English

T.B.M Mechanical Design & Drawings

Mechanical Design & Drawings

תמסורת כוח

גלגל שיניים קוני

Bevel Gear

גלגל שיניים בצורת חרוט קטום, שמעביר תנועה ומומנט בין שני צירים נחתכים, לרוב בזווית של 90 מעלות.

בהתאם לתקן: ISO 23509, DIN 3971

גלגל שיניים קוני – Bevel Gear

In English

A conical gear that transmits motion and torque between two intersecting shafts, most often at a right angle.

הסבר

זוג קוני מאפשר לשנות כיוון סיבוב בלי מסלול ארוך של צירים. בגרסה עם שיניים ישרות הוא זול ורועש יותר, ובגרסה הספירלית הוא שקט ונושא עומס גבוה יותר אבל יוצר כוחות ציריים גדולים שצריך לקלוט במסבים. זוג ביחס 1:1 נקרא Miter, ודיוק ההתקנה (מיקום קודקודי החרוטים) קובע את השקט ואת חיי השיניים.

מה זה אומר בפועל

בממסרה זוויתית, גלגל קטן על ציר המנוע מניע גלגל גדול שצירו ניצב אליו. בהרכבה מזיזים כל גלגל לאורך צירו בעזרת דסקיות כיוון, עד שהמגע בשיניים יוצא במרכז השן. בודקים זאת בצבע סימון: מורחים על השיניים, מסובבים, ומסתכלים על דוגמת המגע.

למה זה חשוב

  • מאפשר לשנות את כיוון ההנעה בזווית בתוך מכלול קומפקטי.
  • הוא הבסיס לדיפרנציאל ולממסרות זוויתיות.
  • בגרסה ההיפואידית הצירים מוסטים, וכך אפשר להנמיך את ציר ההנעה ולקבל שיניים חזקות ושקטות יותר.

בעיות נפוצות ופתרונות

  • בית גמיש או מסבים עם חופש → הגלגלים זזים בעומס והמגע בורח לקצה השן; מתכננים בית קשיח ומסבים בעומס מוקדם.
  • אין אפשרות כוונון צירי בתכנון → אי אפשר להגיע למגע נכון; משאירים מקום לדסקיות כיוון.
  • בגלגל ספירלי כיוון הכוח הצירי משתנה עם כיוון הסיבוב → בוחרים מסבים שנושאים עומס צירי לשני הכיוונים.
  • החלפת גלגל אחד בלבד מזוג שעבר מירוק משותף → רעש ובלאי; מחליפים כזוג.

איפה משתמשים

  • דיפרנציאלים ברכב
  • ממסרות זוויתיות תעשייתיות
  • מקדחות ומשחזות זווית
  • כונני מסועים
  • מנגנוני היגוי וכוונון
  • ציוד ימי וחקלאי

נוסחאות ונתונים הנדסיים

יחס העברה (צירים ב־90°)i = z2 / z1 = tan δ2
זווית חרוט הפסיעה של הגלגל הקטןδ1 = arctan(z1 / z2) , δ2 = 90° − δ1
קוטר פסיעה חיצוני וקוטר אמצעיd = m · z , dm = d − b · sin δ
כוחות על גלגל קוני ישרFt = 2000 · T / dm , Fa = Ft · tan α · sin δ , Fr = Ft · tan α · cos δ
מקרא
zמספר שיניים–
δזווית חרוט הפסיעה°
mמודול חיצוניmm
bרוחב השןmm
d, dmקוטר פסיעה חיצוני, קוטר באמצע השןmm
Tמומנט על הגלגלN·m
Ft, Fa, Frכוח היקפי, צירי ורדיאליN
αזווית לחץ (20°)°
ערכים מקובלים
  • Miter (יחס 1:1)δ1 = δ2 = 45°
  • נצילות לזוג≈ 0.97–0.98

דוגמה: זוג 20/40 שיניים במודול 3 ורוחב 15 mm: δ1 = arctan(0.5) ≈ 26.6°, d1 = 60 mm, dm1 ≈ 60 − 15 · 0.447 ≈ 53.3 mm. במומנט 30 N·m: Ft ≈ 1126 N ו־Fa1 ≈ 183 N.

נוסחאות בסיסיות להערכה ראשונית. לתכנון סופי יש לבדוק מול התקן ונתוני היצרן.

סרטון הסבר

Bevel Gears Explained · DrivelineMaster (YouTube)

סוגים נפוצים

  • שיניים ישרות
  • ספירלי
  • היפואידי (צירים לא נחתכים)
  • Miter (יחס 1:1)
  • Zerol

צריכים תכנון מכני או שרטוטי ייצור?

מידול תלת-ממדי ב־Inventor, שרטוטי ייצור, הנדסה לאחור ורכש רכיבים.

דברו איתנו