Bagaimana caranya Menentukan Roda Gigi Cacing — Daftar Periksa Lengkap untuk Insinyur

Mulailah dengan kecepatan motor Anda (n₁) dan kecepatan poros keluaran yang dibutuhkan (n₂). Rasio i = n₁ ÷ n₂ adalah input desain utama — semua hal lainnya mengikuti dari situ. Motor 4 kutub pada 1450 RPM yang menggerakkan poros yang harus berputar pada 29 RPM membutuhkan i = 50:1. Selalu hitung rasio yang dibutuhkan terlebih dahulu, lalu pilih rasio katalog standar terdekat atau tentukan rasio khusus. Rasio standar (10, 15, 20, 25, 30, 40, 50, 60, 80, 100:1) mungkin tidak sesuai dengan kebutuhan Anda. Rasio non-standar tersedia pada spesifikasi semi-kustom Level 3 tanpa peralatan baru. Rasio roda gigi juga menentukan apakah penguncian otomatis dapat dicapai: pada rasio tinggi (≥ 30:1 dengan cacing ulir tunggal), penguncian otomatis biasanya dapat dicapai; pada rasio rendah, diperlukan verifikasi.

Jumlah ulir awal menentukan dua properti secara bersamaan: kemampuan penguncian otomatis dan efisiensi. Ulir tunggal (z1=1): sudut ulir dangkal → penguncian otomatis pada sebagian besar rasio → efisiensi 50–75%. Ulir ganda (z1=2): efisiensi meningkat menjadi 72–82% → penguncian otomatis marginal. Ulir empat (z1=4): efisiensi 83–90% → penguncian otomatis tidak dapat dicapai. Tentukan z1=1 setiap kali diperlukan penahan beban (penguncian otomatis pengaman) — untuk konveyor miring, kerekan, dan sambungan cobot. Verifikasi penguncian otomatis pada suhu operasi maksimum, bukan suhu sekitar: koefisien gesekan menurun seiring dengan suhu, berpotensi menghilangkan perilaku penguncian otomatis pada penggerak yang mengunci otomatis pada suhu 20°C tetapi tidak pada suhu housing 70°C.

Modul dipilih berdasarkan torsi keluaran yang dibutuhkan, bukan berdasarkan rasio. Hubungan torsi-modul untuk roda perunggu timah: T₂_terukur ≈ 0,9 × m³ × z₂ × 120 MPa (perkiraan untuk ZCuSn10Pb1 pada kecepatan sedang). Untuk T₂ yang dibutuhkan sebesar 300 Nm pada 50:1 (z₂=50): m³ ≥ 300 / (0,9 × 50 × 0,12) → m³ ≥ 55,6 → m ≥ 3,82 → pilih M4. Modul standar: M1, 1.25, 1.5, 2, 2.5, 3, 4, 5, 6, 8, 10. Modul non-standar (M3.5, M4.5, M7) memerlukan perkakas khusus Level 4. Selalu pilih satu langkah modul standar di atas nilai minimum yang dihitung untuk memberikan margin faktor layanan.

Torsi yang dihitung dari aplikasi: T₂ = F × r untuk mekanisme linier (F = gaya beban, r = lengan momen), atau T₂ = P/ω untuk mekanisme putar. Terapkan faktor layanan: 1,0–1,25 untuk beban konstan yang halus (kipas, pompa); 1,5 untuk guncangan sedang (konveyor yang mulai beroperasi di bawah beban); 2,0–2,5 untuk guncangan berat (penanganan material dengan potensi kemacetan, siklus tinggi mulai-berhenti). Torsi desain T₂_desain = T₂_beban × SF. Torsi motor pada poros keluaran ≠ torsi desain: T₂_motor = T_motor × i × η — pengurangan efisiensi berarti motor harus memasok torsi masukan lebih besar daripada torsi beban dibagi dengan rasio.

Setelah modul, jumlah awal, dan jumlah gigi ditetapkan, jarak pusat ditentukan: a = m(q + z₂)/2 di mana q adalah hasil bagi diameter (biasanya 8–16, sering dipilih sebagai q=12 atau q=10). Untuk M4, q=12, z₂=50: a = 4(12+50)/2 = 124 mm. Jarak pusat bukanlah variabel bebas. Rumah mesin harus mengakomodasi jarak pusat yang dihitung dalam toleransi yang dibutuhkan untuk kelas presisi (biasanya ±0,10 mm untuk standar, ±0,05 mm untuk penggerak presisi). Desain atau pemilihan rumah mengikuti jarak pusat — jangan mendesain rumah terlebih dahulu dan memasang set roda gigi padanya.

