Hvad er Hypoid Gear - Inkluderer definitioner, fremstilling og tekniske fordele

Hvis du er ingeniør, der designer et retvinklet-drevsystem, ville du så vælge vinkelgear, snekkegear eller det mere kompleksehypoid gear?

Standard vinkelgear er almindelige, men applikationer såsom drivlinjer til biler og præcisionskirurgiske robotter har strengere krav til transmissionssystemets geometriske struktur, hvilket nødvendiggør brugen af ​​hypoidgear.

Som en producent med speciale i præcisionsmekaniske dele betragter Hasnheng Automation tilpassede præcisionsgear som en af ​​sine kerneforretninger, og vi støder ofte på kunder, der har brug for specialtilpasset hypoidgear. Nedenfor vil vi, baseret på vores mange års erfaring inden for gearfremstilling, forklare, hvad et hypoidgear er, og dække dets definition, fremstillingsproces, fordele og mere. Vi håber, at disse oplysninger vil være nyttige for dig.

Hypoid Gear er i det væsentlige en variant af Spiral Bevel Gear, og deres grundlæggende forskel er, at der er en forskydning mellem aksen på tandhjulet og aksen på ringgearet, men de skærer ikke hinanden.

Betydningen af ​​offset (offset distance)

I et standard vinkelgear skærer aksen i midtpunktet. I Hypoid Gear-sættene vil det lille gears akse være forskudt opad eller nedad i forhold til midten af ​​det store gear. Denne forspænding introducerer en unik mekanisk egenskab: glidende handling.

Almindelige koniske gear er primært afhængige af rullekontakt, mens Hypoid Gear kombinerer rulning og glidning under tandindgreb. Denne glidende effekt er kernen i dens ydeevne og giver følgende fordele:

• Højere sammenfald: Flere tænder i kontakt samtidigt.
• Jævnere engagement: reducerer støjen markant.
• Højere styrke: Sammenlignet med tandhjul af samme størrelse har den en stærkere belastnings-bæreevne.

Note:Det forskudte design gør det muligt at diameteren af ​​tandhjulet (Pinion) er større og stærkere end et spiralkonisk tandhjul med samme udvekslingsforhold. Det er derforhypoid gearer det foretrukne valg til applikationer med høj belastning.

Det er et spørgsmål, som kunder ofte stiller os. Fremstilling af et sæt hypo id gear er meget mere komplekst end at producere standard cylindriske eller skrueformede gear. Det kræver multi-akset CNC-udstyr og avanceret computersoftware for at generere den korrekte tandoverfladetopologistruktur.

1. Skæreproces: Face Hobbing vs. Face Fræsning

Traditionelt fremstilles hypoidgear hovedsageligt på to måder:

Face Hobbing:Kontinuerlig indekseringsproces, hvor værktøj og emne roterer samtidigt. Den på denne måde behandlede tandrilledybde er ensartet.

Ansigtsfræsning:Enkeltandsindekseringsproces, der behandler hver tandspalte en efter en. Dybden af ​​den på denne måde bearbejdede tandrille er konisk.

2. Høj-præcisionsskiving

Til industrielle applikationer med høj-præcision, især når ISO/DIN-niveau 5 er påkrævet, er avanceret produktionsteknologi uundværlig.

På vores fabrik bruger vi den bedste-Kashifuji Gear Skiving Machine (KPS30) til kraftfuld tandskrabebehandling. Selvom traditionelle metoder er effektive på store bilgear, giver Kashifujis teknologi os mulighed for at opnå bedre resultater ved fremstilling af specialfremstillede metalgear, der kræver ekstremt høje tolerancer

• Mikrobearbejdningsevne: i stand til at bearbejde tandhjul med mikromoduler så små som 0,1 (hvilket er afgørende for medicinsk udstyr).
• Kompleks geometrisk behandling: i stand til nemt at håndtere gear med aksler og indvendige gear.
• God overfladeglathed: Overfladekvaliteten som følge af den stærke skrabeproces kan reducere behovet for efterfølgende slibning væsentligt.

