Wellensind kritische Komponenten in mechanischen Systemen und dienen als Grundgerüst, das alle Übertragungselemente unterstützt, während sie das Drehmoment übertragen und Biegemomente tragen. Das Design eines Schafts muss sich nicht nur auf seine individuellen Eigenschaften konzentrieren, sondern auch die Integration in die Gesamtstruktur des Wellensystems berücksichtigen. Abhängig von der Art der Last, die während der Bewegung und des Stromverbrauchs erfasst wurde, können Wellen in Spindeln, Antriebswellen und rotierende Schächte kategorisiert werden. Sie können auch basierend auf ihrer Achsenform in gerade Wellen, exzentrische Wellen, Kurbelwellen und flexible Wellen eingeteilt werden.
Spindeln
1.Fixed Spindel
Diese Art von Spindel trägt nur Biegemomente und bleibt stationär. Seine einfache Struktur und gute Steifheit machen es ideal für Anwendungen wie Fahrradachsen.
2. Spindel
Im Gegensatz zu festen Spindeln tragen rotierende Spindeln auch Biegermomente in Bewegung. Sie sind üblicherweise in Schaltradachse vorhanden.
Antriebswelle
Antriebswellen sind so ausgelegt, dass sie das Drehmoment übertragen und in der Regel aufgrund hoher Drehzahl länger sind. Um schwerwiegende Schwingungen zu verhindern, die durch Zentrifugalkräfte verursacht werden, ist die Masse der Antriebswelle gleichmäßig an ihrem Umfang verteilt. Moderne Antriebswellen verwenden häufig hohle Konstruktionen, die im Vergleich zu festen Wellen höhere kritische Geschwindigkeiten liefern, was sie sicherer und materiell effizienter macht. Zum Beispiel werden die Wellen des Kfz-Antriebs normalerweise aus gleichmäßig dicken Stahlplatten hergestellt, während Schwerlastfahrzeuge häufig nahtlose Stahlrohre verwenden.
Rotierende Welle
Drehende Schächte sind insofern einzigartig, als sie sowohl Biege- als auch Torsionsmomente ertragen und sie zu einer der häufigsten Komponenten in mechanischen Geräten machen.
Gerade Schaft
Gerade Schächte haben eine lineare Achse und können in optische und stufige Wellen kategorisiert werden. Staight Shats sind typischerweise soild, können aber auf hohldes Gewicht ausgelegt werden, um das Gewicht zu reduzieren und gleichzeitig Steifheit und Torsionsstabilität aufrechtzuerhalten.
1.optische Welle
Einfach in Form und leicht hergestelltes Hersteller werden diese Wellen hauptsächlich für die Übertragung verwendet.
2. Schaft gestrichen
Eine Schacht mit einem stufenen Längsschnitt wird als Stufenschacht bezeichnet. Dieses Design erleichtert die Installation und Positionierung von Komponenten und führt zu einer effizienteren Lastverteilung. Während seine Form der eines Strahls mit gleichmäßiger Stärke ähnelt, hat sie mehrere Spannungskonzentrationspunkte. Aufgrund dieser Eigenschaften werden Stufenwellen in verschiedenen Übertragungsanwendungen weit verbreitet.
3.Camwelle
Die Nockenwelle ist eine kritische Komponente in Kolbenmotoren. Bei Vier-Takt-Motoren arbeitet die Nockenwelle normalerweise mit der Hälfte der Drehzahl der Kurbelwelle, hält jedoch immer noch eine hohe Drehzahl und muss ein erhebliches Drehmoment ertragen. Infolgedessen stellt das Design der Nockenwelle strenge Anforderungen an ihre Kraft- und Unterstützungsfunktionen.
Nockenwellen werden normalerweise aus spezialisiertem Gusseisen hergestellt, obwohl einige aus geschmiedeten Materialien für eine verbesserte Haltbarkeit hergestellt werden. Das Design der Nockenwelle spielt eine wichtige Rolle in der Gesamtmotorenarchitektur.
4. SPLINE -WAFE
Spline -Schächte sind nach ihrem unverwechselbaren Erscheinungsbild mit Längsschlüsselwegen auf ihrer Oberfläche benannt. Diese Schlüsselwege ermöglichen es, um die auf der Welle angebrachte rotierende Komponenten, um die synchronisierte Rotation aufrechtzuerhalten. Zusätzlich zu dieser Rotationsfähigkeit ermöglichen Spline -Wellen auch axiale Bewegungen, wobei einige Konstruktionen zuverlässige Verriegelungsmechanismen für Anwendungen in Brems- und Lenksystemen enthalten.
