Helical vs Spur Planetary Gearbox: อันไหนให้ฟันเฟืองที่ต่ำกว่าและแรงบิดที่สูงกว่า?

เมื่อเอนด์เอฟเฟกต์ของแขนหุ่นยนต์ลอยไปครึ่งมิลลิเมตรหลังจากคืนฤดูหนาวที่หนาวเย็น ผู้ต้องสงสัยคนแรกมักจะคือตัวเข้ารหัส แต่เมื่อคุณเปลี่ยนตัวเข้ารหัสและการดริฟท์กลับคืนมา ปัญหาที่แท้จริงมักจะอยู่ที่ฟันเฟืองของกระปุกเกียร์ สิ่งเดียวกันนี้เกิดขึ้นบนโต๊ะหมุน สายพานลำเลียงแบบกำหนดตำแหน่ง และแกนบังคับเลี้ยว AGV สิ่งที่ดูเหมือนว่าปัญหาการควบคุมแท้จริงแล้วคือช่องว่างเชิงกลระหว่างมอเตอร์และโหลด

สำหรับระบบขับเคลื่อนที่มีความแม่นยำใดๆ ที่ต้องการรวมระยะฟันเฟืองต่ำเข้ากับแรงบิดสูง ตัวเลือกตัวลดมักจะขึ้นอยู่กับสถาปัตยกรรมสองแบบ: ดาวเคราะห์แบบเกลียวและดาวเคราะห์แบบเดือย หลังจากเปรียบเทียบทั้งในพื้นที่การผลิตและการติดตั้งภาคสนามแล้ว ข้อสรุปก็ชัดเจน กล่องเกียร์ Helical Planetary ให้ระยะฟันเฟืองที่ต่ำกว่าและแรงบิดที่สูงขึ้นต่อขนาดเฟรม และทำได้โดยไม่กระทบต่อประสิทธิภาพในการใช้งาน กล่องเกียร์ Spur Planetary ยังคงมีทางเลือกในการออกแบบที่เน้นต้นทุนหรือเน้นประสิทธิภาพ แต่ช่องว่างในฟันเฟืองและความหนาแน่นของแรงบิดนั้นมีอยู่จริงและสามารถวัดได้

Backlash: ที่ที่ Helical ดึงไปข้างหน้า

ฟันเฟืองคือการเล่นเชิงมุมที่วัดที่เอาต์พุตกระปุกเกียร์เมื่ออินพุตกลับด้าน โดยจะกำหนดว่าโหลดสามารถหมุนได้ไกลแค่ไหนก่อนที่ฟันที่อยู่ด้านขับเคลื่อนจะสัมผัสกัน สำหรับกระปุกเกียร์เดือยดาวเคราะห์ ฟันจะประกอบกันเป็นแนวขนานกับแกนเฟือง นั่นทำให้ตาข่ายมีโครงสร้างที่เรียบง่าย แต่ยังบังคับให้มีระยะห่างฟันขั้นต่ำหรือเกียร์พันกัน ในซีรีส์ SPE และ SPF ของเรา ค่าแบ็คแลชมาตรฐานอยู่ที่ 10 ถึง 15 อาร์คมิน ส่วนรุ่นพรีเมียมภาคพื้นดินจะมีค่าอาร์คมิน 5 ถึง 8 อาร์มิน

กล่องเกียร์ดาวเคราะห์แบบเฮลิคอลใช้ฟันที่ตัดเป็นมุมเกลียว โดยทั่วไปคือ 15 ถึง 20 องศา ตาข่ายประกอบกันอย่างต่อเนื่องจากขอบฟันด้านหนึ่งไปอีกด้าน หน้าสัมผัสแบบกลิ้งนี้ช่วยให้ฟันเรียงตัวกันแน่นยิ่งขึ้น กระปุกเกียร์เฮลิคอลซีรีส์ FB มาตรฐานสามารถเก็บได้ 3 ถึง 5 อาร์มิน และช่วงฟันเฟืองต่ำของ FL เก็บได้ 1 ถึง 3 อาร์มิน โดยไม่จำเป็นต้องใช้กลไกที่ปรับได้แยกต่างหาก

