Soorten tandwielen:een gids over verschillende mechanische tandwielen

Tandwielen, een cruciaal onderdeel van motoren, zijn mechanische apparaten die een verandering in het koppel en de snelheid van machines mogelijk maken. Er zijn verschillende soorten tandwielen met specifieke vereisten en specificaties, variërend van eenvoudige vormen tot complexere.

Vaak vormen een aantal tandwielen complexe machines, maar dat is niet altijd het geval. Tandwielen zijn bijvoorbeeld aanwezig in eenvoudige machines zoals klokken, waar ze de snelheid van de wijzer van de klok regelen. In dit artikel bespreken we verschillende mechanische tandwielen en hun toepassingen. Laten we verder lezen.

Wat zijn Gears?

Tandwielen zijn roterende mechanische apparaten met tanden die koppel- en snelheidsoverdracht mogelijk maken. Vaak zijn mechanische tandwielen cilindrisch met sets tanden rond het lichaam. Wanneer twee of meer versnellingen synchroon werken, zijn ze in transmissie. De krachtoverbrenging is wat leidt tot een verandering in snelheid of koppel.

Voordelen van versnellingen

• Versnellingen zijn mechanisch sterk. Daarom kunnen ze hogere lasten heffen.
• Met behulp van een versnellingsbak maken ze een verandering in snelheidsverhoudingen mogelijk.
• Ze werken goed bij lage snelheden.
• Hoogrendement krachtoverbrenging.
• Ze zijn ideaal voor overdracht van hoge koppelwaarden.
• Versnellingen hebben alleen routinematige smering nodig, daarom is er weinig aandacht voor onderhoud.
• Ze zijn zeer duurzaam, dus het versnellingssysteem gaat lang mee.

Nadelen van versnellingen

• Versnellingen zijn niet geschikt voor bewegingsoverdracht over lange afstanden.
• Ze zijn niet flexibel.
• Versnellingen maken veel lawaai, vooral bij hoge snelheden.
• Ze zijn niet geschikt als de schachten ver verwijderd zijn.

Verschillende soorten tandwielen en hun toepassingen

In de mechanica hangt het groeperen van tandwielen in verschillende klassen af ​​van de configuratie van de tanden, het gebruik en de bewegingsrichting. Hieronder staan ​​de belangrijkste soorten versnellingen.

Spur Gear

Sporentandwielen brengen kracht over in hetzelfde vlak wanneer de twee assen (de aandrijving en de aangedreven) evenwijdig zijn. De tanden van rechte tandwielen zijn evenwijdig aan de asas. Daarom, wanneer het in aangrijping komt met een ander tandwiel, brengt het de kracht over in een parallelle as. Het zijn de meest voorkomende vormen van tandwielen die worden toegepast in auto's, transportsystemen, tandwielpompen en -motoren, snelheidsreductoren, enz.

Spiraalvormige tandwielen

Spiraalvormige tandwielen hebben hun tanden onder een hoek met de as geplaatst in tegenstelling tot rechte tandwielen die evenwijdig zijn. Ze hebben meerdere tanden in contact tijdens de overdracht. Als gevolg hiervan kunnen spiraalvormige mechanische tandwielen grotere belastingen dragen. Bovendien werken ze met minder geluid en trillingen omdat de lasten beter worden verdeeld. Bovendien ervaren ze minder slijtage omdat er minder wrijving is. Hieronder worden verschillende soorten tandwielen weergegeven.

Enkele of dubbele spiraalvormige tandwielen

Enkele spiraalvormige tandwielen hebben tanden in de linker- of rechterhelix. De tandwielen met dubbele helix hebben echter tanden in beide richtingen. In dubbele spiraalvormige tandwielen zijn er twee spiraalvormige vlakken naast elkaar met een spatie ertussen. De vlakken zijn identiek maar hebben tegengestelde spiraalhoeken. Het gebruik van een dubbele spiraalvormige tandwieloverbrenging zorgt voor een grotere tandoverlap, wat resulteert in een soepelere transmissie.

