Tipes ratte

1. Bekendstelling

Baie soorte ratte is 'n kritieke deel van ontelbare meganiese stelsels, oral gevind van motors tot industriële masjinerie en selfs alledaagse verbruikerselektronika.

Hulle werk deur rotasiekrag tussen masjienkomponente oor te dra, wat presiese beheer oor beweging toelaat, spoed, en wringkrag.

Ratte is noodsaaklik vir masjiene se gladde en doeltreffende werking, met verskillende tipes rat wat geskik is vir verskillende toepassings.

2. Wat is 'n Gear?

'n Rat is 'n meganiese komponent met tande wat met 'n ander tanddeel inskakel, dikwels 'n ander rat, om wringkrag en beweging oor te dra. Ratte kan wringkrag verhoog deur spoed op te offer, of hulle kan spoed verhoog ten koste van wringkrag.

Die doeltreffendheid en funksionaliteit van ratte hang af van hul vorm, grootte, materiaal, en hoe hulle met mekaar omgaan.

3. Verskillende parameters van ratte

Om die parameters van ratte te verstaan, is noodsaaklik vir die ontwerp van doeltreffende en betroubare ratstelsels. Hierdie parameters beïnvloed hoe ratte inskakel, hoeveel vrag hulle kan hanteer, en hul algehele prestasie in verskeie toepassings. Hier is 'n oorsig van die sleutelparameters:

1. Aantal tande

Die aantal tande op 'n rat is 'n fundamentele parameter wat sy ratverhouding en werkverrigting beïnvloed. Dit bepaal die rat se vermoë om met 'n ander rat in te skakel en beïnvloed die spoed en wringkraguitset.

• Ratverhouding: Die verhouding tussen die aantal tande op twee inmekaar ratte bepaal die spoed- en wringkragverhouding.
  Byvoorbeeld, 'n rat met 20 tande ineen met 'n rat met 40 tande het 'n ratverhouding van 1:2, wat beteken die groter rat sal teen die helfte van die spoed van die kleiner rat draai, maar met dubbel die wringkrag.

2. Hele diepte

Hele diepte verwys na die totale diepte van 'n rattand, wat beide die addendum en die dedendum insluit. Dit is van kritieke belang vir die versekering van behoorlike inwerking met aangrensende ratte.

• Addendum: Die hoogte van die rattand bo die steeksirkel.
• Om gegee te word: Die diepte van die tand onder die steeksirkel.

Hele diepte is noodsaaklik vir die bepaling van die rat se sterkte en die spasie wat nodig is vir die rattande om sonder inmenging in te pas.

3. Pitch Circle

Die steeksirkel is 'n denkbeeldige sirkel wat rol sonder om op die steeksirkel van 'n parende rat te gly. Dit is van kardinale belang om te verseker hoe ratte in wisselwerking en met mekaar inskakel.

• Waglopende deursnee: Die deursnee van die steeksirkel. Dit word gebruik om die ratverhouding te bereken en om te verseker dat ratte behoorlik inskakel.

4. Wortelsirkel

Die wortelsirkel is die sirkel wat deur die onderkant van die rattande se groewe gaan. Dit bepaal die minimum deursnee van die rat en is belangrik om die rat se sterkte en duursaamheid te verstaan.

• Wortel deursnee: Die deursnee van die sirkel wat die basisse van die tande verbind.

5. Buite sirkel

Die buitekring, of buite deursnee, is die sirkel wat deur die punte van die tande gaan. Dit is noodsaaklik om die rat se algehele grootte en speling te bepaal.

• Buite deursnee: Die deursnee gemeet vanaf die punt van een tand tot by die punt van die teenoorgestelde tand.

6. Waglopende deursnee

Stikdeursnee is die deursnee van die steeksirkel en is 'n kritieke parameter vir die berekening van die ratverhouding en om behoorlike ineenskakeling tussen ratte te verseker.

• Formule: Steekdeursnee = Aantal tande / Diametrale toonhoogte (vir keiserlike eenhede) of Pitch Diameter = (Aantal tande * Module) (vir metrieke eenhede).

7. Sirkelvormige toonhoogte

Sirkelsteek is die afstand tussen ooreenstemmende punte op aangrensende tande, gemeet langs die steeksirkel. Dit is belangrik om behoorlike ratgaas en belyning te verseker.

