Das Wurmgetriebe ist eine spezielle Form des Ausrüstungsgetriebes, die aus einem Wurm und einem Wurmrad besteht, das für die Übertragung von zwei sich kreuzenden Wellen (normalerweise 90 Grad) verwendet wird. Seine Hauptmerkmale sind:
Großes Übertragungsverhältnis (Single - Stufe I=5 ~ 100 oder sogar höher)
Stabiles Getriebe mit geringem Rauschen
Self -Sperren -Eigenschaft (der Wurm kann Selbstverriegelung unter bestimmten Bedingungen sein, um zu verhindern, dass das Wurmrad umgekehrt gefahren wird)
Niedrige Effizienz (normalerweise 30%~ 90%, abhängig von Schmierung und Helixwinkel)
Aufgrund seines einzigartigen Arbeitsprinzips wird die Wurmgetriebeübertragung häufig für Reduktionsmechanismen, Hebegeräte, Indexierungsgeräte für Werkzeugmaschinen und andere Felder verwendet.
Das Arbeitsprinzip der Wurmgeräte
2.1 Grundübertragungsprinzip
Das Wurmgetriebe ähnelt dem helikalen Ganggetriebe, aber der Wurm ähnelt einer Schraube, und das Wurmrad ähnelt einem helikalen Gang. Ihr Vernetzungsmodus lautet wie folgt: Wenn sich der Wurm dreht, drücken seine heftigen Zähne die Zähne des Wurmrads, um kreisförmige Bewegung zu machen. Da der Helixwinkel des Wurms groß ist und die Anzahl der Zähne des Wurmrads groß ist, kann ein großes Verringerungsverhältnis erreicht werden.
2.2 Übertragungseigenschaften
Bewegungsbeziehung: Das Verhältnis der Drehzahl des Wurms (n₁) zur Rotationsgeschwindigkeit des Wurmrads (n₂) ist das Übertragungsverhältnis: I=n₁/n₂=z₂/z₁, wobei Z ₁ die Anzahl der Wurmköpfe ist (normalerweise 1 ~ 4) und Z₂ ist die Anzahl der Schadenstuhl. Für einen einzelnen Kopfwurm (z₁=1) ist das Übertragungsverhältnis das größte, aber die Effizienz ist niedrig; Für einen Multi -Head -Wurm (z₁=2 ~ 4) kann die Effizienz verbessert werden, aber das Reduktionsverhältnis reduziert.
Drehrichtung des Wurms:
Rechts - Handed Worm: Verwenden Sie die richtige Handregel. Halten Sie den Wurm mit der rechten Hand und richten Sie die vier Finger in Richtung der Rotation des Wurms. Dann zeigt der Daumen auf die lineare Geschwindigkeitsrichtung des Wurmrads am Meshing Point.
Links - Handed Worm: Verwenden Sie die linke Handregel. Halten Sie den Wurm mit der linken Hand und richten Sie die vier Finger in Richtung der Rotation des Wurms. Dann zeigt der Daumen auf die lineare Geschwindigkeitsrichtung des Wurmrads am Meshing Point.
Self -Flocking -Eigentum: Wenn der Helix -Winkel () des Wurms kleiner als der äquivalente Reibungswinkel (φ) ist, hat das Getriebe die Eigenschaft zur Selbstverriegelung, dh das Wurmrad kann den Wurm nicht umgekehrt fahren. Die Eigenschaft zur Selbstverriegelung wird häufig für Hebemechanismen, Hebeplattformen und andere Anlässe verwendet, die eine umgekehrte Drehung verhindern müssen.
Effizienz: Die Effizienz des Wurmgetriebes ist niedrig, hauptsächlich aufgrund des Verlusts von Gleiten: η=tan ( + ϕ) / tan, wo ist der Bleiwinkel des Wurms und φ der Reibungswinkel.
Das Design von Wurm Zahnrädern
3.1 Hauptparameter
Modul (m): Eine Reihe standardisierter Module (wie 1, 1,25, 1,5, 2, 2,5, 3 ...).
Anzahl der Wurmköpfe (Z₁): Single - Head Worm (Z₁=1) wird für das große Reduktionsverhältnis verwendet, und Multi -Head -Wurm (z₁=2 ~ 4) wird für eine hohe Effizienzübertragung verwendet.
Anzahl der Wurmradzähne (Z₂): Normalerweise z₂=30 ~ 80. Zu wenige Zähne sind leicht zu unterbinden, und zu viele Zähne führen zu großer Lautstärke.
Mittelstrecke (a): Es wirkt sich auf die Übertragungsgröße aus. Die Berechnungsformel lautet: a=m (z₂ + q)/2, wobei q der Wurmdurchmesserkoeffizient ist (q=d₁/m).