Visgraatuitrusting

Deze set lijkt behoorlijk op de dubbele spiraalvormige versnelling. Ze zijn echter kleiner en hebben geen ruimte tussen de twee spiraalvormige vlakken. Bij visgraatversnellingen zijn de twee spiraalvormige tandwielen zijdelings met elkaar verbonden. Ze zijn niet zo gebruikelijk vanwege de hoge productiekosten en fabricageproblemen, hoewel ze beter geschikt zijn voor toepassingen met trillingen en hoge schokken.

Schroefuitrusting

Schroeftandwielen zijn een paar spiraalvormige tandwielen die werken met een draaihoek van 45 graden. Ze komen voor op niet-parallelle en niet-kruisende assen. Ze hebben een laag draagvermogen door het enkelvoudige tandcontact. Daarom zijn deze tandwielen niet ideaal voor het overbrengen van groot vermogen.

Toepassingen van spiraalvormige tandwielen

• Waterpompen
• Mixers
• Auto's

Kegeltandwiel

Conische tandwielen zijn kegelvormig, met tanden rond de kegel. Ze brengen kracht over tussen loodrechte assen. Dat zijn assen die elkaar onder een rechte hoek (90 graden) kruisen. Conische tandwielen zijn echter duur en brengen geen groot koppel per maat over, zoals een parallelle asconfiguratie.

Rechte kegeltandwielen

Rechte conische tandwielen zijn de meest voorkomende configuraties van de conische tandwieltand. De reden hiervoor is de eenvoud en het fabricagegemak van het ontwerp. Rechte schuine tanden grijpen allemaal tegelijk in in plaats van geleidelijk als ze goed op elkaar zijn afgestemd. Het spoedoppervlak van rechte kegeltandwielen is conisch met rechte tanden die taps toelopen naar de punt.

Spiraalvormige kegeltandwielen

Mechanische spiraalvormige conische tandwielen hebben gebogen tandlijnen en ze hebben een betere tandcontactverhouding dan de rechte conische tandwielen. Daarom zijn ze superieur in efficiëntie en sterkte en produceren ze minder trillingen en geluid. Ze hebben echter productieproblemen.

Zerol® kegeltandwielen

Zerol® conische tandwielen zijn een geregistreerd handelsmerk van Gleason Co. Het tandwiel heeft kenmerken van zowel rechte als spiraalvormige conische tandwielen met gebogen tanden. Daarom is het tandwiel geschikt voor beide toepassingen. Ze hebben echter geen draaihoeken en daarom kunnen tanden in beide richtingen draaien.

Verstektandwielen

Verstektandwielen zijn een speciaal type kegeltandwiel omdat ze hetzelfde aantal tanden hebben. Ze hebben hun assen 90 graden ten opzichte van elkaar geplaatst en deze tandwielen veranderen de krachtoverbrenging zonder de snelheid te beïnvloeden. Verstektandwielen zijn uniek omdat ze een overbrengingsverhouding van 1 hebben. Daarentegen kunnen andere conische tandwielen verhoudingen hebben van 10:1 tot 500:1.

Kroontandwielen

Kroontandwielen, die soms tandwielen worden genoemd, hebben ook hun tanden loodrecht op het oppervlak van het wiel. Ze hebben een kegel van 90 graden. In industrieën grijpen kroonwielen in met andere conische tandwielen of rechte tandwielen in krachtige cirkelvormige bewegingen.

Hypoïde tandwielen

Hypoïde tandwielen lijken op spiraalvormige kegeltandwielen, maar ze functioneren in niet-kruisende assen. Ze werken op 90 graden en zijn gebruikelijk in de automobielsector. Je ziet deze tandwielen op voertuigassen.

Toepassingen van kegeltandwielen

• Mixers
• Besproeiingssystemen
• Breekmachines

Wormuitrusting

Wormwiel bestaat uit een schroefvormige snede op de as (worm) en het tegentandwiel (wormwiel). Dit tandwieltype brengt de kracht over in niet-kruisende assen die rechte hoeken maken. De soorten tandwielen werken door glijdend contact te maken met minder wrijving, in plaats van een soepele en stille rotatie. Ze zijn dus geschikt voor toepassingen met hoge schokken. Ze hebben echter een laag rendement, wat het gebruik ervan beperkt tot toepassingen met een laag energieverbruik.