• Formule: Sirkelvormige toonhoogte = π * Waglopende deursnee / Aantal tande.

8. Module

Die module is 'n maatstaf van die grootte van die tande, gedefinieer as die verhouding van die steek deursnee tot die aantal tande. Dit word in die metrieke stelsel gebruik om ratgroottes te standaardiseer.

• Formule: Module = toonhoogte deursnee / Aantal tande.

9. Diametrale toonhoogte

Diametrale steek is die aantal tande per duim van die steekdeursnee. Dit word in die imperiale stelsel gebruik om ratgroottes te standaardiseer en is die omgekeerde van die module.

• Formule: Diametrale steek = Aantal tande / Waglopende deursnee.

10. Sirkeldikte

Sirkeldikte is die dikte van 'n rattand gemeet langs die steeksirkel. Dit beïnvloed die rat se sterkte en die doeltreffendheid van kragoordrag.

• Formule: Sirkeldikte = Sirkelvormige toonhoogte / 2.

4. Hoe ratte werk?

Ratte is meganiese toestelle, tipies sirkelvormig, met tande op hul rande wat gebruik word om rotasiekrag en wringkrag in masjiene oor te dra.

Werk in pare, ratte skakel hul tande in om gly te voorkom. In sirkelratte, die rotasiespoed en wringkrag bly konstant, terwyl nie-sirkelvormige ratte veranderlike spoed- en wringkragverhoudings skep.

Om konstante spoed en wringkrag te handhaaf, presiese ratprofielvorming is noodsaaklik. Wanneer die kleiner rat, of tandwiel, dryf die stelsel, dit verminder spoed en verhoog wringkrag.

Omgekeerd, as die tandwiel op die aangedrewe as is, spoed neem toe terwyl wringkrag afneem.

Asse wat die ratte vashou, moet behoorlik gespasieer wees en kan parallel gerangskik word, nie-parallel, kruisend, of nie-kruisende konfigurasies. Hierdie asse funksioneer as hefbome om rotasie en energie tussen ratte oor te dra.

Sleuteluitkomste van ratstelsels sluit in:

• Verhoog spoed: In 'n ratpaar waar 'n mens het 40 tande en die ander 20, die kleiner rat draai twee keer so vinnig om sinchronisasie te handhaaf, lei tot hoër spoed, maar verminderde wringkrag.
• Verhoog krag: ’n Kleiner rat met minder tande verminder spoed, maar verhoog krag, vereis meer wringkrag om te draai.
• Verander rigting: Wanneer twee ratte ineen, hulle draai in teenoorgestelde rigtings. Gespesialiseerde ratte word gebruik om draairigting of hoeke doeltreffend te verander.

5. Wat is die ontwerp van ratte?

Industriële toepassings gebruik 'n verskeidenheid ratte, elk ontwerp vir spesifieke doeleindes. Die hoofkenmerke wat tussen hierdie ratte verskil, sluit in:

• Ratvorm
• Tandontwerp en -konfigurasie
• Rat asse konfigurasie

Ratvorm

Ratte kan silindries wees (aansporing, helies) of konies (skuins) gebaseer op hul aansoek. Vorm beïnvloed hoe goed ratte inskakel, die hoeveelheid krag wat hulle kan hanteer, en hoeveel geraas hulle genereer.

Spoor ratte, byvoorbeeld, is hard teen hoë spoed, terwyl heliese ratte stiller en gladder werkverrigting bied as gevolg van die hoekige tande.

Tandontwerp en -konfigurasie

Ratte kan verskillende tandprofiele hê, elkeen geskik vir spesifieke take. Reguit tande (reguit ratte) werk goed vir eenvoudige, laespoed toepassings, terwyl heliese of spiraalvormige tande (helies, skuins ratte) verseker gladder betrokkenheid en groter doeltreffendheid teen hoër snelhede.