Helix -Winkel (): Es wirkt sich auf die Übertragungseffizienz aus, im Allgemeinen=3 Grad ~ 25 Grad.
| Modul | Indexkreisdurchmesser | Wurmdurchmesserkoeffizient |
|---|---|---|
| m | d₁ | q |
| 1.25 | 20 | 16 |
| 22.4 | 17.92 | - |
| 1.6 | 20 | 12.5 |
| 28 | 17.5 | - |
| 2 | 22.4 | 11.2 |
| 35.5 | 17.75 | - |
| 2.5 | 28 | 11.2 |
| 45 | 18 | - |
| 3.15 | 35.5 | 11.27 |
| 56 | 17.778 | - |
| 4 | 40 | 10 |
| 71 | 17.75 | - |
| 5 | 50 | 10 |
| 90 | 18 | - |
| 6.3 | 63 | 10 |
| 112 | 17.778 | - |
| 8 | 80 | 10 |
| 140 | 17.5 | - |
| 10 | 90 | - |
| 160 | - | - |
3.2 Geometrische Berechnung
Die grundlegenden geometrischen Berechnungsformeln für die zylindrische Wurmübertragung sind wie folgt:
| Berechnungsgegenstand | Symbol | Formel | Berechnungsergebnis | Anmerkungen | |
|---|---|---|---|---|---|
| Mittelstrecke | A | A=0.5 m (zz + q + 2) | 175.00 | - | |
| Modul | MDU | MDU=2 a/(22 + q + 2) | 3.15 | - | |
| Axialschnittdruckwinkel | a | a=20 Grad | 20.00 | - | |
| Übertragungsverhältnis | i | i = Z2/Z1 = n1/n2 | 97.00 | - | |
| Modifikationskoeffizient | S | = (a/mdu) - 0.5 (q + z2) | 2.06 | - | |
| Radiale Freigabe | C | C=0.25 MDU | 0.79 | - | |
| - | Anzahl der Köpfe | Z1 | Z1 = 1, 2, 4 | 1.00 | - |
| - | Charakteristischer Koeffizient | q | q=dfe1/mdu | 10.00 | - |
| - | Addendumhöhe | HDI | HDI=MDU | 3.15 | - |
| - | Dedendumhöhe | Hg | hg=1.25 mdu | 3.94 | - |
| Wurm | Indexkreisdurchmesser | Dte1 | Dfol=qmdu | 31.50 | - |
| - | Pitch -Kreisdurchmesser | Dje1 | Dje 1=dfel + 2 mdu 5=mdu (q + 25) | 44.45 | - |
| - | Tippkreisdurchmesser | DDI1 | Ddi 1=mdu (q + 2) | 37.80 | - |
| Wurzelkreisdurchmesser | DG1 | Dg 1=mdu (q - 2.5) | 23.63 | - | |
| Indexkreis -Helix -Leitwinkel | 入 | 入=arctgz1/q | 0.10 | - | |
| Normales Modul | mf | MF=Mducos 入 | 3.13 | - | |
| Helixlänge | L☆ | L=(12 + 0.1 Z2) MDU | 68.36 | Z1 = 1, 2 | |
| - | - | L=(13 + 0.1 Z2) MDU | 71.51 | Z1 = 4 | |
| Axiale Abschnitts Tonhöhe | P | P=πmdu | 9.90 | - | |
| Helix -Vorsprung | Pz | Pz=πmduz1 | 9.90 | - | |
| Axialzahndicke am Indexzylinder des Fadens | SZ1 | SZ 1=0.45 MDU | 97.00 | - | |
| Normale Zahndicke am Indexzylinder des Fadens | SF1 | SFL=SZLCOS 入 | 96.52 | - | |
| Messhöhe der Zahndicke | h~ | H ~=MDU | 3.15 | - | |
| Anzahl der Zähne | Z2 | Z 2=iz1 | 97.00 | - | |
| Wurmrad | Indexkreisdurchmesser | Sterben2 | Dfe 2=Mduz2 | 305.55 | - |
| - | Pitch -Kreisdurchmesser | Dje2 | DJE 2=DFE 2=MDUZ2 | 305.55 | - |
| - | Wurzelkreisdurchmesser | DG2 | Dg 2=2 (a {- 0.5 ddi 1 - 0.25 mdu) | 310.63 | - |
| - | Tippkreisdurchmesser | DDI2 | Ddi 2=2 (a - 0.5 dfel + mdu) | 324.80 | - |
| - | Maximaler Außenkreisdurchmesser | DW2 | Dw 2=ddi 2 + mdu | 327.95 | - |
| - | Randbreite | b | B=0.65 DDI1 | 24.57 | - |
| - | Addendum -Lichtbogenradius | R1 | R 1=0.5 dfel - MDU | 12.60 | - |
| - | Dedendum ARC Radius | R2 | R 1=0.5 ddi 1 + 0.25 mdu | 19.69 | - |
3.3 Festigkeitsberechnung
Wurmradzahnoberfläche Kontaktstärke an KONTPEN: σh=Zevy kat2 weniger als oder gleich [σh], wobei (ZE) der materielle elastische Koeffizient ist, (Ka) der Arbeitszustandskoeffizient (1,0 ~ 1,5) und (T2) das Wurm -Rad -Drehmoment ist.