Toepassingen van wormwielen

• Boerderijmachines
• Kleine transportbanden
• Inpakapparatuur

Rack and Pinion Gear

Tandheugel en rondsel komen vaak in paren voor. Ze bestaan ​​uit twee cirkelvormige tandwielen:het rondsel in een lineair tandwiel - de tandheugel. Ze vertalen roterende beweging in lineair. Deze versnellingen komen veel voor in het stuursysteem van auto's. Tandheugel- en rondselsystemen kunnen zowel rechte als spiraalvormige tandwielen gebruiken. De primaire toepassing van tandheugeltandwielen is in autobesturing.

Moet u tandwielen bewerken? RapidDirect is uw beste partner voor het bewerken van tandwielen. Ontvang vandaag nog uw offerte!

Een korte tabel met verschillende soorten mechanische tandwielen

Soorten versnellingen	Kenmerken	Toepassingen
Spur gear	a. De meest voorkomende vorm van uitrusting. b. Eenvoudig te vervaardigen. c. Gebruik voor tandwielconfiguratie met parallelle assen. d. Rond tandwielhuis.	a. klokken b. Kleine transportbanden c. Automobiel
Spiraalvormige tandwielen	a. Rond tandwielhuis. b. Het rendement is lager dan bij rechte tandwielen. c. Parallelle assenconfiguratie. Vlottere werking met minder ruis.	a. Waterpompen b. Mixers c. Auto's
Kegeltandwiel	a. Conisch tandwielhuis. b. Configuratie van kruisende assen. c. Er bestaan ​​rechte, spiraalvormige en Zerol® afschuiningen.	a. Mixers b. Bewateringssystemen c. Brekers
Wormuitrusting	a. Tandwielpaar bestaat uit cirkelvormige en schroeftandwielen. b. Lage efficiëntie. c. Niet-parallelle en niet-kruisende configuraties.	a. Landbouwmachines b. Kleine transportbanden
Tandheugel en rondsel	a. Het tandwielpaar bestaat uit een tandheugel en een cilindrisch tandwiel. b. Parallelle assen configuratie. c. Verandert roterende beweging in lineaire beweging en vice versa.	a. Automotive besturing b. Weegschaal

Basisparameters voor tandwielontwerp

Hieronder bespreken we de basisuitrustingsparameters die van invloed zijn op het ontwerp van de versnellingen.

Versnellingsvorm

De meeste tandwielen zijn cirkelvormig, met tanden uitgelijnd rond het cilindrische lichaam. Ze komen echter ook voor in conische, elliptische, vierkante en driehoekige vormen. Cirkelvormige tandwielsystemen hebben een constante overbrengingsverhouding voor rotatiesnelheid en koppel. Daarom produceert een vergelijkbare invoer dezelfde snelheid en koppeluitvoer. Het tegenovergestelde is wat er bestaat in niet-cirkelvormige tandwieltypes. Daardoor kunnen ze speciale onregelmatige bewegingen uitvoeren, zoals het veranderen van snelheid en achteruit rijden.

Module

Module verwijst naar de grootte van een tandwieltand in millimeters. Daarom heeft de module direct betrekking op de grootte van de tandwieltanden. Het is een belangrijke parameter om op te letten bij gearing. De module is de waarde die wordt verkregen door de steekdiameter te delen door het aantal tanden in de versnelling. Wiskundig gezien hebben we het als:

Module =steekdiameter / aantal tanden.

Er zijn echter gemeenschappelijke waarden voor modules, die volgen zoals ze voorkomen in industriële toepassingen.

Configuratie tandwielassen

De configuraties van tandwielassen zijn er in drie vormen:parallel, kruisend en niet-parallel (of niet-kruisend). Tandwielen met parallelle assen komen parallel voor met assen die in tegengestelde richtingen draaien. Kruisende tandwielen kruisen elkaar in hetzelfde vlak, terwijl de assen van de niet-parallelle tandwielen over verschillende vlakken snijden. Kruisende en parallelle tandwielconfiguraties hebben echter een grotere efficiëntie en snelheid dan niet-parallelle tandwielen.

