Come Specificare Ingranaggio a vite senza fine: la lista di controllo completa per l'ingegnere

Iniziate con la velocità del motore (n₁) e la velocità di rotazione richiesta dell'albero di uscita (n₂). Il rapporto i = n₁ ÷ n₂ è il parametro di progettazione principale: tutto il resto ne consegue. Un motore a 4 poli a 1450 giri/min che aziona un albero che deve ruotare a 29 giri/min richiede un rapporto i = 50:1. Calcolate sempre prima il rapporto esatto richiesto, quindi selezionate il rapporto standard più vicino dal catalogo o specificate un rapporto personalizzato. I rapporti standard (10, 15, 20, 25, 30, 40, 50, 60, 80, 100:1) potrebbero non corrispondere esattamente alle vostre esigenze. I rapporti non standard sono disponibili con specifiche semi-personalizzate di Livello 3 senza necessità di nuovi utensili. Il rapporto di trasmissione determina anche se è possibile ottenere l'autobloccaggio: con rapporti elevati (≥ 30:1 con vite senza fine a singolo avviamento), l'autobloccaggio è generalmente possibile; con rapporti bassi, è necessaria una verifica.

Il numero di avviamenti determina simultaneamente due proprietà: capacità di autobloccaggio ed efficienza. Avviamento singolo (z1=1): angolo di elica ridotto → autobloccaggio nella maggior parte dei rapporti → efficienza 50–75%. Doppio avvio (z1=2): l'efficienza migliora a 72–82% → autobloccaggio marginale. Quattro avviamenti (z1=4): efficienza 83–90% → autobloccaggio non raggiungibile. Specificare z1=1 ogni volta che è richiesto il mantenimento del carico (autobloccaggio di sicurezza) — per nastri trasportatori inclinati, paranchi e giunti cobot. Verificare l'autobloccaggio alla temperatura massima di esercizio, non a temperatura ambiente: il coefficiente di attrito diminuisce con la temperatura, potenzialmente eliminando il comportamento di autobloccaggio in un azionamento che si autoblocca a 20 °C ma non a una temperatura dell'alloggiamento di 70 °C.

Il modulo viene selezionato in base alla coppia di uscita richiesta, non al rapporto. La relazione coppia-modulo per la ruota in bronzo allo stagno è: T₂_nominale ≈ 0,9 × m³ × z₂ × 120 MPa (approssimativo per ZCuSn10Pb1 a velocità moderata). Per una T₂ richiesta di 300 Nm a 50:1 (z₂=50): m³ ≥ 300 / (0,9 × 50 × 0,12) → m³ ≥ 55,6 → m ≥ 3,82 → selezionare M4. Moduli standard: M1, 1,25, 1,5, 2, 2,5, 3, 4, 5, 6, 8, 10. I moduli non standard (M3,5, M4,5, M7) richiedono utensili personalizzati di livello 4. Selezionare sempre un livello di modulo standard superiore al valore minimo calcolato per garantire un margine di fattore di servizio.

Coppia calcolata dall'applicazione: T₂ = F × r per meccanismi lineari (F = forza di carico, r = braccio di leva), oppure T₂ = P/ω per meccanismi rotativi. Applicare un fattore di servizio: 1,0–1,25 per carico costante e regolare (ventilatori, pompe); 1,5 per urti moderati (nastri trasportatori che si avviano sotto carico); 2,0–2,5 per urti forti (movimentazione materiali con potenziali inceppamenti, cicli di avvio-arresto elevati). La coppia di progetto T₂_progetto = T₂_carico × SF. La coppia del motore sull'albero di uscita ≠ coppia di progetto: T₂_motore = T_motore × i × η — la riduzione di efficienza significa che il motore deve fornire una coppia in ingresso maggiore della coppia di carico divisa per il rapporto.

Una volta definiti il ​​modulo, il numero di denti iniziali e il numero di denti, si determina la distanza tra gli assi: a = m(q + z₂)/2 dove q è il quoziente del diametro (tipicamente 8-16, spesso scelto come q=12 o q=10). Per M4, q=12, z₂=50: a = 4(12+50)/2 = 124 mm. La distanza tra gli assi non è una variabile libera. L'alloggiamento della macchina deve essere in grado di alloggiare la distanza tra gli assi calcolata entro la tolleranza richiesta per la classe di precisione (tipicamente ±0,10 mm per gli azionamenti standard, ±0,05 mm per gli azionamenti di precisione). La progettazione o la selezione dell'alloggiamento segue la distanza tra gli assi: non progettare prima l'alloggiamento e poi adattarvi il gruppo di ingranaggi.