Eine andere Variante ist der Teleskopwelle, der aus inneren und äußeren Röhren besteht. Das äußere Rohr hat innere Zähne, während das Innenrohr externe Zähne hat, sodass sie nahtlos zusammenpassen können. Dieses Design überträgt nicht nur das Drehmoment des Rotationsmoments, sondern bietet auch die Möglichkeit, sich in Länge zu verlängern und zu verziehen. Damit ist es ideal für die Verwendung in den Mechanismen für Getriebegetriebe.
5. Getriebewelle
Wenn der Abstand vom Dedendum -Kreis eines Zahnrads bis zur Unterseite des Schlüsselways minimal ist, werden die Zahnrad und die Welle in eine einzelne Einheit integriert, die als Zahnradwelle bezeichnet wird. Diese mechanische Komponente unterstützt rotierende Teile und arbeitet in Verbindung mit ihnen zusammen, um Bewegung, Drehmoment oder Biegemomente zu übertragen.
6. Wurmwelle
Eine Wurmwelle wird typischerweise als eine einzelne Einheit konstruiert, die sowohl den Wurm als auch den Schaft integriert.
7.Hlow welle
Eine mit einem hohlen Zentrum entworfene Welle ist als Hohlwelle bekannt. Bei der Übertragung des Drehmoments erfährt die äußere Schicht einer Hohlwelle die höchste Scherbeanspruchung und ermöglicht eine effizientere Verwendung von Materialien. Unter Bedingungen, bei denen das Biegemoment von hohlen und festen Wellen gleich ist, reduzieren Hohlwellen das Gewicht ohne Kompromisse signifikant.
Kurbelwelle
Eine Kurbelwelle ist eine kritische Komponente in einem Motor, typischerweise aus Kohlenstoffstahl oder duktilem Eisen. Es verfügt über zwei wichtige Abschnitte: das Hauptjournal und das Connecting Rod Journal. Das Hauptjournal ist am Motorblock montiert, während das Verbindungsstabjournal mit dem großen Ende der Stange verbunden ist. Das kleine Ende der Verbindungsstange ist mit dem Kolben im Zylinder verbunden und bildet einen klassischen Mechanismus des Kurbelschweißers.
Exzentrische Welle
Eine exzentrische Welle wird als eine Welle mit einer Achse definiert, die nicht mit ihrem Zentrum ausgerichtet ist. Im Gegensatz zu gewöhnlichen Wellen, die hauptsächlich die Rotation von Komponenten erleichtern, können exzentrische Wellen sowohl die Ratation als auch die Revolution übertragen. Zur Einstellung des Mittelabstands zwischen Wellen werden exzentrische Wellen häufig in den planaren Verknüpfungsmechanismen wie V-Belt-Antriebssystemen verwendet.
Flexibler Schaft
Flexible Wellen sind hauptsächlich zum Senden von Drehmoment und Bewegung ausgelegt. Aufgrund ihrer signifikant geringeren Biegesteifheit im Vergleich zu ihrer Torsionssteifigkeit können flexible Wellen leicht durch verschiedene Hindernisse navigieren, wodurch die Übertragung von Langstrecken zwischen der Hauptleistung und der Arbeitsmaschine ermöglicht wird.
Diese Wellen erleichtern die Bewegungsübertragung zwischen zwei Achsen, die relative Bewegungen haben, ohne dass zusätzliche Zwischenübertragungsgeräte erforderlich sind, sodass sie ideal für Fernanwendungen sind. Ihr einfaches Design und ihre niedrigen Kosten tragen zu ihrer Popularität in verschiedenen mechanischen Systemen bei. Zusätzlich helfen flexible Wellen dazu, Stoßdämpfer und Vibrationen zu absorbieren und die Gesamtleistung zu verbessern.
Gemeinsame Anwendungen umfassen Handwerkzeuge, bestimmte Übertragungssysteme in Werkzeugmaschinen, Odometern und Fernbedienungsgeräten.