Drukhoek

Drukhoek is de hoek die de tand vormt met de normaal op de steeklijn. In de regel wordt vaak een drukhoek van 20 graden gebruikt. Hoewel er in sommige gevallen hoeken van 14,5 en 17,5 zijn. Grotere drukhoeken duiden op een breed deeddum wat resulteert in een grotere tandsterkte.

Aantal tanden

Het aantal tanden en de waarden van module en drukhoek zijn cruciaal bij het berekenen van de afmetingen van tandwielen. Het aantal tanden is van vitaal belang bij het berekenen van de versnellingssnelheid (overbrengingsverhouding) met behulp van de onderstaande uitdrukking:

Een aantal tanden van het ingaande tandwiel / Aantal tanden van het uitgaande tandwiel.

Richting draaien

Een tandwiel is rechtshandig als het zijn tanden naar rechts heeft en linkshandig als ze naar links staan. Om krachtoverbrenging te laten plaatsvinden in een paar spiraalvormige of conische tandwielen, moeten de twee tandwielen die hand in hand werken, tegengestelde draairichtingen hebben. Twee spiraalvormige tandwielen met tanden die in dezelfde richting bewegen, zullen bijvoorbeeld nooit in elkaar grijpen. Schroef- en wormwielen zijn echter unidirectioneel en toch in elkaar grijpend.

Torsiehoek

Torsiehoek is de hellingshoek van de tand ten opzichte van de as van de cilinder. Het vergroten van de torsiehoek van tandwielen leidt tot een grotere stuwkrachtrichting. Als gevolg hiervan is er een daling van de efficiëntie van de machine. Over het algemeen zijn torsiehoeken van minder dan 25 graden ideaal voor spiraalvormige tandwielen om de stuwkracht te verminderen.

Overwegingen bij het ontwerpen en selecteren van tandwielen

Hieronder staan ​​enkele kritische factoren waarmee u rekening moet houden bij het ontwerpen en selecteren van versnellingen.

Operationele en omgevingsomstandigheden

De operationele en omgevingsomstandigheden van tandwielen zijn van cruciaal belang voor hun duurzaamheid en prestaties. Bedrijfsomstandigheden omvatten stress en wrijving op de tanden. Aan de andere kant omvatten omgevingscondities vochtigheid, temperatuur en reinheid. De twee voorwaarden zijn van invloed op het tandwieltype en ontwerpfactoren zoals constructie, oppervlaktebehandeling, smeermiddelen en smeermethode.

Dimensionale beperkingen

Dimensionale beperkingen zijn beperkingen aan de ruimte die wordt ingenomen door tandwielen. Tandwielen moeten zich bijvoorbeeld in het midden tussen de assen bevinden. Er zijn echter gevallen waarin ze iets verder van het midden zitten om beter op het versnellingssysteem te passen. In dergelijke gevallen wordt het tandprofiel gewijzigd. Het gebruik van specifieke uitrusting en ontwerpen die het beste bij de ruimte passen, is een ander effectief middel om dimensionale beperkingen te beheersen.

Verzendvereisten

Mechanische tandwielen brengen vaak beweging en koppel over binnen de machinecomponenten. Op basis van het ontwerp en de constructie kunnen ze echter de bewegingsrichting veranderen en de snelheid of koppeloutput verhogen. Bij het ontwerpen van tandwielen zijn de specificatie en toepassingsvereisten:richtingsveranderingen of toename van snelheid of koppel factoren waarmee rekening moet worden gehouden. Ze kunnen het type tandwiel, het ontwerp en de configuratie beïnvloeden.

Ontwerpnormen

Versnellingen hebben verschillende specificaties, zonder algemene industriestandaard. Vaak voldoen tandwielontwerpen aan de standaard van de fabrikant of aan de ontwerpspecificaties van de machine of het systeem. Verschillende landen hebben echter een standaard gecreëerd om hun industrieën te dienen. In de Verenigde Staten worden tandwielen bijvoorbeeld gegroepeerd door de American Gear Manufacturers Association (AGMA). Ook Japan en Duitsland hebben dergelijke associaties.