ผลที่ตามมาที่มองเห็นได้ในระดับเครื่องจักรคือ: ตัวลดขนาด 10:1 ที่มีฟันเฟืองเอาท์พุต 12 อาร์คมิน แปลเป็นข้อผิดพลาดในการวางตำแหน่ง 0.2 มม. บนรัศมีแขน 150 มม. ตัวลดขนาดเดียวกันกับตาข่ายเกลียว 3 อาร์มินจะมีขนาดต่ำกว่า 0.05 มม. ความแตกต่างนั้นมักจะเป็นเส้นแบ่งระหว่างการปรับปรุงพาเลทและการขนส่ง

ข้อมูลจำเพาะทั่วไปในระดับการผลิต

กล่องเกียร์ดาวเคราะห์แบบเฮลิคอลซีรีส์ FB และ FL ของเจ้อเจียงไซยาถูกสร้างขึ้นสำหรับหน้าต่างที่มีฟันเฟืองต่ำและมีแรงบิดสูงขึ้น ครอบคลุมขนาดเฟรมตั้งแต่ 60 มม. ถึง 220 มม. และมีจำหน่ายแบบระยะฟันเฟืองแบบมาตรฐานหรือแบบแม่นยำ

กล่องเกียร์ Helical Planetary ซีรีส์ FB สำหรับการใช้งานที่แม่นยำ ซีรี่ส์ FB นำเสนอเอาท์พุตหน้าแปลนสี่เหลี่ยมและเฟืองเกลียวที่มีอัตราส่วนลดตั้งแต่ 3 ถึง 100 และระยะฟันเฟืองที่ 3-5 อาร์คนาที เหมาะสำหรับการใช้งานที่ต้องการความแม่นยำและการทำงานที่เงียบ ดูผลิตภัณฑ์ →

ความจุแรงบิด: วิธีที่ลานได้รับ 20-30%

ข้อดีของแรงบิดของกระปุกเกียร์ดาวเคราะห์แบบเฮลิคอลมาจากอัตราส่วนหน้าสัมผัส ในเดือยตาข่าย ฟันคู่หนึ่งจะรับน้ำหนักเต็มที่จนกว่าฟันคู่ถัดไปจะเข้าสู่การหมั้น ในตาข่ายแบบเกลียว มุมเกลียวจะทำให้ฟันสองหรือสามคู่แบ่งภาระพร้อมกัน สำหรับมุมเกลียว 20 องศาทั่วไป อัตราส่วนการสัมผัสจะเพิ่มขึ้นจากประมาณ 1.8 เป็น 2.4 โดยจะกระจายแรงผลักดันไปบนผิวฟันที่ใหญ่ขึ้น

ในทางปฏิบัติ ช่วยให้กระปุกเกียร์ดาวเคราะห์แบบเฮลิคอลสามารถให้คะแนนแรงบิดต่อเนื่องที่สูงขึ้น 20 ถึง 30 เปอร์เซ็นต์ เมื่อเทียบกับหน่วยเดือยที่เท่ากันซึ่งมีขนาดเฟรมเท่ากัน ผลประโยชน์มีความสำคัญมากที่สุดในสองกรณี

กรณีแรกคือทิศทางโหลดแบบแปรผัน โต๊ะหมุนสำหรับเครื่อง CNC จะกลับทิศทางในขณะที่สปินเดิลยังคงตัดอยู่ หน่วยเดือยช่วยให้โหลดข้ามช่องว่างฟันเฟืองด้วยการคลิกด้วยเสียง และความเค้นกระแทกกระทบถึงรากฟันซี่เดียว หน่วยขดลวดจะดูดซับการกลับตัวของหน้าสัมผัสที่กลิ้งอย่างต่อเนื่อง ซึ่งช่วยลดแรงตึงของฟันสูงสุดและช่วยป้องกันการเกิดหลุม