1. Flexible Welle vom Typ Antrieb
Flexible Wellen vom Power-Typ verfügen über eine feste Verbindung am Weichwellengelenkende, die mit einer Gleithülle innerhalb der Schlauchgelenk ausgestattet ist. Diese Wellen sind hauptsächlich für die Drehmomentübertragung ausgelegt. Eine grundlegende Voraussetzung für flexible Wellen vom Power-Typ ist eine ausreichende Torsionssteifigkeit. Typischerweise umfassen diese Wellen Anti-Reverse-Mechanismen, um eine unidirektionale Übertragung zu gewährleisten. Die Außenschicht besteht aus Stahldraht mit größerem Durchmesser, und einige Konstruktionen enthalten keine Kernstab, wodurch sowohl die Verschleißfestigkeit als auch die Flexibilität verbessert werden.
2. Flexible Welle vom Typ Control
Flexible Wellen vom Typ Steuerung sind hauptsächlich für die Bewegungsübertragung ausgelegt. Das von ihnen übertragene Drehmoment wird hauptsächlich verwendet, um das Reibungsdrehmoment zwischen dem flexiblen Wellen der Draht und dem Schlauch zu überwinden. Diese Schächte müssen nicht nur eine geringe Biegesteifigkeit haben, sondern müssen auch über eine übergenauische Torsionssteifigkeit verfügen. Im Vergleich zu flexiblen Wellen vom Power-Typ sind flexible Schächte vom Steuerungstyp durch ihre strukturellen Merkmale gekennzeichnet, darunter das Vorhandensein eines Kernstabes, eine höhere Anzahl von Wicklungsschichten und kleinere Drahtdurchmesser.
Struktur des flexiblen Schafts
Flexible Wellen bestehen typischerweise aus mehreren Komponenten: Drahtflexible Welle, flexibler Wellengelenk, Schlauch und Schlauchgelenk.
1. Draht flexibler Schaft
Eine flexible Drahtwelle, auch als flexibler Welle bezeichnet, besteht aus mehreren Schichten aus Stahldraht, die zusammen war und einen kreisförmigen Querschnitt bildet. Jede Schicht besteht gleichzeitig aus mehreren Drahtwunden, die eine Struktur ähnlich einer mehrstrangigen Feder verleihen. Die innerste Drahtschicht ist um einen Kernstab wund, wobei benachbarte Schichten in entgegengesetzte Richtungen verwunden sind. Dieses Design wird üblicherweise in landwirtschaftlichen Maschinen verwendet.
2. Flexible Wellengelenk
Das flexible Wellengelenk ist so ausgelegt, dass die Leistungsausgangswelle mit den funktionierenden Komponenten verbindet. Es gibt zwei Verbindungstypen: fest und gleitet. Der feste Typ wird normalerweise für kürzere flexible Wellen oder in Anwendungen verwendet, bei denen der Biegeradius relativ konstant bleibt. Im Gegensatz dazu wird der Schiebetyp verwendet, wenn der Biegeradius während des Betriebs erheblich variiert, sodass eine größere Bewegung innerhalb des Schlauchs bei der Biegung des Schlauchs die Länge ändern kann.
3. Hosen und Schlauchgelenk
Der Schlauch, der auch als Schutzscheide bezeichnet wird, dient dazu, die flexible Welle der Draht vor Kontakt mit externen Komponenten zu schützen und die Sicherheit der Bediener zu gewährleisten. Darüber hinaus kann es Schmiermittel speichern und den Eintritt von Schmutz verhindern. Während des Betriebs bietet der Schlauch Unterstützung und erleichtert die flexible Welle. Bemerkenswerterweise dreht sich der Schlauch während des Getriebes nicht mit der flexiblen Welle und ermöglicht einen reibungslosen und effizienten Betrieb.
Das Verständnis der verschiedenen Arten und Funktionen von Wellen ist für Ingenieure und Designer von entscheidender Bedeutung, um eine optimale Leistung und Zuverlässigkeit in mechanischen Systemen zu gewährleisten. Durch die Auswahl des entsprechenden Wellentyps für bestimmte Anwendungen kann man die Effizienz und Langlebigkeit von Maschinen verbessern. Weitere Einblicke in mechanische Komponenten und deren Anwendungen finden Sie auf unseren neuesten Updates!
Postzeit: Okt-15-2024
