Ingénierie de précision : contrôle du jeu et du bruit dans le système d'engrenage planétaire à vis sans aileron

I. La demande de transmissions à engrenages de haute précision

Le engrenage planétaire à vis sans aileron L'unité représente une fusion de deux principes de transmission puissants, offrant une densité de couple élevée, des rapports de réduction significatifs et un encombrement compact. Dans les applications exigeantes, le principal défi technique consiste à contrôler les tolérances des composants internes, en particulier le jeu d'engrènement (jeu), pour garantir une précision de transmission élevée et minimiser simultanément les niveaux de bruit, de vibration et de dureté (NVH).

Shanghai SGR Heavy Industry Machinery Co., Ltd., une entreprise de haute technologie qui se concentre spécifiquement sur la transmission par engrenages depuis plus de 10 ans, comprend cette complexité. Notre équipe R&D, composée de docteurs et d'ingénieurs seniors, a développé une technologie spécialisée, notamment le système de conception d'optimisation d'engrenages à vis sans fin planaires à double enveloppe, garantissant que nos produits suivent la tendance de l'industrie vers de faibles vibrations et un faible bruit.

Réducteur à vis sans fin à double enveloppe haute efficacité

II. Les mécanismes du contrôle du jeu

Le jeu, ou le jeu circonférentiel entre les dents accouplées, a un impact direct sur la précision du positionnement et le bruit de fonctionnement. Minimiser ce jeu est essentiel pour les machines de haute précision.

Stratégies pour un assemblage sans jeu : contrôle du jeu dans les systèmes d'engrenages planétaires à vis sans fin

Un contrôle efficace du jeu dans les systèmes d'engrenages planétaires à vis sans fin nécessite de s'attaquer aux deux étages de la boîte de vitesses : l'étage planétaire (planétaire, engrenages planétaires et couronne) et l'étage d'engrenage à vis sans fin. Dans l'étage planétaire, la précision est obtenue grâce à un contrôle méticuleux de l'entraxe entre le soleil et les engrenages planétaires. Cela nécessite souvent l'utilisation de roulements de haute qualité et des tolérances géométriques strictes pour les alésages du porte-satellites et du boîtier.

Dans l'étage d'engrenage à vis sans fin, le jeu est essentiellement lié à l'entraxe entre la vis sans fin et la roue à vis sans fin. Les stratégies de minimisation comprennent :

• Réglage contrôlé de l'entrée : Utilisation de manchons d'arbre d'entrée excentriques ou de brides de boîtier réglables qui permettent un réglage précis de la position de la vis sans aileron pendant l'assemblage.
• Roues à vis sans fin divisées : Utilisant une roue à vis sans fin fendue préchargée qui force un contact continu avec le profil de la vis sans fin, éliminant ainsi le jeu.

III. Obtenir un profil de dent et une précision de maillage

La précision du profil de la dent et de son état de surface détermine directement la douceur de l'engagement et le bruit qui en résulte. C’est là que la fabrication avancée est essentielle.

Techniques de fabrication et tolérances

L'amélioration la plus significative en matière de précision vient de la finition post-usinage. Les techniques de rectification de précision du profil des dents des engrenages à vis sans fin sont primordiales, en particulier pour les engrenages à vis sans fin à double enveloppe, où la géométrie est complexe. Le meulage offre une finition de surface supérieure et un contrôle plus strict du profil en développante par rapport au taillage ou au fraisage traditionnel.

L'impact de la tolérance des engrenages sur le niveau de vibration de la boîte de vitesses est défini par les normes industrielles (par exemple, l'Organisation internationale de normalisation 1328-1). Le passage d'un niveau ISO 8 (commercial) à un niveau ISO 5 (haute précision) peut réduire l'erreur de maillage dynamique par dix, se traduisant directement par des niveaux de vibration et de bruit nettement inférieurs.

Méthodes de fabrication d'engrenages par rapport à la tolérance et à l'état de surface

IV. Métrologie avancée et assurance qualité

Vous ne pouvez pas contrôler ce que vous ne pouvez pas mesurer avec précision. Les boîtes de vitesses de haute précision nécessitent une métrologie de pointe pour vérifier la géométrie complexe des composants.

Vérification de la géométrie complexe

La vérification de la géométrie toroïdale dans l’étage à vis sans fin est un processus spécialisé. L'instrument de mesure de la précision des engrenages à vis sans fin toroïdaux doit être capable de mesurer simultanément plusieurs paramètres géométriques, notamment l'erreur d'avance, de profil et de pas. Shanghai SGR est équipé d'un instrument de mesure de vis toroïdales et de plaques de cuisson innovant au niveau national, une première en Chine, ainsi que de machines de mesure 3D de haute précision. Ces instruments vérifient que chaque composant d'engrenage planétaire à vis sans fin adhère aux tolérances les plus strictes requises pour un faible jeu et un faible bruit.