Rat-asse-konfigurasie

• Parallel: In parallelle konfigurasies, die skagte is in lyn op dieselfde vlak, en die dryf- en aangedrewe ratte draai in teenoorgestelde rigtings. Hierdie opstelling bied tipies hoë doeltreffendheid in bewegingsoordrag. Voorbeelde sluit in heliese ratte en tandstang-en-ratkasstelsels.
• Snijdende: Vir kruisende konfigurasies, die skagte kruis by 'n punt binne dieselfde vlak, bied hoë transmissiedoeltreffendheid soortgelyk aan parallelle opstellings. Kantelratte is 'n uitstekende voorbeeld van hierdie tipe.
• Nie-parallel en nie-kruisend: In konfigurasies waar skagte nie parallel of kruisend is nie, wat beteken dat hulle nie in lyn of op dieselfde vlak is nie, die oordragdoeltreffendheid is geneig om laer te wees. Wurmratte is 'n voorbeeld van hierdie kategorie.

6. Watter materiale word in ratte gebruik?

Die materiaal wat gebruik word om ratte te vervaardig, beïnvloed hul werkverrigting aansienlik, duursaamheid, en geskiktheid vir spesifieke toepassings. Verskillende materiale bied verskillende grade van sterkte, dra weerstand, en korrosieweerstand.

Hieronder is 'n paar van die materiaal wat die meeste in ratproduksie gebruik word:

Gerolde staal

Gewalste staal word algemeen vir ratte gebruik as gevolg van sy hoë sterkte en taaiheid. Dit word vervaardig deur warm- of koudwalsende staal deur 'n reeks rollers, die struktuur daarvan te verfyn en die meganiese eienskappe daarvan te verbeter.

Ratte gemaak van gerolde staal word dikwels in swaardienstoepassings gebruik, soos motortransmissies en industriële masjinerie, waar duursaamheid en impakweerstand deurslaggewend is.

Koudgewalste staal

Koudgewalste staal ondergaan 'n proses waar die staal afgekoel word nadat dit gerol is, wat sy sterkte en oppervlakafwerking verbeter. Hierdie proses bied beter dimensionele akkuraatheid en 'n gladder afwerking as warmgewalste staal.

Koudgewalste staalratte word dikwels gebruik in presisietoerusting wat streng toleransies vereis, soos horlosies en fyn instrumente, sowel as motor- en industriële toepassings.

Gereedskapstaallegerings

Gereedskapstaallegerings is bekend vir hul hardheid, dra weerstand, en die vermoë om hoë temperature te weerstaan. Hulle is ideaal vir die maak van ratte wat onderhewig is aan uiterste vragte en impakte.

Hierdie legerings bevat tipies hoë vlakke van koolstof, chroom, en ander elemente soos vanadium of wolfram, wat hul sterkte en duursaamheid verbeter. Gereedskapstaalratte word gebruik in toepassings soos snygereedskap en industriële masjinerie.

Ysterlegerings

Yster legerings, insluitend gietyster en rekbare yster, word wyd gebruik in die vervaardiging van ratte. Gietysterratte bied goeie slytasieweerstand, vibrasie demping, en bewerkbaarheid, maak hulle geskik vir groot, laespoedratte wat in toepassings soos vervoerbandstelsels en swaar masjinerie gebruik word.

Noedige yster bied beter taaiheid as gietyster, die verskaffing van 'n balans tussen sterkte en skokweerstand.

Vlekvrye staal

Vlekvrye staal word verkies vir ratte wat hoë korrosiebestandheid en duursaamheid vereis. Dit bevat chroom, wat 'n beskermende oksiedlaag op die oppervlak vorm, voorkoming van roes en korrosie.

Vlekvrye staal ratte word dikwels in voedselverwerkingstoerusting gebruik, mariene toepassings, en omgewings waar vog of chemikalieë teenwoordig is.

Koperlegerings

Koperlegerings, soos koper en brons, word gebruik in ratte waar lae wrywing, korrosieweerstand, en gemak van bewerking is noodsaaklik.

Hierdie ratte word tipies gevind in toepassings wat stiller werking en minder slytasie vereis, soos wurmratte, rigting, en bussies.

Koperlegerings word ook gewaardeer vir hul elektriese geleidingsvermoë, maak hulle geskik vir sommige gespesialiseerde elektriese toestelle.

Aluminiumlegerings

Aluminiumlegerings is liggewig en korrosiebestand, wat hulle geskik maak vir ratte wat in lae vrag gebruik word, hoëspoedtoepassings.