กรณีที่สองคือโหลดแรงกระแทก เมื่อสายพานลำเลียงบรรทุกเกินพิกัดกะทันหันหรือแขนหุ่นยนต์หยุดนิ่ง แรงกระแทกจะแพร่กระจายผ่านตาข่ายเฟืองก่อน อัตราส่วนการสัมผัสที่สูงขึ้นของตาข่ายขดจะกระจายไปกระแทกฟันมากขึ้น ซึ่งช่วยลดโอกาสที่ฟันจะหักหรือความเสียหายของขอบล้อ

เหตุผลที่มอเตอร์เกียร์ดาวเคราะห์สามารถบรรลุความหนาแน่นของแรงบิดสูงได้ตั้งแต่แรกก็เนื่องมาจากวิธีที่ซันเกียร์ เกียร์ดาวเคราะห์ และวงแหวนเกียร์แบ่งปันโหลด เราได้เขียนบทวิเคราะห์เฉพาะของ เหตุใดมอเตอร์เกียร์ดาวเคราะห์จึงให้แรงบิดที่สูงกว่ามอเตอร์มาตรฐาน ครอบคลุมหลักการแบ่งรับน้ำหนักแบบเดียวกับที่ใช้กับระยะกระปุกเกียร์ รูปทรงของฟันแบบเกลียวจะเพิ่มขึ้นอีก

ประสิทธิภาพและเสียงรบกวน: การแลกเปลี่ยนที่คุณไม่สามารถมองข้ามได้

มุมเกลียวแบบเดียวกันที่ปรับปรุงระยะฟันเฟืองและแรงบิดยังทำให้เกิดการเลื่อนสัมผัสระหว่างฟันอีกด้วย การเลื่อนนั้นสร้างแรงเสียดทานมากกว่าการสัมผัสแบบกลิ้งของเดือยเมช ดังนั้น โดยทั่วไปแล้วกระปุกเกียร์ดาวเคราะห์แบบเฮลิคอลจะทำงานมีประสิทธิภาพน้อยกว่าหน่วยเดือยที่มีอัตราส่วนเท่ากัน 1 ถึง 2 เปอร์เซ็นต์ ในอุปกรณ์ลดขั้นตอนเดียว นั่นหมายถึงประสิทธิภาพ 94 ถึง 96 เปอร์เซ็นต์ เทียบกับ 96 ถึง 98 เปอร์เซ็นต์สำหรับเดือย สำหรับหน่วยแบบหลายขั้นตอน ความแตกต่างอาจถึง 3 ถึง 4 จุด

ในด้านเสียง การออกแบบขดลวดมีชัยอย่างชัดเจน การยึดฟันแบบโปรเกรสซีฟช่วยป้องกันผลกระทบอย่างกะทันหันจากการสัมผัสแบบเต็มความกว้าง ในการวัดของเรา กล่องเกียร์เฮลิคอลแพลเน็ตทารีขนาด 42 มม. ทำงานเงียบกว่าหน่วยเดือยที่เทียบเท่ากันที่ความเร็วและโหลดเท่ากัน 6 ถึง 10 dB(A) นั่นคือความแตกต่างระหว่างเครื่องที่สามารถนั่งข้างผู้ปฏิบัติงานกับเครื่องที่ต้องใช้ตู้เก็บเสียง

สำหรับเครื่องจักรที่ใช้งานต่อเนื่อง เช่น สายพานลำเลียงบรรจุภัณฑ์ การใช้พลังงานอาจมีอิทธิพลเหนือการตัดสินใจ สำหรับเครื่องจักรที่มีความเที่ยงตรงสูงในอุปกรณ์ทางการแพทย์ ห้องคลีนรูม หรือโรงงานขนาดเล็ก เสียงรบกวนมักจะครอบงำ ทางเลือกที่ถูกต้องขึ้นอยู่กับข้อจำกัดที่มีผลผูกพัน

