En transmission linéaire, lecrémaillèreest souvent considéré comme un composant simple et polyvalent. Cependant, précisément en raison de sa structure simple, il est encore plus crucial de ne pas faire de choix arbitraires en termes de matériau, de module, de traitement thermique, etc. . -, sinon cela pourrait entraîner des problèmes tels qu'une usure prématurée de la surface de la dent, une rupture de dent sous des charges d'impact ou des vibrations excessives.
Sur la base de notre base de connaissances accumulée, Hansheng vous propose une méthode de sélection structurée pour vous aider à déterminer avec précision le module, le matériau, le profil des dents et le traitement thermique, garantissant ainsi la fiabilité et la durabilité de votre système de transmission.
Qu'est-ce qu'un module ?
Le module est un paramètre géométrique de base utilisé dans les systèmes d'engrenages métriques pour standardiser les dimensions des engrenages et déterminer la capacité de charge-des paires d'engrenages. Il est défini comme :module=diamètre du cercle de division/nombre de dents. Pour une crémaillère, le module détermine directement la taille (épaisseur et hauteur) et la résistance géométrique d'une seule dent.
Le module est la base clé qui affecte la -capacité de charge et la durée de vie des engrenages et des crémaillères. Les deux types d’erreurs de sélection les plus courantes en découlent :
Module trop petit :Le choix d'un module trop petit dans le but d'obtenir une structure compacte entraîne une résistance à la flexion insuffisante de la racine de la dent, ce qui peut facilement conduire à une rupture de dent sous des charges dynamiques.
Module excessif :Le choix d'un module excessif dans des conditions de charge légère peut augmenter inutilement la masse inertielle, entraîner une augmentation des coûts et affecter la réponse dynamique du système.
En tant que fournisseur professionnel dont l'activité principale couvre la conception et la fabrication d'engrenages, hansheng peut fournir une gamme complète de produits modulaires de M0.1 à M5.0. Basé sur notre vaste expérience en matière d'applications d'ingénierie, le tableau de référence de sélection modulaire suivant peut vous guider pour votre conception préliminaire.
Tableau de référence pour la sélection modulaire
(Remarque : ce tableau est basé sur le résumé typique de l'expérience d'application de Hansheng et sert uniquement de référence.). La sélection réelle doit faire l'objet d'un calcul et d'une vérification détaillés de la force. )
| Module | Charge d'application typique | Scénarios courants |
| M1.0 - M1.5 | Charge légère (< 100kg; Thrust) | Imprimantes 3D, instruments de laboratoire, petites portes coulissantes |
| M2.0 - M3.0 | Charge moyenne (100 - 1000 kg) | Machines de gravure CNC, machines de découpe laser, manipulateurs à portique |
| M4.0 - M5.0 | Heavy Load (>1 000 kg ; Poussée) | Fraiseuses à portique, palans de chantier, robots-pour charges lourdes |
Sélection du profil de dent : droite ou hélicoïdale
Crémaillère droite/droite
Son profil de dent présente une direction de trace de dent perpendiculaire à la direction de mouvement de la crémaillère. L'avantage est qu'il ne génère pas de force axiale, que l'installation est relativement simple et que le coût de fabrication est faible. Cependant, son degré de chevauchement de maillage est faible et les effets de douceur de transmission et de contrôle du bruit sont moyens.
Il convient aux applications à vitesses moyennes à faibles, où les exigences en matière de bruit ne sont pas strictes, ou aux scénarios tels que le levage vertical où les forces axiales doivent être évitées.
Crémaillère hélicoïdale
Sa caractéristique de profil de dent est que la trace de la dent forme un certain angle avec la direction du mouvement (angle hélicoïdal couramment utilisé, tel que 19 degrés 31'42").
Son avantage réside dans son rapport de contact plus élevé (c'est-à-dire que davantage de dents s'engrènent en même temps). Cela apporte trois avantages majeurs : une transmission plus douce, une capacité de charge plus élevée (environ 20 % supérieure à celle des dents droites) et un bruit réduit.
Cependant, les crémaillères hélicoïdales génèrent des forces axiales pendant le fonctionnement, nécessitant des structures de support axiales telles que des butées. Cela nécessite une plus grande précision d’installation et entraîne des coûts relativement plus élevés.
Convient aux machines-outils CNC à grande vitesse, aux équipements laser, aux robots de précision, aux lignes de production automatisées et à d'autres équipements à grande vitesse, à charge élevée et à faible bruit.
Comment choisir les matériaux ?
L'efficacité et la durée de vie du rack dépendent de la limite d'élasticité et de la ténacité du matériau. Voici quelques matériaux que nous recommandons.
C45 (acier au carbone moyen)
Sa limite d'élasticité est d'environ 300-500 MPa. Convient aux équipements d'automatisation standard, aux projets sensibles aux coûts et aux cycles de travail à basse fréquence.
Cependant, en raison du manque d’éléments d’alliage, la ténacité est insuffisante sous des charges d’impact élevées et ne convient que pour l’automatisation du transport à faible charge.
42CrMo (acier allié/norme américaine 4140)
Limite d'élasticité :~900+MPa. Convient aux machines-outils CNC hautes-performances, aux charges lourdes, aux démarrages, arrêts et marches arrière fréquents. Ce matériau présente une excellente ténacité et trempabilité. Il s’agit du matériau standard de l’industrie pour les racks de précision.