Ratte gemaak van aluminium word algemeen in lugvaart aangetref, robotika, en motorbedryf, waar die vermindering van gewig 'n prioriteit is.

Alhoewel nie so sterk soos staal nie, aluminiumlegerings kan behandel of bedek word om hul sterkte en slytweerstand te verbeter.

Plastiek ratte

Plastiekratte is liggewig, korrosiebestand, en bied glad, stil werking.

Gewoonlik gemaak van materiale soos nylon, asetaal, of polikarbonaat, plastiekratte word dikwels gebruik in toepassings wat lae geraas en lae wrywing vereis, soos drukkers, Huishoudelike toestelle, en klein masjiene.

Terwyl hulle nie soveel vrag as metaalratte kan hanteer nie, plastiekratte is ideaal vir lae krag, koste-effektiewe oplossings.

7. Tipes ratte

Ratte word geklassifiseer volgens hul tandvorm, as konfigurasie, en spesifieke doel. Om die verskillende soorte ratte te verstaan ​​is noodsaaklik om die toepaslike rat te kies om effektiewe kragoordrag in meganiese ontwerpe te verseker.

Gebaseer op tandvorm

1. Spur Gears

• • Eksterne Spur Gears: Die mees algemene tipe rat, met reguit tande wat parallel met die rat se as is. Hierdie ratte word gebruik om krag tussen parallelle asse oor te dra en is bekend vir hul doeltreffendheid en eenvoud.
  • Interne Spur Gears: Soortgelyk aan eksterne reguit ratte, die tande word op die binneoppervlak van 'n ratring gesny. Hulle word gebruik in toepassings waar spasiebesparing nodig is, soos planetêre ratstelsels.

2. Heliese ratte

• • Enkel Helical: Hierdie ratte het hoekige tande, wat gladder en stiller werking as reguit ratte bied. Die hoek van die tande maak voorsiening vir geleidelike inskakeling, vermindering van geraas en spanning tydens operasie.
  • Dubbel heliese: Ook bekend as visgraatratte, hierdie het twee stelle opponerende heliese tande. Die ontwerp kanselleer aksiale stuwing, maak hulle geskik vir swaar masjinerie met hoë vragte.
  • Skroef ratte: Soortgelyk aan heliese ratte, hulle word gebruik in toepassings waar nie-parallelle skagte benodig word. Hulle is ontwerp om wringkrag tussen twee nie-kruisende asse oor te dra.

3. Bevel Gears

• • Reguit ratte: Skuinsratte met reguit tande word gebruik om beweging tussen kruisende asse oor te dra, tipies teen 'n hoek van 90 grade. Hulle is doeltreffend, maar kan raserig wees onder vrag.
  • Spiraalratte: Hierdie het geboë tande, wat gladder werking en hoër vragvermoë bied as reguit skuinsratte. Hulle is ideaal vir hoëspoedtoepassings.
  • Miter Gears: 'n Tipe kegelrat waar die ratverhouding is 1:1, algemeen gebruik in toepassings wat gelyke spoed maar 'n verandering in rigting vereis.
  • Hipoïde ratte: Hierdie ratte het verskuiwende asse, wat voorsiening maak vir hoër wringkrag-oordrag en stiller werking. Hulle word algemeen in motor-ewenaars aangetref.
  • Zerol Gears: ’n Baster tussen reguit en spiraalvormige skuinsratte, bied 'n kompromie tussen gladde werking en gemak van vervaardiging.
  • Crown Bevel Gears: 'n Kegelrat waar die tande loodreg op die ratvlak is, bied unieke hoekkonfigurasies.

4. Visgraatratte
   Visgraatratte het 'n "V"-vormige tandpatroon en is bekend vir hul vermoë om swaar vragte te hanteer sonder om noemenswaardige aksiale druk te produseer. Hierdie ratte word dikwels in groot industriële masjiene en skepe gebruik.

1. 4. Tandstang- en tandratratte
      ’n Lineêre ratstelsel waar die tandwiel (sirkelvormige rat) pas in met 'n lineêre rat (rek) om rotasiebeweging in lineêre beweging om te skakel, word wyd gebruik in stuurstelsels en spoorweë.