Kosten

Kosten zijn een factor, vooral als het gaat om aangepaste versnellingen. De ontwerpmaterialen, constructie, oppervlakteafwerkingen, precisie en smeervereisten zijn van invloed op de kosten. Hoewel het noodzakelijk is om versnellingen te gebruiken die aan alle specificaties voldoen, moeten de kosten in rekening worden gebracht. Dus waar reguliere versnellingen aan de norm voldoen, is het beter om met hen mee te gaan, omdat aangepaste versnellingen andere kosten met zich meebrengen.

Hoe tandwielen te produceren

Tandwielen worden geproduceerd met behulp van verschillende productieprocessen voor tandwielen. Sommige hiervan zijn:

• Smeden
• Extrusie en koudtrekken
• Poedermetallurgie
• Blanco
• Versnellingsbewerking

Machinale bewerking wordt vaak gedaan om de uiteindelijke vorm en afmeting van het tandwiel te bereiken. Zodra de tandwielen zijn geproduceerd, kunnen oppervlakteafwerkingen, zoals slijpen en honen, worden toegepast om de algemene kenmerken van de tandwielen te verbeteren.

RapidDirect – Tandwielbewerkingsservices

Als u dit artikel doorleest, moet u een enorme kennis hebben vergaard over tandwielen, hun specificatie-eisen en hun toepassing. U heeft nu een idee van de soorten versnellingen die u nodig heeft voor uw machine. Het kan echter zijn dat u niet weet hoe u hiermee om moet gaan. Neem in dat geval contact op met RapidDirect voor meer informatie over tandwielen en onze bewerkingsdiensten.

Wij bieden volledige verspanende diensten voor het verspanen van tandwielen. We werken met beschikbare materialen die worden voorgesteld om aan uw aangepaste uitrustingsvereisten te voldoen. Ook kunnen we bogen op zeer bekwame machinisten. Daarom garanderen onze bewerkingsdiensten uniformiteit en precisie voor alle taken om ervoor te zorgen dat producten van de hoogste kwaliteit zijn.

We bieden een online offerteplatform waar u direct een offerte ontvangt zodra u uw CAD-bestanden uploadt. Ook kunt u verschillende materialen en opties voor oppervlakteafwerking voor uw onderdelen kiezen tegen concurrerende prijzen. Bovendien kunt u op dit platform uw bestelling volgen en het volledige productieproces van uw onderdeel bekijken. We bieden tot 30 procent prijsverlaging.

Veelgestelde vragen

Wat zijn de verschillen tussen tandwiel en tandwiel?

a. Tandwielen en tandwielen zijn vergelijkbaar, met beide mechanische apparaten die tanden bevatten die de krachtoverbrenging ondersteunen. Hieronder staan ​​echter enkele belangrijke verschillen tussen de twee.
b. Tandwieltanden grijpen in elkaar terwijl raketten vergrendelen met een fietsketting of sporen van militaire tanks.
c. Tandwielen kunnen koppel overbrengen in parallelle, loodrechte en andere configuraties, terwijl raketten alleen langs een parallelle as werken.
d. Versnellingen zijn beter geschikt voor transmissie over korte afstanden, terwijl tandwiel en ketting goed werken voor langere afstanden.
e. Tandwielen brengen koppels in tegengestelde richtingen over. Het omgekeerde is echter het geval bij raketten.

Wat is het verschil tussen rondsels en tandwielen?

Waar we twee tandwielen in elkaar grijpen, is het rondsel kleiner. Gear fungeert vaak als de bestuurder, terwijl het rondsel wordt aangedreven. Er is een step-down aandrijving wanneer het rondsel het aandrijftandwiel is, wat resulteert in een lagere snelheidsoutput maar een verhoogd koppel.

Welke versnellingen zijn het beste?

De verschillende soorten tandwielen zijn het meest geschikt voor verschillende functies, afhankelijk van de specificatie-eisen en nodig. Rechte tandwielen blijven echter de meest gebruikte tandwielen. Ze bereiken een hoge nauwkeurigheid en zijn relatief eenvoudig te vervaardigen.