Los mecanismos de engranaje helicoidal se utilizan comúnmente para transmitir movimiento y potencia entre dos ejes escalonados. El tornillo sin fin y el tornillo sin fin equivalen a engranajes y cremalleras en su plano medio, y el tornillo sin fin tiene una forma similar al tornillo.
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Entonces, ¿cómo funciona un engranaje helicoidal? Hoy lo compartiremos.
El mecanismo de engranaje helicoidal generalmente tiene dos ejes con un ángulo escalonado de 90 grados y generalmente utiliza un tornillo sin fin como componente impulsor. En apariencia, el gusano es similar a un perno y el engranaje helicoidal es similar a un engranaje cilíndrico helicoidal. Durante la operación, los dientes del tornillo sin fin se deslizan y ruedan a lo largo de la superficie helicoidal del tornillo sin fin. Para mejorar el contacto de los dientes del engranaje, el engranaje helicoidal tiene forma de arco a lo largo de la dirección del ancho del diente para que cubra parcialmente el gusano, de modo que cuando el gusano y el engranaje helicoidal engranan, hay un contacto lineal en lugar de un punto. contacto.
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La transmisión de tornillo sin fin se compone de un tornillo sin fin y un engranaje sin fin. Generalmente, el gusano es la parte motriz. Al igual que las roscas, los engranajes helicoidales se pueden dividir en transmisiones helicoidales derechas e izquierdas, que se denominan helicoidales derechas y helicoidales izquierdas, respectivamente. Si solo hay una hélice en el gusano, se llama gusano de una sola cabeza, es decir, el gusano gira una vez y la turbina gira un diente; si hay dos hélices en el gusano, se llama gusano de doble cabeza, es decir, cuando el gusano gira una vez, la turbina hace girar dos dientes. .
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Características del engranaje helicoidal:
1. Se puede obtener una gran relación de transmisión, que es más compacta que el mecanismo de engranajes helicoidales de eje escalonado.
2. Existe un contacto lineal entre las superficies de los dientes engranados de las dos ruedas y su capacidad de carga es mucho mayor que la del mecanismo de engranajes helicoidales de eje escalonado.
3. La transmisión helicoidal es equivalente a la transmisión por tornillo y es una transmisión de engranaje de múltiples dientes, por lo que la transmisión es estable y el ruido es pequeño.
4. Autobloqueo. Cuando el ángulo de avance del gusano es menor que el ángulo de fricción equivalente entre los dientes del engranaje engranado, el mecanismo se autobloquea y puede lograr un autobloqueo inverso, es decir, el gusano solo puede accionar el engranaje helicoidal, pero no el gusano. engranaje. Por ejemplo, el mecanismo de tornillo sin fin de bloqueo automático utilizado en maquinaria de elevación tiene una función de bloqueo automático inverso que puede brindar protección de seguridad.
5. La eficiencia de la transmisión es baja y el desgaste es grave. Cuando el engranaje helicoidal está acoplado a la transmisión, la velocidad de deslizamiento relativa entre los dientes del engranaje engranado es grande, por lo que la pérdida por fricción es grande y la eficiencia es baja. Por otro lado, la velocidad de deslizamiento relativa aumenta seriamente el desgaste y el calor de la superficie del diente. Para disipar el calor y reducir el desgaste, a menudo se utilizan materiales más caros con buena reducción de la fricción y propiedades antidesgaste y buenos dispositivos de lubricación, por lo que el costo es alto. .
6. La fuerza axial del gusano es grande.
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En la transmisión de engranajes helicoidales, los modos de falla de los dientes de los engranajes helicoidales incluyen picaduras, desgaste, pegado y flexión y rotura de los dientes. Sin embargo, la eficiencia general de la transmisión helicoidal es baja, la velocidad de deslizamiento es grande y es fácil generar calor, por lo que los daños por pegado y desgaste son más comunes.
Para evitar el pegado y ralentizar el desgaste, los materiales de la transmisión de tornillo sin fin deben tener propiedades antifricción, resistentes al desgaste y antipegajoso. Generalmente, el gusano está hecho de acero al carbono o acero aleado. La superficie de la espiral debe tratarse térmicamente (como enfriamiento y carburación) para lograr una alta dureza (HRC45 ~ 63) y luego rectificarse o pulir para mejorar la capacidad de carga de la transmisión. Los engranajes helicoidales están hechos principalmente de bronce. Para transmisiones de baja velocidad que no son importantes, a veces se utiliza latón o hierro fundido. Para evitar el pegado y ralentizar el desgaste, se debe seleccionar una buena lubricación y utilizar lubricantes que contengan aditivos anti-pegamento.
No existe ningún método de cálculo maduro para el pegado y desgaste de tornillos sin fin. La tensión de contacto de la superficie del diente es un factor importante que causa el pegado y el desgaste de la superficie del diente, por lo que el cálculo de la resistencia de contacto de la superficie del diente sigue siendo el cálculo básico de la transmisión sin fin. Además, en ocasiones se debe comprobar la resistencia a la flexión de los dientes del engranaje. Generalmente, los dientes del gusano no se dañan fácilmente, por lo que generalmente no es necesario calcular la resistencia de los dientes, pero se debe verificar la resistencia y rigidez del eje del gusano si es necesario. Para transmisiones cerradas, también se deben realizar cálculos del balance térmico. Si el cálculo del balance de calor no puede cumplir con los requisitos, agregue disipadores de calor en el exterior de la caja o use dispositivos de enfriamiento forzado.
La transmisión de turbina y engranaje helicoidal se utiliza a menudo en situaciones en las que dos ejes están escalonados, la relación de transmisión es grande, la potencia de transmisión no es demasiado grande o el trabajo es intermitente.
Cuando se requiere que la transmisión de tornillo sin fin transmita mayor potencia, para mejorar la eficiencia de la transmisión, a menudo se toma Z1=2~4. Además, dado que la transmisión tiene propiedades de autobloqueo cuando 1 es pequeño, a menudo se utiliza en maquinaria de elevación, como cabrestantes, para protección de seguridad. También se utiliza ampliamente en máquinas herramienta, automóviles, instrumentos, maquinaria metalúrgica y otras máquinas o equipos. La razón es que el uso del movimiento de ruedas y ejes puede reducir el consumo de fuerza, por lo que se promueve enérgicamente.