Fonte (HT250/HT300)
L’avantage de la fonte intégrée réside dans son excellent amortissement des vibrations, complètement différent de celui des barres d’acier.
Convient à la conception intégrée des corps de banc de machine-outil. Chez Hansheng, grâce à notre capacité de coulée de 3,8 mètres, nous pouvons couler directement le support sur la colonne ou le lit de la machine. Cette conception élimine la surface du joint d'assemblage et absorbe efficacement les vibrations d'usinage.
Comment choisir le traitement thermique
Les racks non traités sont « mous ». L'acier doux s'usera rapidement sous l'effet du frottement. Ainsi, choisir le traitement thermique approprié pour le durcissement est également une étape importante.
Trempe par induction
Il s’agit de notre principal procédé de traitement thermique recommandé. Ce processus chauffe et durcit uniquement la surface et la racine de la dent.
À la suite de ce processus, le rack formera une coque dure (HRC 50-55) pour une résistance à l'usure, tout en conservant un noyau souple et résilient.
Par durcissement
Ce processus implique principalement le durcissement de toute la section transversale-du rack.
Remarque : Cela entraînera une distorsion importante. À moins qu’un meulage de précision coûteux ne soit effectué ultérieurement, la crémaillère se pliera. De plus, la crémaillère globalement durcie est très fragile et sujette à la casse des dents.
Classe de qualité (en prenant comme exemple DIN 6 vs DIN 9)
La norme DIN 3961-3975 et d'autres normes classent la précision des engrenages et des crémaillères en plusieurs niveaux allant de haut à bas (tels que DIN 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12). Plus le nombre est petit, plus la précision est élevée et plus le processus de fabrication est complexe. Les plus couramment utilisés dans le domaine industriel sont DIN 6 (haute précision) et DIN 9-10 (précision standard).
DIN 9-10 (Feuille/Feuille)
Précision standard. L'erreur cumulée de pas de dent est d'environ 0,1 mm/m. Convient aux ascenseurs de construction, aux équipements d'entreposage et de logistique, aux convoyeurs lourds-et aux applications de transmission de puissance qui ne nécessitent pas une précision de positionnement absolue élevée.
DIN 6 (fraisage de précision/fraisage)
haute-précision. Erreur de pas de dent accumulée<0.03mm/m. Suitable for CNC machining centers, laser cutting/welding machines, precision measuring equipment, semiconductor equipment, and high-end robots.
Remarque : Nous atteignons le niveau DIN 6 grâce au fraisage de précision CNC, vous offrant ainsi une solution de haute précision-plus rentable que les crémaillères entièrement rectifiées.
Dois-je choisir des racks personnalisés ou des racks standard (personnalisés ou standards) ?
Notre suggestion est de choisir des pièces standard lorsque vous devez remplacer rapidement des pièces de rechange ou lorsque la conception de votre machine peut s'adapter à des longueurs standard (telles que 1 000 mm), ce qui peut rapidement restaurer l'état de fonctionnement de votre équipement.
Lorsque votre scénario d'application comporte des longueurs spéciales, des trous d'installation spécifiques ou d'autres exigences, nous vous recommandons de rechercher un fabricant capable de fournirservices de racks personnalisés.
Service d'assistance de Hansheng
Nous fournissons non seulement des services de fabrication pour les racks standards, mais proposons également une personnalisation non-standard à nos clients. Que vous ayez besoin de pièces de rechange ou de dessins personnalisés, nous pouvons vous fournir une assistance complète, depuis la consultation technique jusqu'à la livraison de la production.
FAQ
Dois-je utiliser de la graisse ou de l'huile ?
Pour les crémaillères ouvertes, il est recommandé d'utiliser de la graisse à base de lithium contenant des additifs extrême pression. Pour une durée de vie optimale, il est recommandé d'installer un système de lubrification automatique et d'utiliser un engrenage en feutre pour fournir en permanence de l'huile à la surface de la dent.
Qu'est-ce qui a une durée de vie plus longue, 42CrMo ou acier inoxydable ?
Dans les environnements industriels normaux, le 42CrMo ayant subi un durcissement par induction a une durée de vie plus longue et une dureté plus élevée. L'acier inoxydable est principalement utilisé dans les environnements alimentaires ou corrosifs, mais son traitement de durcissement de surface est difficile et sa résistance à l'usure n'est généralement pas aussi bonne que celle de l'acier allié.
Quelles sont les précautions les plus importantes lors de l’installation d’un rack ?
La neutralité et le parallélisme sont cruciaux. Lors de l'épissage de plusieurs crémaillères, il est nécessaire de s'assurer que l'erreur accumulée du pas des dents est minimisée et d'utiliser des outils de mesure professionnels pour calibrer le parallélisme entre la surface supérieure de la crémaillère et le rail de guidage. Un mauvais alignement peut augmenter considérablement le bruit, les vibrations et l’usure, entraînant une défaillance prématurée. Il est recommandé d'utiliser une surface d'installation avec des goupilles de positionnement ou des rainures de clavette et d'utiliser une clé dynamométrique pour serrer les boulons au couple recommandé.