Khớp nối bánh răng trục là một thành phần truyền động hiệu suất cao-tích hợp khả năng bù lệch của khớp nối bánh răng với khả năng truyền mô-men xoắn hiệu quả và khả năng trượt dọc trục của cặp bánh răng trục. Đặc điểm thiết kế quan trọng nhất của nó là lỗ khoan bên trong của vòng bánh răng bên trong của nó là lỗ khoan có rãnh chứ không phải lỗ khoan trơn và đầu trục giao phối cũng phải được gia công với một trục xoay bên ngoài tương ứng.
Cấu trúc này tạo ra "chia lưới kép"-trục xoay chịu trách nhiệm truyền mô-men xoắn và chuyển động dọc trục giữa trục và trục, trong khi cặp bánh răng kết nối hai đầu và bù cho độ lệch hướng tâm và góc.
Sự khác biệt giữa hai hồ sơ răng
Dựa trên các cấu hình răng spline khác nhau, spline chủ yếu được chia thành hai loại, khác nhau về hiệu suất và tiêu chuẩn:
| Kiểu | Đặc điểm hồ sơ răng | Ưu điểm cốt lõi | Tiêu chuẩn chính | Kịch bản áp dụng |
| Khớp nối Spline liên quan | Hình dạng răng không liên tục, với các góc áp lực thường là 30 độ, 37,5 độ hoặc 45 độ | Khả năng tự định tâm-tốt, độ bền chân răng cao, mức độ tập trung ứng suất thấp và tuổi thọ lâu dài. Khả năng chịu tải-cao và độ chính xác cao | GB/T 3478 (Tiêu chuẩn quốc gia), ISO 4156, DIN 5480, v.v. | Lựa chọn phổ biến cho hầu hết các ứng dụng truyền tải-nặng, tốc độ-cao và chính xác |
| Khớp nối spline hình chữ nhật | Biên dạng răng là hình chữ nhật, các cạnh là các đường thẳng song song | Tương đối đơn giản để sản xuất và chi phí thấp | GB/T 1144 | Các ứng dụng đang giảm dần trong các thiết kế mới cho hộp số thông thường hoặc trang bị thêm cho thiết bị cũ có yêu cầu về độ chính xác định tâm không cao và tải ổn định |
Sự khác biệt so với Khớp nối xi lanh-thẳng
"Ống -thẳng" dùng để chỉ khớp nối bánh răng truyền thống có lỗ trong thẳng, nhẵn, được nối với trục bằng một hoặc nhiều phím dẹt. Sự khác biệt cơ bản giữa hai phương pháp này là ở phương pháp "kết nối trục{2}}trung tâm".
Khớp nối bánh răng Khớp nối bánh răng ống-thẳng
| Kích thước so sánh |
|
|
| Phương thức kết nối | Chia lưới theo chu vi nhiều-răng, đầy đủ{1}}. Răng spline được phân bổ đều dọc theo toàn bộ chu vi và tham gia vào hoạt động đồng thời. | Liên hệ một điểm hoặc hai điểm. Mô-men xoắn được truyền qua các cạnh của một hoặc hai phím phẳng; chìa khóa và rãnh then có liên hệ cục bộ. |
| Truyền mô-men xoắn | Tải trọng được phân bổ đều trên tất cả các răng then hoa chia lưới, dẫn đến khả năng chịu tải-cao và phân bổ ứng suất đồng đều. | Tải trọng tập trung nhiều ở một khu vực cục bộ của rãnh then, dễ dẫn đến tập trung ứng suất và là điểm yếu của trục. |
| Tác dụng làm suy yếu sức bền của trục | Bé nhỏ. Tác động làm suy yếu của các rãnh then trên mặt cắt ngang trục-là đồng đều và liên tục, với hệ số tập trung ứng suất thấp. | Lớn. Các rãnh then (đặc biệt là các rãnh then-phay cuối) gây ra những thay đổi đột ngột trên mặt cắt-trục, dẫn đến sự tập trung ứng suất cao và làm giảm đáng kể độ bền mỏi của trục. |
| Độ chính xác định tâm | Cực kỳ cao. Việc định tâm tự động đạt được thông qua sự ăn khớp của các răng then, đảm bảo độ đồng trục cao giữa vòng bánh răng trong và trục. | Độ chính xác thấp hơn. Dựa vào dung sai vừa khít của chìa khóa và rãnh then, dẫn đến khe hở và xu hướng lệch tâm và lệch tâm. |
| Khả năng chuyển động dọc trục | Một trong những chức năng cốt lõi. Bản thân cặp chốt được thiết kế để cho phép vòng bánh răng bên trong trượt chính xác theo trục trên trục trong khi liên tục truyền mô-men xoắn. | Căn bản là thiếu. Vòng bánh răng bên trong thường được cố định theo trục và không thể sử dụng trong các ứng dụng yêu cầu chuyển động dọc trục. |
| Định hướng ứng dụng- | Được thiết kế cho các ứng dụng chịu tải nặng, tốc độ{1}}cao, độ chính xác cao-yêu cầu bù dịch chuyển dọc trục. | Thích hợp cho các ứng dụng công nghiệp thông thường với tải trọng ổn định, căn chỉnh cố định và không yêu cầu chuyển động dọc trục. |
Tại sao thiết kế cốt lõi lại là "loại{0}}spline"?
