Produktbeschreibung

Autoteilebereich: Getriebe, Untersetzungsgetriebe

 

Wie man die hohe Qualität einer Schneckenwelle sicherstellt

Die Vorteile einer Schneckenwelle sind vielfältig. Sie ist einfacher herzustellen, da kein manuelles Richten erforderlich ist. Zu den Vorteilen zählen geringerer Wartungsaufwand, niedrigere Kosten und eine einfachere Installation. Darüber hinaus ist diese Wellenart deutlich weniger anfällig für Beschädigungen durch manuelles Richten. Dieser Artikel untersucht die verschiedenen Aspekte, die die Qualität einer Schneckenwelle bestimmen. Er behandelt außerdem den Fußpunkt, den Wurzeldurchmesser und die Belastbarkeit.

Wurzeldurchmesser

Bei der Auswahl von Schneckengetrieben gibt es verschiedene Alternativen. Die Wahl hängt vom verwendeten Getriebe und den Fertigungsoptionen ab. Die Standardprofilparameter von Schneckengetrieben sind in der Fachliteratur und den Herstellerangaben beschrieben und werden für Geometrieberechnungen verwendet. Die gewählte Variante wird dann in die Hauptberechnung einbezogen. Für eine genaue Berechnung müssen jedoch lediglich die Festigkeitsparameter und die Übersetzungsverhältnisse berücksichtigt werden. Hier sind einige Tipps zur Auswahl des passenden Schneckengetriebes.
The root diameter of a worm equipment is measured from the middle of its pitch. Its pitch diameter is a standardized benefit that is determined from its stress angle at the stage of zero gearing correction. The worm equipment pitch diameter is calculated by incorporating the worm’s dimension to the nominal centre length. When defining the worm gear pitch, you have to maintain in head that the root diameter of the worm shaft must be scaled-down than the pitch diameter.
Bei Schneckengetrieben ist eine gleichmäßige Kraftverteilung durch die Verzahnung erforderlich. Dazu muss die Zahnflanke der Schnecke im Längs- und Mittellinienbereich konvex sein. Die Zahnform, das sogenannte Schneckenprofil, ähnelt einem Schrägverzahnungsprofil. Typischerweise beträgt der Schneckendurchmesser deutlich mehr als ein Viertelzoll. Eine Abweichung von 0,5 Zoll ist jedoch ausreichend.
Yet another way to determine the gearing efficiency of a worm shaft is by hunting at the worm’s sacrificial wheel. A sacrificial wheel is softer than the worm, so most wear and tear will occur on the wheel. Oil examination stories of worm gearing models virtually constantly display a substantial copper and iron ratio, suggesting that the worm’s gearing is ineffective.

Dedendum

Der Fußpunkt einer Schneckenwelle bezeichnet die radiale Länge ihrer Zähne. Der Teilkreisdurchmesser und der Hauptdurchmesser bestimmen den Fußpunkt. Im angloamerikanischen Maßsystem wird der Teilkreisdurchmesser als Diametralteilung bezeichnet. Weitere Parameter sind die Zahnbreite und der Abrundungsradius. Die Zahnbreite beschreibt die Breite des Zahnrads ohne Nabenvorsprünge. Der Abrundungsradius misst den Radius an der Schneide und beschreibt eine trochoidale Kurve.
Der Durchmesser einer Nabe wird an ihrem Außendurchmesser gemessen, ihr Überstand ist die Länge, um die die Nabe über die Zahnradachse hinausragt. Es gibt zwei Arten von Kopfkreisverzahnungen: solche mit schnellem Kopfkreis und solche mit langem Kopfkreis. Die Zahnräder selbst besitzen eine Keilnut (eine in Welle und Bohrung eingearbeitete Nut). In die Keilnut ist ein Passstift eingesetzt, der in die Welle passt.
Schneckengetriebe übertragen die Bewegung von zwei nicht parallelen Wellen und haben eine linienförmige Verzahnung. Der Teilkreis besteht aus zwei oder mehr Kreisbögen, und Schnecke und Kettenrad werden von Wälzlagern gelagert. Schneckengetriebe weisen eine hohe Reibung auf und verschleißen an Zahnschmelz und Laufflächen. Weitere Informationen zu Schneckengetrieben finden Sie in den folgenden Definitionen.

CZPT’s whirling method

Das Wirbelverfahren ist eine moderne Fertigungstechnik, die das Gewindefräsen und Wälzfräsen ersetzt. Es senkt die Produktionskosten und verkürzt die Bearbeitungszeiten, selbst bei der Herstellung von Präzisionsschnecken. Zudem reduziert es den Bedarf an Gewindeschleifen und die Oberflächenrauheit. Auch das Gewinderollen wird dadurch verringert. Im Folgenden erfahren Sie mehr über die Funktionsweise des CZPT-Wirbelverfahrens.
Das Wirbelverfahren mit der Schneckenwelle eignet sich zur Herstellung verschiedenster Schraubenarten und Schnecken. Es ermöglicht die Fertigung von Schneckenwellen mit Außendurchmessern bis zu 2,5 Zoll. Anders als bei anderen Wirbelverfahren dient die Schneckenwelle als Verschleißteil, und eine Nachbearbeitung ist nicht erforderlich. Ein Wirbelrohr erzeugt gekühlte Druckluft für die Niederdruckebene. Bei Bedarf wird dem Gemisch Öl beigemischt.
Eine weitere Methode zur Härtung einer Schneckenwelle ist die Induktionshärtung. Dabei handelt es sich um ein Hochfrequenzverfahren, das Wirbelströme in metallischen Werkstücken erzeugt. Je höher die Frequenz, desto größer die Oberflächenwärme. Mit Induktionserwärmung lassen sich gezielt bestimmte Bereiche der Schneckenwelle härten. Die Länge der Schneckenwelle wird dabei in der Regel verkürzt.
Schneckengetriebe bieten gegenüber Standardgetrieben zahlreiche Vorteile. Bei sachgemäßer Anwendung sind sie zuverlässig und äußerst effizient. Durch Beachtung geeigneter Einrichtungshinweise und Schmierrichtlinien erreichen Schneckengetriebe die gleiche Zuverlässigkeit wie andere Getriebearten. Der Artikel von Ray Thibault, Maschinenbauingenieur an der University of Virginia, ist ein hervorragender Leitfaden zur Schmierung von Schneckengetrieben.