3. Varmebehandling og slibning (Lapping & Grinding)

Efter at den bløde bearbejdning er afsluttet, skal gearet gennemgå varmebehandling (normalt karburering) for at hærde overfladen. På grund af den lille deformation forårsaget af varmebehandling, skal gearene undergå "parring" korrektion:

Lapping:Sæt de små og store tandhjul sammen, tilsæt slibepasta og kør for at rette små fejl og sikre perfekt centrering af kontaktpunkter.

Slibning:For de højeste præcisionskrav (ISO 5) bruger vi hårdtandoverfladeslibeteknologi for at eliminere varmebehandlingsdeformation.

Vores evner:Vi tilbyder brugerdefinerede Hypoid-sæt med spidsdiameter (OD), der spænder fra små 3 mm til 300 mm. Uanset om du designer fingerled til humanoide robotter eller udvikler kraftige-aktuatorer, opfylder vores gear de strenge ISO-standarder.

Mens historisk berømt i bilindustrien, svaret påhvad bruges et hypoid gear tilhar ekspanderet betydeligt i den moderne automatiserings æra.

Robotik og automatisering

Dette er vores primære ekspertiseområde. Med vores evne til at producereModul 0,1 til 0,5 mikro-gear, hypoidsæt bruges i:

Robot led: Hvor der er behov for retvinklet-transmission med højt drejningsmoment og lavt slør.
Pluk og placer maskiner: Hvor hastighed og positioneringsnøjagtighed er altafgørende.

Medicinsk udstyr

Præcise medicinske værktøjer, såsom kirurgiske øvelser eller billedbehandlingsudstyr, kræver drev, der er både kompakte (OD < 10 mm) og støjsvage. Voresfosforbronzeeller hærdet stål hypoid sæt er ofte integreret i disse håndholdte enheder.

El-værktøj
Vinkelslibere og industrisave bruger hypoidgear til effektivt at levere højt drejningsmoment fra motoren til klingen, hvilket forhindrer værktøjet i at gå i stå under belastning.

Automotive (The Classic Use Case)

Næsten alle bag-hjulstrukne-køretøjer bruger et hypoidgear i differentialet til at overføre kraft fra drivakslen til hjulene.

Det handler om vedligeholdelse af gear. Nogle gange, når vi anbefaler nogle vedligeholdelsesforanstaltninger for gear til kunder, vil de spørge os - Hvorfor kræver de hypoide gear specielle smøremidler?

Derfor bruger vi denne artikel til at forklare årsagen -glidende handling.

I cylindriske tandhjul er tandoverfladen hovedsageligt udsat for rullefriktion. I Hypoid gearet glider tandfladerne mod hinanden under ekstremt højt tryk. Oliefilmen, der dannes af almindelig motorolie, kan kun forhindre rullefriktion, men under højtryksglidningen af ​​Hypoid gear, vil den almindelige oliefilm øjeblikkeligt briste, hvilket forårsager direkte metalkontakt, skrammer og endda fejl.

Hvad er en hypoid gearolie?

Hypoid gearolieer en smøreolie specielt formuleret medEkstremt pres (EP)tilsætningsstoffer.

Kemisk sammensætning:Disse tilsætningsstoffer indeholder typisk svovlphosphorforbindelser.

Arbejdsprincip: Når højtryksglidning forårsager lokal temperaturstigning, vil disse additiver reagere kemisk med metaloverfladen og danne en offerbeskyttelsesfilm (jernsulfid/jernphosphid) for at forhindre gearsvejsning eller slid.

Standard: Se efter smøremidler mærket med API GL-5-grad. Dette indikerer, at olien indeholder tilstrækkelige EP-additiver til at beskytte Hypoid-gearene i kraftige differentialer.

