаются, червячные передачи занимают больше места, чем гипоидные шестерни (Рисунок 7).

В сочетании с возможностью использования двигателя меньшего размера общая площадь основания гипоидного двигателя-редуктора намного меньше, чем у сопоставимого червячного двигателя-редуктора.Это также помогает сделать рабочую среду более безопасной, поскольку мотор-редукторы меньшего размера представляют меньший риск столкновения (Рисунок 8).

Еще одним преимуществом гипоидных мотор-редукторов является то, что они симметричны по своей средней линии (рис. 9). Червячные мотор-редукторы асимметричны, что приводит к тому, что машины не так эстетичны и ограничивают количество возможных монтажных положений.

В двигателях одинаковой мощности гипоидные приводы намного превосходят свои червячные аналоги.Один важный аспект, который следует учитывать, заключается в том, что гипоидные редукторы могут перемещать грузы от полной остановки с большей легкостью, чем червячные редукторы (рисунок 10).

Кроме того, гипоидные мотор-редукторы могут передавать значительно больший крутящий момент, чем червячные мотор-редукторы с передаточным числом более 30: 1, благодаря их более высокому КПД (Рисунок 11).

Оба сравнения, по допустимой инерции и создаваемому крутящему моменту, были выполнены с использованием двигателей одинакового размера с гипоидными и червячными редукторами.Результаты обоих исследований очевидны: гипоидные редукторы передают мощность более эффективно.

Преимущество гипоидной передачи

Как видно, преимущества гипоидных редукторов говорят сами за себя. Их конструкция позволяет им работать более эффективно, охлаждаться и обеспечивать более высокие передаточные числа по сравнению с червячными редукторами. Как было доказано с помощью представленных исследований, гипоидные мотор-редукторы могут выдерживать более высокие начальные инерционные нагрузки и передавать больший крутящий момент с меньшим двигателем, чем сопоставимый червячный мотор-редуктор.
Это может привести к предварительной экономии, позволяя пользователю приобрести двигатель меньшего размера, а также к долгосрочной экономии затрат на электроэнергию и техническое обслуживание.
Это также позволяет использовать гипоидные мотор-редукторы в условиях ограниченного пространства. Как показано, общая площадь основания и симметричная конструкция гипоидных мотор-редукторов обеспечивают более эстетичный дизайн и повышают безопасность на рабочем месте; с меньшими, менее громоздкими мотор-редукторами меньше шансов помешать рабочим или машинам.Очевидно, что гипоидные мотор-редукторы — лучший выбор для долгосрочной экономии затрат и надежности по сравнению с червячными мотор-редукторами.

Brother Gearmotors предлагает семейство мотор-редукторов, которые повышают эффективность эксплуатации и сокращают потребность в техническом обслуживании и время простоя. Они предлагают блоки повышенной эффективности для долгосрочной экономии энергии. Помимо высокой эффективности, его гипоидные / цилиндрические мотор-редукторы компактны и герметичны на весь срок службы.