4. Wurm ratte
   Wurmratte bestaan ​​uit 'n wurm (skroefagtige rat) en 'n wurmwiel. Hulle bied hoë wringkragvermindering in kompakte ruimtes en word in vervoerbandstelsels en hysbakke gebruik.

   

Spesiale tipes ratte

1. Interne ratte
   Interne ratte het tande wat aan die binnekant van 'n sirkelring gesny is. Hulle word dikwels met eksterne reguitratte in planetêre ratstelsels gepaard om hoë wringkrag en ruimtedoeltreffendheid te bereik.
2. Differensiële ratte
   Word hoofsaaklik in motorstelsels gebruik, ewenaarratte laat wiele toe om teen verskillende snelhede te draai terwyl wringkragverspreiding gehandhaaf word, noodsaaklik vir gladde draaie.
3. Planetêre ratte
   Planetêre ratte bestaan ​​uit 'n sentrale sonrat, planeet ratte, en 'n buitenste ring (interne rat). This design offers high torque density and is widely used in automatic transmissions and industrial equipment.

   

4. Sprockets
   Sprockets are used in chain drives, with teeth designed to engage with a chain or belt. They are commonly found in bicycles, motorcycles, and conveyor systems.
5. Spline Gears
   These gears feature grooves or teeth along their length and are used in mechanical couplings, allowing for torque transmission while permitting some movement along the axis.
6. Nylon Gears
   Nylon gears are lightweight and corrosion-resistant, offering smooth, stil werking. They are commonly used in small, low-power applications like printers and household appliances.

   

7. Rear-End Gears
   Found in automotive differentials, rear-end gears handle high torque transmission and are essential for ensuring proper wheel speed during vehicle turns.
8. Small Gears
   Klein ratte word gebruik in toepassings waar kompakte grootte en presiese bewegingsbeheer vereis word, soos in horlosies, instrumente, en klein masjinerie.

8. Oorwegings in Gear Design

Verskeie faktore beïnvloed ratontwerp, verseker dat die geselekteerde rat aan prestasie voldoen, koste bereken, en duursaamheidsvereistes:

• Begroting: Hoëprestasie materiaal, soos vlekvrye staal en gereedskapstaal, is duurder as basiese metale soos gietyster.
• Ruimtebeperkings: Kompakte toepassings gebruik dikwels planetêre ratte, wat hoë wringkrag-oordrag in 'n klein voetspoor bied.
• Transmissie behoeftes: Hoëspoedtoepassings kan heliese of skuinsratte bevoordeel vir gladde werkverrigting, terwyl lae spoed, hoë-wringkrag take gebruik dikwels wurm of reguit ratte.
• Diensvoorwaardes: Harde omgewings, soos dié wat vog of chemikalieë insluit, mag korrosiebestande materiale soos vlekvrye staal of nylon benodig.

9. Toepassings van Gears

Ratte word in talle nywerhede gebruik om spoed te beheer, wringkrag, en die rigting van beweging. Sleuteltoepassings sluit in:

• Motorstuurstelsels: Tandstang- en kleinrat-ratte omskep rotasiebeweging in lineêre beweging, wat presiese beheer oor die stuur moontlik maak.
• Ratkaste: In motors gevind, industriële masjinerie, en windturbines, ratkaste pas spoed en wringkrag aan.
• Lugvaart: Ratte word gebruik in vlugbeheerstelsels en enjins vir gladde, doeltreffende kragoordrag.
• Landboumasjinerie: Trekkers en stropers gebruik ratte om enjinkrag te bestuur en implemente aan te dryf.

'n Grafiek vir elke tipe rattoepassing

Tipes Toerusting	Toerusting Name	Tipiese produkte
Spur	Spur rat	Horlosies Treine Vliegtuie Wasmasjiene Kragsentrales
Helikaal	Enkel heliese rat Dubbele heliese rat Visgraattoerusting Skroef rat	Motorvoertuig Horlosies Gieterstelsels Huishoudelike gereedskap
Bevel	Reguit skuins rat Spiraal skuins rat Miter rat Heliese skuins rat Hipoïde rat Nul rat Kroontoerusting	Pompe Treine Vliegtuie Kragsentrales
Wurm	Wurm rat	Hysbakke Motorvoertuig
Rack Gear	Tandstang	Weeg balans Treine