กรอบการตัดสินใจเชิงปฏิบัติสำหรับการเลือกตัวลดดาวเคราะห์

นี่คือขั้นตอนการตัดสินใจที่วิศวกรของเราใช้กับลูกค้า มันเริ่มจากตัวเครื่อง ไม่ใช่กระปุกเกียร์

1. แปลงพิกัดความคลาดเคลื่อนของตำแหน่งเอฟเฟกต์ปลายแขนให้เป็นข้อกำหนดฟันเฟืองเอาท์พุต หากแกนของคุณจำเป็นต้องจับยึด 0.02 มม. บนแขน 150 มม. ความคลาดเคลื่อนเชิงมุมเอาต์พุตต้องไม่เกินประมาณ 7.6 อาร์คมิน หลังจากหารด้วยอัตราส่วนตัวลดแล้ว ตัวลดขนาด 10:1 จะต้องรักษาระยะฟันเฟืองเอาต์พุตให้ต่ำกว่า 0.8 อาร์คมิน ซึ่งช่วยลดหน่วยเดือยมาตรฐานเกือบทั้งหมด
2. ตรวจสอบเหตุการณ์แรงบิดสูงสุด โหลดต่อเนื่อง 250 นิวตันเมตรโดยมีจุดสูงสุด 300 เปอร์เซ็นต์ทุกๆ การกลับตัวเป็นปัญหาที่แตกต่างจากโหลดเรียบ 300 นิวตันเมตร กล่องเกียร์ดาวเคราะห์แบบเฮลิคอลทนต่อการขัดขวางได้ดีกว่าเนื่องจากมีอัตราส่วนการสัมผัสที่สูงกว่า
3. ตรวจสอบงบประมาณการรับน้ำหนักตามแนวแกน ตาข่ายขดจะสร้างแรงขับตามแนวแกน ซึ่งแบริ่งเอาท์พุตจะต้องรับมือ หากคุณกำลังติดตั้งเซอร์โวมอเตอร์ที่มีอยู่ใหม่โดยใช้ตลับลูกปืนแบบบางหรือหน้าแปลนขนาดเล็ก โหลดตามแนวแกนเพิ่มเติมอาจต้องใช้ตลับลูกปืนกันรุนที่ใหญ่กว่าหรือข้อต่อแบบยืดหยุ่น หน่วยเดือยไม่มีภาระในแนวแกน ดังนั้นจึงปลอดภัยกว่าสำหรับการปรับปรุงเพิ่มเติมในที่คับแคบ
4. วัดซองการติดตั้ง โดยปกติแล้วกระปุกเกียร์ดาวเคราะห์แบบเกลียวจะยาวกว่าเดือยยูนิตในเฟรมเดียวกันประมาณ 5 ถึง 10 มม. เนื่องจากตลับลูกปืนกันรุนต้องการพื้นที่ หากซองจดหมายของเครื่องได้รับการแก้ไขแล้ว ความแตกต่างเล็กน้อยนั้นอาจมีมากกว่าประโยชน์ทางเทคนิค
5. เปรียบเทียบต้นทุนทั้งหมด ไม่ใช่แค่ราคาต่อหน่วย หน่วยขดลวดอาจมีค่าใช้จ่ายเพิ่มขึ้น 15 ถึง 25 เปอร์เซ็นต์ แต่ถ้าเอาการสอบเทียบใหม่ 2 ชั่วโมงออกจากกิจวัตรประจำวัน ROI มักจะวัดเป็นเดือน

สำหรับโครงการที่พิกัดความเผื่อของตำแหน่งต่ำกว่า 0.1 มม. และโปรไฟล์แรงบิดราบรื่น กล่องเกียร์เดือยดาวเคราะห์ยังคงเป็นตัวเลือกที่เชื่อถือได้และประหยัด ซีรีส์ SPE และ SPF ของเราได้รับการระบุเป็นประจำสำหรับสายการบรรจุ เครื่องคัดแยก และระบบขับเคลื่อนสายพานลำเลียงแบบธรรมดา