Belastbarkeit einstellen

Die Verschleißbelastung einer Schneckenwelle ist ein entscheidender Parameter für die Effizienz eines Getriebes. Schnecken können mit verschiedenen Übersetzungsverhältnissen gefertigt werden, und die Form der Schneckenwelle sollte dies widerspiegeln. Um die Verschleißbelastbarkeit einer Schnecke zu ermitteln, kann man ihre Geometrie betrachten. Schnecken werden üblicherweise mit Zähnen von einem bis vier und bis zu zwölf Zähnen hergestellt. Die Wahl der geeigneten Zähnezahl hängt von verschiedenen Faktoren ab, darunter die Optimierungsanforderungen wie Leistung, Gewicht und Achslänge.
Die Zahnkräfte in Schneckengetrieben steigen mit zunehmender Energiedichte, was zu einer stärkeren Durchbiegung der Schneckenwelle führt. Dies reduziert die Belastbarkeit, senkt den Wirkungsgrad und erhöht die NVH-Werte (Geräusche, Vibrationen, Rauheit). Fortschritte bei Schmierstoffen und Bronzematerialien, kombiniert mit einer deutlich verbesserten Fertigungsqualität, haben eine kontinuierliche Steigerung der Energiedichte ermöglicht. Diese drei Faktoren bestimmen gemeinsam die Belastbarkeit Ihres Schneckengetriebes. Es ist daher unerlässlich, alle drei Variablen zu berücksichtigen, bevor Sie das passende Zahnprofil auswählen.
Die Mindestanzahl der Zähne eines Getriebes hängt vom Eingriffswinkel bei Null-Verzahnung ab. Der Schneckendurchmesser d1 ist beliebig und hängt von einem festgelegten Modulwert mx oder mn ab. Schnecken und Zahnräder mit unterschiedlichen Übersetzungsverhältnissen sind austauschbar. Eine Evolventen-Schnecke gewährleistet optimalen Eingriff und Laufverhalten und sorgt für höhere Präzision und längere Lebensdauer. Die Evolventen-Schnecke ist außerdem ein wichtiger Bestandteil eines Zahnrads.
Schneckengetriebe sind eine historische Getriebeart. Eine zylindrische Schnecke greift in ein Zahnrad ein, um die Drehzahl zu minimieren. Schneckengetriebe werden auch als Antriebsmotoren eingesetzt. Wenn Sie ein Getriebe suchen, könnte es eine gute Option sein. Falls Sie ein Schneckengetriebe in Betracht ziehen, sollten Sie unbedingt dessen Belastbarkeit und Schmierstoffbedarf prüfen.

NVH-Maßnahmen

Das NVH-Verhalten einer Schneckenwelle wird mithilfe der Finite-Komponenten-Methode bestimmt. Die Simulationsparameter werden mit dieser Methode definiert und experimentelle Schneckenwellen mit den Simulationsergebnissen verglichen. Die Ergebnisse zeigen eine große Abweichung zwischen den simulierten und experimentellen Werten. Darüber hinaus hängt die Biegesteifigkeit der Schneckenwelle stark von der Geometrie der Schneckenradverzahnung ab. Folglich kann eine großzügig dimensionierte Schneckenradverzahnung dazu beitragen, die NVH-Eigenschaften (Geräusch- und Schwingungseffekte) der Schneckenwelle zu minimieren.
To determine the worm shaft’s NVH habits, the primary axes of moment of inertia are the diameter of the worm and the quantity of threads. This will impact the angle between the worm tooth and the efficient distance of every tooth. The length among the principal axes of the worm shaft and the worm gear is the analytical equal bending diameter. The diameter of the worm gear is referred to as its efficient diameter.
Die erhöhte Leistungsdichte eines Schneckengetriebes führt zu höheren Kräften an den entsprechenden Zähnen. Dies birgt das Potenzial für eine entsprechende Erhöhung der Durchbiegung des Schneckengetriebes, was sich negativ auf dessen Leistung und Verschleißfestigkeit auswirkt. Darüber hinaus erfordert die steigende Leistungsdichte eine höhere Fertigungsqualität. Die stetigen Fortschritte bei Bronzewerkstoffen und Schmierstoffen haben die kontinuierliche Steigerung der Leistungsdichte ebenfalls begünstigt.
Die Verzahnung des Schneckengetriebes bestimmt die Durchbiegung der Schneckenwelle. Die Biegesteifigkeit der Schneckengetriebeverzahnung wird mithilfe einer zahnabhängigen Biegesteifigkeit berechnet. Die Durchbiegung wird anschließend unter Berücksichtigung der Steifigkeiten der einzelnen Abschnitte der Schneckenwelle in einen Steifigkeitswert umgerechnet. Wie in Abbildung 5 dargestellt, wird dort ein Querschnitt einer zweigängigen Schnecke abgebildet.