Er et Hypoid Gear i en Torsen Differential?

Normalt ikke internt, men eksternt forbundet. Torsen (Torque Sensing) differentialer bruger typisk Involute Spiral Gears eller specifikke krydsakse Spiral Gears internt til at styre momentfordelingen. Friktionen mellem disse gear giver en begrænset slip-funktion.

Selve Torsen-differentialet drives dog typisk af et sæt Hypoid Gear Sets (krone- og hjørnetænder) som det sidste drev. Så selvom Torsens interne mekanisme bruger spiralformede gear, udføres processen med at overføre kraft til differentialet næsten altid gennem Hypoid gearet.

Hvad er forskellen mellem Hypoid Gear og Spiral Bevel Gear?

Hovedforskellen mellem de to ligger i aksegeometri.

Spiral Spiral Gear: Akserne skærer hinanden i ét punkt (Skærende akser). Anvendes normalt til standard retvinklede drev.

Hypoid Gear: Akserne krydser ikke, og der er en forskydning.

Med hensyn til ydeevne, på grund af eksistensen af ​​Offset, kan diameteren af ​​tandhjulet på Hypoid-gearet designes til at være større end diameteren på spiralniveaupinonen for det simultanfortolkende dynamiske forhold. Det betyder, at Hypoid gearet har stærkere tandrodsstyrke og højere momentkapacitet. Derudover gør Hypoids glidende kontakt dens drift mere støjsvag, men det betyder også, at der skal bruges EP (Extreme Pressure) olie, mens Spiral level nogle gange kan bruge almindelig gearolie.

Kan Hypoid Gears være tilbage-drevet? (Låser de selv-?)

Nej, de er generelt ikke selv-låsende.

Unlike Worm Gear, Hypoid gears have a very high transmission efficiency (>90 %). Det betyder, at de normalt kan køres baglæns.

Hvis dit applikationsscenarie (såsom en kran eller løfteplatform) kræver selvlåsende funktion for at forhindre strømafbrydelser og fald, anbefaler vi, at du tjekker vores Custom Worm Gear Solutions. Hvis du stræber efter effektiv respons og dynamisk ydeevne af servomotorer, så er Hypoid gear et bedre valg.

Hvad er det bedste materiale til brugerdefinerede hypoidgear?

Forskellige applikationer har forskellige materialevalg.

Høj belastning/Automotive: Det mest almindeligt anvendte er kassehærdet stål, såsom SCM415 (20CrMo) eller AISI 8620. Efter varmebehandling er overfladens hårdhed høj, og slidstyrken er ekstrem stærk.

Medicinske/præcisionsinstrumenter: Til mikroapplikationer med små belastninger, men som kræver korrosionsbestandighed eller ikke-magnetiske egenskaber, bruger vi ofte fosforbronze eller rustfrit stål.

Hos Hasnheng kan vi behandle speciallegeringsgear fra Mod 0.1-5.0 til stålgear med høj hårdhed i henhold til dine tegningskrav og levere en komplet varmebehandlingsrapport for at sikre materialets ydeevne.

At vælge den rigtige gearpartner er lige så vigtig som at vælge den rigtige geartype. Hansheng Automation er en professionel gearproducent, der har specialiseret sig i at levere OEM/ODM og andre tjenester til kunder. Uanset om du designer mikrorobotter, der kræver modul 0.3 gearsæt eller små og mellemstore-industrielle drivenheder, kan vi give dig tilsvarende høj-præcision og høj-kvalitets gear.

Forstå vores kapacitet til fremstilling af gear:Specialfremstilling af gear

ISO 23509:2016 - Smig- og hypoidgeometri

ANSI/AGMA 2005-D03 - Designmanual til vinkelgear

API-publikation 1560 - Lubrication of Hypoid Gears

Hvad er et snekkegear? En-dybdegående analyse fra transmissionsprincipper til industrielle applikationer - Hansheng