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Componentes da transmissão transportam torque e movimento do motor para a carga e, ao fazer isso, definem a precisão do posicionamento, capacidade de torque, eficiência e vida útil da máquina. Em um sistema de transmissão por parafuso sem-fim, um único estágio transforma um eixo rápido em uma saída lenta e de alto torque a 90°, com uma relação de redução que exigiria vários estágios de engrenagens diretas.
Princípio de funcionamento
Uma rosca é um eixo em forma de parafuso. Ela se encaixa com uma roda de parafuso cujo eixo é perpendicular e deslocado do eixo da sem-fim. Girando a rosca uma rotação avança a rosca em umChumbo, que empurra a roda para frente porz₁dentes, onde z₁ é o número de inícios de rosca. O contato é deslizante em vez de rolar, o que proporciona um movimento suave e silencioso e também o atrito que governa a eficiência e o autotravamento.
Modelo interativo de parafuso e roda
Mude os valores. Velocidade, multiplicação de torque, eficiência e autotravamento atualizam instantaneamente. A rotação na tela é desacelerada para maior legibilidade.
Razão de redução i
40 : 1
Velocidade de saída n₂
--
Eficiência η
--
Ganho de torque T₂ / T₁
--
Autotravante
--
Equações usadas i = z₂ / z₁ · n₂ = n₁ / i · tan γ = L / (π·d₁), onde L = chumbo = z₁ × afinação axial η = (cos αn − μ·tan γ) / (cos αn + μ / tan γ) · T₂ = T₁ · i · η Autotravante quando bronzeado γ ≤ μ / cos αn (atrito estático, sem vibração) Suposições:Ângulo de pressão normal αn = 20°, μ constante, carga constante, sem perdas de rolamento ou vedação. A μ estática geralmente é maior que a de μ em funcionamento, e a vibração pode liberar um travamento marginal, portanto, não confie no travamento automático como freio de segurança.
Redução em um estágio
A razão é igual aos dentes da roda divididos pelos arranques por sem-fim. Um parafuso de 1 partida em uma roda de 40 dentes dá 40:1, enquanto um par de engrenagens rechas precisaria de três ou mais estágios. Sem-parafusos de múltiplas partidas oferecem relações menores e maior eficiência.
Eficiência e calor
O contato deslizante converte parte da potência de entrada em calor. A eficiência aumenta com o ângulo de avanço e diminui com o atrito. Conjuntos de baixa relação e múltiplos arranques podem exceder 90%, enquanto conjuntos de alta relação próximos ao limite autotravante ficam próximos a 50%.
Autotravante
Quando o ângulo de avanço é pequeno o suficiente para que o atrito exceda o componente tangencial da carga, a roda não pode acionar a parafuso. Isso mantém um eixo vertical ou posição de mesa rotativa sem freio, e custa eficiência.
Tipos e diferenças técnicas
Tipo
Característica principal
Controle de reação
Uso típico
Cilíndrico padrão
Espessura constante da rosca
Definido pela distância central no conjunto
Transmissão geral de potência
Dupla conduta
Os cabos do flanco esquerdo e direito diferem, então a espessura do dente varia ao longo do verme
Ajuste por deslocamento axial da sem-fim, sem mudança na distância central
Mesas rotativas, eixos de indexação, carregadores de ferramentas
Fenda divisa / roda
Construção em duas partes com posição relativa ajustável
Ajuste ou compense o desgaste reposicionando as metades
Eixos de posicionamento que precisam de baixa reação repetível
Perfil ZC
Forma de fio côncavo nas laterais, proporcionando uma área de contato maior
Definido por distância central e conjunto
Maior capacidade de carga e compartilhamento de carga mais suave
Principais parâmetros de desempenho
Proporção e largadas:i = z₂ / z₁. Razões de 5:1 a 100:1 são comuns em um único estágio.
Reação Negativa:o jogo angular livre na saída. Ele estabelece erro de posicionamento bidirecional e deve ser baixo para indexação e eixos servo.
Eficiência:Depende principalmente do ângulo de avanço, atrito, velocidade de deslizamento e lubrificação.
Capacidade de torque:limitado pela pressão superficial dos dentes da roda e resistência da raiz, deflexão do eixo da fenda e classificação térmica.
Grau de precisão (DIN 1):a classe DIN 3974 mais apertada, erros de afinação de limite, acumulação e perfil, que determinam a suavidade e a precisão angular.
Comportamento térmico:temperatura de reservatório acima de cerca de 90 °C degrada o óleo e acelera o desgaste, então verifique o limite de potência térmica no ciclo de trabalho, não apenas a classificação mecânica.
Materiais, fabricação e medição
A combinação padrão é uma parafusa de aço temperado (tipicamente aço de liga temperada, moagem) com uma roda de bronze de estanho. Aço sobre bronze proporciona bom comportamento de deslizamento e permite que a roda mais macia se conforme e suporte desgaste, de modo que a parafima sobreviva e a roda seja a parte do desgaste. A parafusa é endurecida e afiada com rosca no perfil necessário, e a roda é engatada ou gerada com uma ferramenta adaptada à parafuso. A precisão é verificada medindo o avanço, o passo, o perfil e o desfilamento na parafuso e o passo e perfil na roda, além da verificação do padrão de contato e do jogo no par montado.
As classificações de materiais mostradas são práticas típicas da indústria. Substitua pelas notas exatas e equipamentos de inspeção antes de publicar.
Guia de seleção
Entradas a serem coletadas
Torque máximo e contínuo de saída
Velocidade de entrada e razão necessária
Ciclo de trabalho e temperatura ambiente
Máximo de reação permitida
Carga estática de contenção ou necessidade de retroacionamento
Espaço de montagem e interface do eixo
Entrada para a escolha
Crítica de retroação e desgaste esperado: dupla condução
Segure a posição com energia desligada: partida única, γ pequeno
Eficiência ou serviço contínuo: multi-partida, maiores γ
Alto choque ou carga: módulo maior, perfil ZC
Modos de falha comuns
Pitting: estresse de contato muito alto
Arranhões: má lubrificação ou velocidade de deslizamento muito alta
Superaquecimento: dever acima da classificação térmica
Crescimento do reação: desgaste das rodas ou jogo de rolamento
Desgaste e limites térmicos são a causa usual de um conjunto subdimensionado, então tamanho na classificação térmica, verifique a resistência e rigidez.