Wurmradzahnwurzelbiege Müdigkeitsstärke (um Fraktur zu verhindern): σ=1 / (did2m) × 1,53Kat2 yfa2 y weniger als oder gleich [σf], wobei (yfa2) der Zahnprofilkoeffizient und (y) der Helix -Winkelkoeffizient ist.
Berechnung des Wärmeausgleichs (um eine Überhitzung zu verhindern): Plos=p₁ ({1 - η) weniger als oder gleich Kaδt, wobei (p1) die Eingangsleistung ist, (k) der Wärmeableitungskoeffizient ist, (a) die Wärmeableitungsfläche und (Δt) der zulässige Temperaturanstieg (normalerweise weniger als 60 Grad).
Die Verarbeitung von Wurm Zahnrädern
4.1 Wurmverarbeitung
Drehung: Geeignet für kleine Stapelproduktion.
Fräsen: Geeignet für Multi -Kopfwürmer.
Schleifen: Wird für hohe Präzisionswürmer (wie CNC -Wurmschleifer) verwendet.
4.2 Wurmradverarbeitung
Hobbing: mit Wurm verarbeitet - wie Kochstoffe.
Fly - Schneiderschneidung: Geeignet für große Modul -Wurmräder.
Honen / Läpsting: Verbesserung der Zahnoberfläche.
4.3 Materialauswahl
| Teil | Gemeinsame Materialien | Wärmebehandlung |
|---|---|---|
| Wurm | 45 Stahl, 40cr, 20crmnti | Löschen und Temperieren, Kohlensaugen und Löschen |
| Wurmrad | Zinnbronze (ZCUSN10P1), Aluminiumbronze (ZCUAL10FE3) | Casting |
Die Anwendung von Wurm Zahnrädern
5.1 Hebensmaschinerie
Winden, Kräne (mit Selbstverriegelungseigenschaften, um zu verhindern, dass schwere Objekte nach unten rutschen).
5.2 Industrie Reduzierer
Wurmreduzierer (wie RV -Reduzierer).
5.3 Maschinenmaschinenindizierungsgeräte
Köpfe trennen, Rotationstabellen (Präzisionswinkelregelung).
5.4 Kfz -Lenkmechanismen
Einige mechanische Lenksysteme nehmen Wurmgetriebe ein, einschließlich Lenkung, Lenkrad, Lenkgetriebewelle, Lenkwelle, Lenkarm, Lenkungstab, Universalgelenk, linker Lenkknöchel, Lenkknöchelarm, rechter Lenkknöchel, Lenk -Trapezarm usw. usw.
5.5 andere Felder
Verpackungsmaschinerie, Förderungsausrüstung, Ventiltrieben usw.
5.6 Vor- und Nachteile des Wurmausrüstungsgetriebes
5.6.1 Vorteile
Großes Übertragungsverhältnis und kompakte Struktur.
Stabiler Betrieb und geringer Rauschen.
Self -Sperren -Eigenschaft (unter bestimmten Bedingungen).
Geeignet für Anlässe mit begrenztem Platz.
5.6.2 Nachteile
Geringe Effizienz (insbesondere für einzelne Kopfwürmer).
Schwere Wärmeerzeugung, die eine gute Schmierung erfordert.
Hohe Herstellungskosten (der Wurmrad benötigt Verschleiß - resistente Materialien).
Zusammenfassung
Das Wurmgetriebe spielt eine unersetzliche Rolle bei Reduktionsmechanismen, Hebemätigkeiten und anderen Feldern aufgrund seines großen Reduktionsverhältnisses, der Selbstverriegelungseigenschaft und der kompakten Struktur. Obwohl seine Effizienz niedrig ist, kann seine Leistung und Lebensdauer durch optimiertes Design, Auswahl geeigneter Materialien und Schmiermethoden erheblich verbessert werden. In Zukunft wird sich das Wurmgetriebe weiter in Richtung hoher Effizienz, Präzision und Intelligenz entwickeln.
