Угол наклона спирали - Helix angle

Угол винтовой линии^{[требуется разъяснение ]}

В машиностроение, а угол спирали это угол между любой спиралью и осевой линией справа, круговым цилиндром или конусом.^[1] Общие приложения винты, косозубые шестерни, и червячные передачи.

Угол наклона спирали указывает на ось цилиндра, что отличает его от оси цилиндра. угол опережения, который ссылается на линию, перпендикулярную оси. Естественно, угол наклона спирали - это геометрический дополнять угла опережения. Угол наклона спирали измеряется в градусах.

Концепция

В терминах, характерных для винтов, угол наклона спирали можно определить, отвинтив спираль от винта, представив сечение в виде прямоугольного треугольника и вычислив угол, который образуется. Обратите внимание, что хотя терминология напрямую относится к винтам, эти концепции аналогичны большинству механических применений угла спирали.

Угол наклона спирали можно выразить как:^[2]

${displaystyle {mbox {Helix angle}} = arctan left ({frac {2pi r_ {m}} {L}} ight)}$

где

л ведущий винт или шестерня

р_м средний радиус резьбы винта или шестерни

Приложения

Угол наклона спирали имеет решающее значение в машиностроительных приложениях, которые включают: передача мощности и движение конверсия. Некоторые примеры приведены ниже, хотя его использование гораздо более широко.

Винт

График зависимости эффективности винта от угла спирали резьбы.

Прорезание одной винтовой канавки в цилиндре с винтовой ложей дает то, что называется однонаправленным винтом. Точно так же можно сконструировать винт с двойной резьбой при том же угле спирали и нарезать вторую резьбу в пространстве между канавками первой. Для некоторых приложений используются тройные и четверные потоки.^[3] Спираль может быть разрезана как справа, так и слева. Угол наклона винтовой линии особенно важен для расчета крутящий момент в винт питания Приложения.

Максимальный КПД винта определяется следующими уравнениями:^[4]

${displaystyle alpha = 45 ^ {o} - {frac {phi} {2}}}$

${displaystyle eta _ {max} = {frac {1-sin {phi}} {1 + sin {phi}}}}$

куда ${displaystyle alpha,}$ угол наклона спирали, ${displaystyle phi,}$ это угол трения, и ${displaystyle eta _ {max}}$ максимальная эффективность. Величина трения зависит от материалов винта и взаимодействующей гайки, но в конечном итоге эффективность регулируется углом спирали. Эффективность можно построить в зависимости от угла наклона спирали для постоянного трения, как показано на диаграмме рядом. Максимальный КПД - это угол наклона спирали от 40 до 45 градусов, однако разумный КПД достигается при более чем 15 °. Из-за трудностей с формированием резьбы угол наклона спирали более 30 ° используется редко. Кроме того, выше 30 ° угол трения становится меньше угла наклона спирали, и гайка перестает быть самоблокирующейся, и исчезает механическое преимущество.^[4]

Косозубая шестерня

Винтовая и червячная форма

В косозубых и червячных передачах угол винтовой линии обозначает стандартную делительную окружность, если не указано иное.^[1] Угол наклона винтовой линии обычно составляет от 15 ° до 30 ° для косозубых зубчатых колес, при этом предел безопасной эксплуатации составляет 45 °. Сам угол можно разрезать как в правую, так и в левую ориентацию.^[5] В типичном параллельном расположении зубчатых колес, находящихся в зацеплении, необходимо, чтобы углы винтовой линии были одинаковой величины и шли в противоположном направлении.

Червячный редуктор

Червячные передачи напоминают посадочные места косозубых шестерен, с той разницей, что валы червячной передачи выровнены перпендикулярно. В этом случае угол наклона винтовой линии червяка находится в зацеплении с углом упора червячной передачи.^[6]

Смотрите также

• Список номенклатуры передач

использованная литература

Список используемой литературы

• Бхандари, В. Б. (2007), Проектирование элементов машин, Тата МакГроу-Хилл, ISBN  978-0-07-061141-2.
• Карва, Раджендра (2005), Учебник машиностроения, Firewall Media, ISBN  978-81-7008-833-2.