Lubang bor diproduksi dengan toleransi H7 (basis lubang standar). Tipe pemasangan poros: H7/k6 — pemasangan transisi, dapat dilepas untuk perawatan; H7/n6 — interferensi ringan, perakitan permanen standar untuk beban sedang; H7/p6 — interferensi sedang, aplikasi peredam kejut beban berat (membutuhkan mesin pres hidrolik atau pemanasan untuk perakitan). Diameter lubang bor non-standar (nilai berapa pun, bukan hanya langkah katalog) tersedia sebagai pesanan khusus Level 2 dengan waktu tunggu 2–4 minggu dan tanpa biaya perkakas. Tentukan diameter lubang bor hingga 0,1 mm dan tipe pemasangan secara eksplisit. Poros cacing dupleks (celah yang dapat disesuaikan) memerlukan pemasangan poros yang berbeda — pemasangan celah H7/g6 untuk memungkinkan penyesuaian aksial.

Dimensi alur pasak mengikuti DIN 6885A sebagai fungsi dari diameter lubang. Lubang 30 mm: pasak 8×7 mm (lebar 8 × tinggi 7). Lubang 50 mm: pasak 14×9 mm. Tentukan: (1) standar alur pasak (standar metrik DIN 6885A), (2) toleransi lebar alur pasak (JS9 untuk jarak bebas normal; P9 untuk pasak interferensi), (3) apakah lubang sekrup pengunci diperlukan. Jika tidak diperlukan alur pasak, nyatakan ini secara eksplisit — tanpa instruksi, alur pasak akan dikerjakan pada semua lubang di atas 10 mm sebagai standar. Jika diperlukan dua alur pasak (terpisah 90° untuk penyeimbangan atau redundansi), ini harus ditentukan pada saat pemesanan.

Material poros menentukan kekerasan dan kemampuan pengerasan; material roda menentukan ketahanan terhadap gesekan dan kekuatan. Keduanya merupakan pasangan — kombinasi yang tepat bergantung pada kelas tugas dan lingkungan. D1 ringan: C45 yang dikeraskan dengan induksi + ZCuSn10Pb1. D2 sedang: 40Cr yang dikeraskan secara menyeluruh + ZCuSn10Pb1. D3 berat: SCM415 yang dikarburisasi + ZCuAl10Fe3. Makanan/kelautan: SS316 + SS316 atau SS316 + ZCuSn10Pb1. Hanya menyebutkan grade poros ('Saya membutuhkan poros 40Cr') tidak cukup — paduan roda juga harus ditentukan. Poros 40Cr terhadap roda ZCuAl10Fe3 memiliki perbedaan kekerasan yang tidak memadai dalam beberapa kondisi; lihat panduan pemilihan material untuk aturan pemasangan.

Kelas presisi DIN menentukan toleransi yang diizinkan pada penyimpangan ulir, penyimpangan profil, kesalahan jarak antar gigi, dan ketebalan gigi. DIN 12: komersial (hanya digergaji, industri umum); DIN 9–10: industri standar (digergaji + kemungkinan digerinda); DIN 7–8: presisi (digerinda ulir); DIN 5–6: presisi tinggi (digerinda dan dipoles, untuk penggerak robot dan pemosisian). Setiap langkah yang lebih ketat akan meningkatkan biaya produksi secara signifikan. Tentukan kelas minimum yang dibutuhkan aplikasi Anda. Spesifikasi DIN 6 yang berlebihan untuk penggerak konveyor gudang akan menambah biaya tanpa manfaat operasional; spesifikasi DIN 9 yang kurang untuk robot pengindeksan akan menghasilkan kesalahan posisi. Nyatakan kelas presisi yang dibutuhkan bersamaan dengan jenis aplikasi agar Korea Ever-Power dapat memastikan spesifikasi tersebut sesuai.

Tingkat dokumentasi harus sesuai dengan persyaratan sistem mutu Anda. Pasokan standar: sertifikat material (nomor heat yang dapat ditelusuri) + laporan inspeksi dimensi CMM. Makanan / HACCP: tambahkan laporan kekasaran permukaan (pengukuran Ra) + konfirmasi kompatibilitas pelumas NSF H1 + pernyataan zona HACCP. Kelautan / lepas pantai: tambahkan sertifikat uji semprot garam ASTM B117 500 jam. Alat kesehatan (ISO 13485): tambahkan referensi biokompatibilitas ISO 10993-1 + catatan perlakuan panas + sertifikat uji pabrik. OEM Otomotif (PPAP): tentukan PPAP Level 1, 2, atau 3. Persyaratan dokumentasi tidak selalu dapat dipenuhi secara retrospektif dari pesanan yang telah dikirim — nyatakan pada saat pemesanan, dan Korea Ever-Power akan mengkonfirmasi ketersediaan sebelum menerima pesanan.