Il foro è realizzato con tolleranza H7 (base foro standard). Tipo di accoppiamento albero: H7/k6 - accoppiamento di transizione, rimovibile per manutenzione; H7/n6 - interferenza leggera, assemblaggio permanente standard per carichi medi; H7/p6 - interferenza media, applicazioni con urti per carichi pesanti (richiede pressa idraulica o riscaldamento per l'assemblaggio). Diametri del foro non standard (qualsiasi valore, non solo i valori di catalogo) sono disponibili come personalizzazione di Livello 2 con tempi di consegna di 2-4 settimane e senza costi di attrezzaggio. Specificare esplicitamente il diametro del foro con una precisione di 0,1 mm e il tipo di accoppiamento. Gli alberi a vite senza fine duplex (gioco regolabile) richiedono un diverso accoppiamento albero: accoppiamento con gioco H7/g6 per consentire la regolazione assiale.

Le dimensioni della sede della chiavetta seguono la norma DIN 6885A in funzione del diametro del foro. Foro da 30 mm: chiavetta 8×7 mm (8 di larghezza × 7 di altezza). Foro da 50 mm: chiavetta 14×9 mm. Specificare: (1) standard della sede della chiavetta (DIN 6885A metrico predefinito), (2) tolleranza della larghezza della sede della chiavetta (JS9 per gioco normale; P9 per accoppiamento con chiavetta a interferenza), (3) se è necessario un foro per la vite di fermo. Se non è necessaria alcuna sede della chiavetta, specificarlo esplicitamente; in assenza di istruzioni, una sede della chiavetta verrà lavorata di serie su tutti i fori superiori a 10 mm. Se sono necessarie due sedi della chiavetta (a 90° di distanza per bilanciamento o ridondanza), ciò deve essere specificato al momento dell'ordine.

Il materiale dell'albero determina la durezza e la temprabilità; il materiale della ruota determina la resistenza all'abrasione e la robustezza. Questi sono un abbinamento: la combinazione corretta dipende dalla classe di servizio e dall'ambiente. D1 leggero: C45 temprato a induzione + ZCuSn10Pb1. D2 medio: 40Cr temprato a cuore + ZCuSn10Pb1. D3 pesante: SCM415 cementato + ZCuAl10Fe3. Alimentare/marino: SS316 + SS316 o SS316 + ZCuSn10Pb1. Indicare solo il grado dell'albero ("Ho bisogno di un albero 40Cr") non è sufficiente: è necessario specificare anche la lega della ruota. Un albero 40Cr rispetto a una ruota ZCuAl10Fe3 presenta un differenziale di durezza inadeguato in alcune condizioni; vedere il guida alla selezione dei materiali per le regole di abbinamento.

La classe di precisione DIN specifica la tolleranza ammissibile per deviazione del passo, deviazione del profilo, errore di passo e spessore del dente. DIN 12: commerciale (solo fresatura, uso industriale generale); DIN 9-10: industriale standard (fresatura + possibile rettifica di contatto); DIN 7-8: precisione (filettatura rettificata); DIN 5-6: alta precisione (rettificata e lappata, per azionamenti robotici e di posizionamento). Ogni livello di precisione inferiore raddoppia approssimativamente il costo di produzione. Specificare la classe minima richiesta dall'applicazione. Specificare una classe DIN 6 per un azionamento di un nastro trasportatore da magazzino aumenta i costi senza alcun vantaggio operativo; specificare una classe DIN 9 per un robot di indicizzazione produce errori di posizionamento. Indicare la classe di precisione richiesta insieme al tipo di applicazione in modo che Korea Ever-Power possa confermare che la specifica sia appropriata.

Il livello di documentazione deve corrispondere ai requisiti del vostro sistema qualità. Fornitura standard: certificato del materiale (con tracciabilità del numero di lotto) + rapporto di ispezione dimensionale CMM. Settore alimentare/HACCP: aggiungere rapporto sulla rugosità superficiale (misurazione Ra) + conferma di compatibilità del lubrificante NSF H1 + dichiarazione della zona HACCP. Settore navale/offshore: aggiungere certificato di prova di nebbia salina ASTM B117 di 500 ore. Dispositivi medici (ISO 13485): aggiungere riferimento di biocompatibilità ISO 10993-1 + registro del trattamento termico + certificato di collaudo del produttore. OEM automobilistico (PPAP): specificare il livello PPAP 1, 2 o 3. I requisiti di documentazione non possono sempre essere soddisfatti retroattivamente da un ordine spedito: specificarli al momento dell'ordine e Korea Ever-Power ne confermerà la disponibilità prima di accettare l'ordine.