กระปุกเกียร์ดาวเคราะห์เดือยซีรีส์ SPE พร้อมหน้าแปลนเอาต์พุตแบบกลม ซีรีส์ SPE มีหน้าแปลนเอาต์พุตแบบกลม ช่วงกำลังตั้งแต่ 50W ถึง 7500W และอัตราส่วนการลดตั้งแต่ 3 ถึง 512 ให้โซลูชันที่ยืดหยุ่นและเชื่อถือได้สำหรับความต้องการทางอุตสาหกรรมที่หลากหลาย ดูผลิตภัณฑ์ →

เมื่อใดควรเลือกเฮลิคอล เมื่อใดควรเลือกเดือย

เลือกกระปุกเกียร์ดาวเคราะห์แบบเกลียวเมื่อ:

• เอกสารข้อมูลจำเพาะแสดงความสามารถในการทำซ้ำในหน่วยไมโครเมตร แทนที่จะเป็นหน่วยมิลลิเมตร
• แกนขับเคลื่อนจะกลับทิศทางบ่อยครั้งภายใต้ภาระ
• เสียงรบกวนเป็นข้อกำหนดที่ได้รับการควบคุมหรือเพื่อความสะดวกสบาย
• ไม่สามารถเพิ่มขนาดเครื่องได้ แต่ความต้องการแรงบิดสามารถทำได้

เลือกกระปุกเกียร์เดือยดาวเคราะห์เมื่อ:

• พิกัดความเผื่อของตำแหน่งสูงกว่า 0.1 มม. และอัตรารอบอยู่ในระดับปานกลาง
• มีการกำหนดงบประมาณและมีรอบการทำงานต่อเนื่อง
• คุณกำลังติดตั้งเครื่องจักรที่มีอยู่เพิ่มเติมโดยเปลี่ยนหน้าแปลนเพียงเล็กน้อย
• สิ่งสำคัญที่สุดคือประสิทธิภาพการใช้พลังงานสูงสุดตลอดวันทำงานที่ยาวนาน

ทั้งสองรายการเป็นตัวเลือกทางวิศวกรรมที่ถูกต้องตามกฎหมาย ข้อผิดพลาดคือถือว่าพวกมันใช้แทนกันได้ เนื่องจากความแตกต่างในฟันเฟือง ความหนาแน่นของแรงบิด และภาระในแนวแกนไม่ใช่เรื่องเล็กน้อย

คำตัดสินสุดท้าย

หากการใช้งานของคุณต้องการระยะฟันเฟืองต่ำและแรงบิดสูงร่วมกัน กล่องเกียร์เฮลิคอลแพลเน็ตทารีคือข้อมูลจำเพาะที่ปลอดภัยกว่า หากข้อจำกัดของคุณอยู่ที่ต้นทุน ขอบเขต หรือการใช้พลังงานเป็นอันดับแรก กล่องเกียร์เดือยดาวเคราะห์ยังคงให้ประสิทธิภาพที่เชื่อถือได้ในเครื่องจักรที่มีความเที่ยงตรงปานกลางหลากหลายประเภท

ขั้นตอนการปฏิบัติก่อนที่คุณจะเลือกคือการเปรียบเทียบโปรไฟล์การเคลื่อนที่ที่แท้จริงกับจำนวนจริงบนหน้าแปลนเอาต์พุตตัวลด วิศวกรของเราจะตรวจสอบแบบและโหลดข้อมูลทุกวัน และสามารถช่วยคุณเลือกกระปุกเกียร์ที่ตรงกับเซอร์โวมอเตอร์ รอบการทำงาน และขอบเขตการติดตั้งของคุณ ติดต่อเรา ก่อนที่คุณจะระบุเพื่อหลีกเลี่ยงการเปลี่ยนแปลงหน้าแปลนในนาทีสุดท้ายหรือความล้มเหลวของฟิลด์