V. Stratégies de réduction du bruit dans l'engrenage planétaire à vis sans aileron

Au-delà de la précision des engrenages, le bruit émis est influencé par la dynamique du système et la conception du boîtier. Un guide B2B réussi sur la réduction du bruit dans les réducteurs planétaires doit prendre en compte l’ensemble du système, et pas seulement les engrenages.

Atténuation systémique du bruit

• Lubrification : L'utilisation d'huiles synthétiques avec une précision optimisée pour la vitesse et la température de fonctionnement garantit la formation d'un film fluide silencieux qui atténue le bruit d'impact du maillage.
• Conception du logement : La rigidité du boîtier doit être suffisamment élevée pour éviter toute amplification du bruit par vibration. Notre concentration sur une conception compacte et modulaire améliore intrinsèquement la rigidité et réduit la déflexion dynamique, minimisant ainsi la contribution du boîtier au niveau sonore global.
• Modification de l'équipement : Des modifications subtiles du profil des dents (couronne ou relief de pointe) peuvent compenser des déformations mineures sous charge, ce qui atténue directement les effets NVH liés à l'impact de la tolérance des engrenages sur le niveau de vibration de la boîte de vitesses dans des conditions réelles.

VI. Conclusion

Le contrôle du jeu et la minimisation du bruit dans un engrenage planétaire à vis sans fin hautes performances doivent avoir une approche spécialisée et intégrée, liée à une conception avancée (telle que le système planaire à double enveloppe) à une précision de fabrication rigoureuse. Grâce à l'utilisation de techniques de meulage de précision pour le profil des dents des engrenages à vis sans fin et à la validation via l'instrument de mesure de la précision des engrenages à vis sans fin toroïdaux, Shanghai SGR Heavy Industry Machinery Co., Ltd. garantit que nos boîtes de vitesses répondent aux exigences NVH les plus strictes, offrant des solutions de haute technologie à nos partenaires B2B mondiaux.

VII. Foire aux questions (FAQ)

1. Quelle est la définition du jeu dans un engrenage planétaire à vis sans fin et pourquoi son contrôle est-il essentiel ?

Le jeu est le jeu entre les flancs non moteurs des dents des engrenages conjugués. Son contrôle est essentiel car un jeu excessif réduit la précision et la direction du positionnement, entraînant une instabilité, des bruits d'impact et une usure prématurée, qui sont essentiels au contrôle du jeu dans les systèmes d'engrenages planétaires à vis sans fin.

2. Comment se manifeste l’impact de la tolérance des engrenages sur le niveau de vibration de la boîte de vitesses ?

Une mauvaise tolérance des engrenages entraîne des erreurs géométriques (écart de profil, erreur de pas). Ces erreurs provoquent des forces d’engrènement non uniformes, créant une excitation dynamique. Cette excitation est transférée à travers les roulements et le boîtier, se manifestant par des vibrations et du bruit audibles, d'où la nécessité de niveaux de tolérance ISO de haute qualité.

3. Qu'est-ce qui distingue les techniques de rectification de précision du profil des dents d'engrenages à vis sans fin du taillage ?

Le meulage de précision a lieu une fois que le matériau de l'engrenage a été traité thermiquement et durci. Il offre une finition de surface beaucoup plus fine et permet de corriger les distorsions mineures provoquées par le traitement thermique, ce qui se traduit par une précision géométrique supérieure (grade 3-5 contre grade 8-10 pour le taillage).

4. Quel outil spécialisé est requis pour la vérification mentionnée dans l'instrument de mesure de la précision de l'engrenage à vis sans fin toroïdal ?

La vérification nécessite une machine spécialisée, telle qu'un instrument de mesure d'engrenages à commande numérique par ordinateur (CNC), souvent personnalisé ou conçu en interne (comme l'instrument de mesure à vis sans fin toroïdale et à plaque de cuisson de SGR). Les machines de mesure 3D standard peuvent avoir des difficultés avec la géométrie tridimensionnelle complexe, non développante, du profil de vis sans fin à double enveloppe.

5. Quels éléments de conception autres que les engrenages contribuent à la réduction abordée dans le guide B2B sur la réduction du bruit dans les réducteurs planétaires ?

Les éléments autres que les engrenages incluent l'optimisation de la conception du boîtier (augmentation de l'épaisseur de paroi et des nervures pour amortir la résonance), la sélection de roulements de haute qualité et à faible bruit et l'utilisation de lubrifiants à viscosité appropriée qui créent un film fluide épais et absorbant le bruit entre les dents en prise.