Шевронная шестерня и шевронный вал Самокомпенсирующая осевая нагрузка

Шевронное зубчатое колесо и шевронный вал с самокомпенсацией осевого усилия

1. Введение
Шевронное зубчатое колесо - это особый тип цилиндрического зубчатого колеса, зубья которого расположены в виде «шеврона» или «V». Его можно представить как два винтовых зубчатых колеса с равными, но противоположными углами наклона, расположенными рядом. Эта симметричная структура приводит к тому, что осевые усилия, возникающие во время работы,  внутренне компенсируют друг друга. Это исключает необходимость в дорогих упорных подшипниках, которые требуются для одинарных винтовых зубчатых колес для обработки осевых нагрузок. Шевронный вал является критическим компонентом, где шевронное зубчатое колесо интегрировано с валом как единое монолитное целое.

2. Преимущества

• Самокомпенсация осевого усилия: Основное преимущество. Осевые силы, создаваемые левой и правой спиралями, равны по величине, но противоположны по направлению, что приводит к нулевой осевой силе. Это значительно упрощает конструкцию опоры подшипника и снижает затраты.

• Высокая грузоподъемность: Наследует преимущества винтовых зубчатых колес: высокое передаточное отношение (больше зубьев в контакте одновременно), плавную передачу мощности, низкий уровень шума и способность передавать больший крутящий момент и мощность.

• Плавная работа: Процесс зацепления представляет собой непрерывный, постепенный контакт, что приводит к меньшему воздействию, меньшей вибрации и более тихой работе по сравнению с цилиндрическими зубчатыми колесами. Это делает их идеальными для высокоскоростных, тяжелых условий эксплуатации.

• Высокая надежность: Монолитная структура (или структура с центральной канавкой) шевронного вала обеспечивает отличную жесткость и позволяет избежать потенциальных проблем, связанных с осевым усилием.

3. Ключевые технические параметры
Большинство параметров шевронных зубчатых колес аналогичны параметрам винтовых зубчатых колес, но с симметрией:

• Модуль: Основной параметр, определяющий размер зуба (нормальный модуль является стандартным значением).

• Угол наклона (β): Углы наклона для обеих сторон равны по значению, но противоположны по направлению (часто обозначаются как β/β, например, 30°/30°).

• Направление спирали: Сочетает в себе левую и правую спирали.

• Осевой зазор/центральная канавка: Для конструкций с производственным зазором это измерение является важным параметром.

• Класс точности: Оценивается в соответствии со стандартами ISO или AGMA, обычно требуя высокой точности.

Особые параметры для шевронного вала:

• Тип конструкции: Сплошной (без центральной канавки) или с центральной канавкой для производства.

• Материал и термообработка: Часто изготавливаются из высококачественных легированных сталей (например, 42CrMo, 20CrNi2MoA) и подвергаются глубокой термообработке, такой как цементация и закалка, для удовлетворения экстремальных нагрузок.

4. Применение
Шевронные зубчатые колеса в основном используются в критических областях, связанных с экстремальными тяжелыми нагрузками, высокими скоростями и требованиями к плавной работе:

• Системы судовых двигателей: Редукторы для больших кораблей и судов (их наиболее классическое применение).

• Тяжелое машиностроение: Станы горячей прокатки, дробилки для горнодобывающей промышленности, большие экструдеры.

• Энергетические установки: Редукторы для газовых и паровых турбин.

• Насосы и компрессоры: Повышающие редукторы для больших центробежных компрессоров и насосов высокого давления.