Việc sử dụng các kết nối spline nhằm giải quyết một cách có hệ thống các khiếm khuyết cố hữu của các kết nối then chốt hình nòng thẳng-trong điều kiện làm việc khắc nghiệt, đạt được các mục tiêu kỹ thuật quan trọng sau đây
1. Giải quyết vấn đề tập trung ứng suất và mỏi: Dưới-tần số cao, mô-men xoắn thay đổi tải-nặng, gốc của rãnh then là điểm khởi đầu điển hình cho các vết nứt mỏi. Việc chia lưới nhiều răng của trục xoay giúp phân tán tải trọng, làm cho trục chịu ứng suất đều hơn, cải thiện cơ bản độ tin cậy và tuổi thọ của hệ thống trục truyền động.
2. Đạt được chức năng kết hợp "truyền mô-men xoắn + trượt dọc trục": Đây là chức năng cốt lõi mà phím thẳng không thể đạt được. Nhiều máy chính xác (chẳng hạn như hệ thống cấp liệu máy công cụ lớn) hoặc hệ thống giãn nở nhiệt yêu cầu các bộ phận thực hiện định vị trục chính xác hoặc chuyển động bù trong quá trình truyền. Cặp Spline đáp ứng hoàn hảo yêu cầu này, khiến chúng trở thành cặp chuyển động tuyến tính quay.
3. Theo đuổi độ cân bằng động và độ chính xác truyền cao hơn: Các kết nối Spline mang lại độ đồng trục tuyệt vời, đưa tâm khối quay đến gần trục lý thuyết hơn. Điều này rất quan trọng đối với thiết bị vận hành ở tốc độ cao-, giúp giảm đáng kể độ rung và đảm bảo quá trình truyền trơn tru và chính xác.
4. Đạt được khả năng truyền mô-men xoắn cực cao trong một không gian nhỏ gọn: Các cặp Spline sử dụng vật liệu của toàn bộ chu vi, dẫn đến mật độ mô-men xoắn vượt xa mật độ mô-men xoắn của các phím phẳng. Điều này có nghĩa là dưới cùng những hạn chế về đường kính trục và không gian hướng tâm, các loại spline có thể truyền mô-men xoắn lớn hơn, giúp thiết kế thiết bị nhỏ gọn và hiệu quả hơn.
Sự khác biệt đáng kể trong các kịch bản ứng dụng
Các ứng dụng điển hình của khớp nối bánh răng xoay
• Truyền động chính xác yêu cầu trượt dọc trục: Trục cấp liệu thẳng đứng của máy tiện đứng lớn và các trung tâm gia công phay và phay; kết nối nổi dọc trục của băng thử nghiệm hộp số/hộp số.
• Tải trọng cực lớn và tải trọng va đập: Các khớp nối vạn năng của máy cán-hạng nặng; truyền động chính của máy khoan hầm; hệ thống truyền động chính của máy nghiền khai thác lớn.
• Yêu cầu về hiệu suất động-tốc độ cao,{1}}cao: Kết nối truyền động của máy nén ly tâm và tua-bin khí tốc độ cao-; hệ thống trục đẩy tàu (bù các lỗi lắp đặt và giãn nở nhiệt).
Các ứng dụng điển hình của Khớp nối bánh răng trụ thẳng (có khóa)
• Đã sửa lỗi-lắp đặt các bộ truyền lực chung: Các kết nối đầu vào và đầu ra của hầu hết các quạt, máy bơm, bộ giảm tốc-có mục đích chung và băng tải; các thiết bị này được đặt ở giữa và cố định, không yêu cầu chuyển động dọc trục.
• Thiết bị tải phương tiện vận hành-ổn định-nhạy cảm-nhạy cảm và ổn định{2}}về chi phí.
