Jusheng

L'aiguille des secondes de votre montre atomique fonctionne avec précision grâce à des engrenages pas plus épais qu'un cheveu. À des centaines de mètres de vous, les pales d'un immense moulin à vent tournent régulièrement sous l'effet d'un ouragan, et en leur centre se trouvent des engrenages. Des microns aux mètres, des millinewtonmètres aux méganewtonmètres, les engrenages sont des géants silencieux qui transmettent puissance et mouvement, le sang du monde mécanique.

Face à un nombre illimité d'options, comment choisir l'engrenage idéal pour votre système ? Ce document vous présente huit types d'engrenages de base, décrit les approches de conception et fournit un exemple d'étude de cas. Il vous fournira des outils pratiques pour le choix des engrenages, afin que vous puissiez choisir facilement les types d'engrenages qui vous conviennent.

Résumé de la réponse principale

Pourquoi faire confiance au guide de fabrication additive d'engrenages de JS ?

Lorsque vous recherchez des solutions d'engrenages de machines de haute précision, JS a fabriqué des centaines de projets d'usinage d'engrenages personnalisés pour les marchés de l'automobile et de la robotique, et nous sommes experts dans la fabrication d'usinage d'engrenages personnalisés.

Nous utilisons également des outils de mesure de haute précision, permettant d'usiner des pièces d'engrenages avec des tolérances de ± 0,001 mm. Nous sommes capables d'usiner huit principaux types d'engrenages, tels que les engrenages droits et les engrenages harmoniques.

Ce guide est basé sur plus de 10 ans d' usinage d'engrenages JS et sur une technologie apprise, vous pouvez donc lui faire confiance pour fournir des recommandations de sélection raisonnables.

Si vous souhaitez personnaliser vos engrenages, le service d'usinage d'engrenages sur mesure de JS répond parfaitement à vos besoins. Nous élaborerons un plan adapté à vos besoins et assurerons un contrôle qualité de la conception à l'usinage afin que vous puissiez réaliser votre projet sans problème.

Guide des types d'équipement : 8 membres principaux expliqués

Après avoir compris la raison pour laquelle vous devriez faire confiance au guide de JS, nous allons maintenant découvrir les huit principaux types d'engrenages pour vous permettre d' identifier clairement les caractéristiques et les conditions d'application de chaque engrenage.

Gagner au millimètre près : cinq règles d'or de la conception d'équipements

Maintenant que vous connaissez les types d'engrenages, pour concevoir un système d'engrenages fiable, vous devez respecter cinq règles d'or. Ce sont les points clés résumés par JS au fil de ses années de pratique de l'usinage d'engrenages.

Déterminer clairement les exigences en matière de rapport de démultiplication

Les rapports de démultiplication doivent être calculés en fonction des besoins globaux de transmission de l'équipement. Des variations de rapport de démultiplication peuvent entraîner un fonctionnement irrégulier, voire une panne. Il est donc important d'éviter d'accroître la complexité du système en utilisant un rapport de démultiplication inapproprié.

Mettre en évidence la correspondance de charge et de couple

Les engrenages doivent être choisis en fonction de la charge réelle de l'équipement. Une surcharge les endommagera rapidement et réduira leur durée de vie. Pour les applications à forte charge, des engrenages à haute résistance sont recommandés.

Choix précis du matériau des engrenages

Les engrenages métalliques sont adaptés aux charges lourdes grâce à leur résistance à l'usure et à leur robustesse. Les engrenages en plastique sont adaptés aux charges légères et à l'atténuation sonore. Lors du choix du matériau de l'engrenage, tenir compte du contexte dans lequel il sera utilisé.

Conçu pour permettre la lubrification et la dissipation de la chaleur

L'action des engrenages génère de la chaleur et de l'usure par frottement. Les passages de lubrification doivent donc être conçus pour assurer une lubrification constante. Il est également important de prendre en compte l'échauffement, car la surchauffe et la déformation des engrenages peuvent compromettre la précision.

Fournir des marges de précision de réserve

Les engrenages s'usent avec une utilisation prolongée, et par conséquent la précision de la conception doit être supérieure à ce qui est réellement requis afin que même avec une petite usure, les engrenages continuent de fonctionner correctement.

Choisissez plus que le type : six compromis de conception importants

Lors de la conception d'engrenages, il ne suffit pas de suivre des règles strictes ; six variables principales doivent être équilibrées. Le coût et la fabrication sont les priorités absolues de la plupart des ingénieurs.

Coût et fabricabilité

Les engrenages individuels sont plus chers que les produits fabriqués en série, et les engrenages complexes sont difficiles et longs à fabriquer. Ces facteurs influencent directement le coût du projet et les délais de livraison.

Cycle de production et précision

La production d'engrenages de haute précision est plus longue, ce qui augmente les performances des équipements, mais ralentit le projet. Les engrenages de précision moyenne ont un cycle de production court et peuvent être utilisés dans les délais de livraison serrés.

Volume et capacité de charge

Les engrenages à forte charge sont volumineux. En cas de contrainte d'espace, il est nécessaire d'utiliser un engrenage à forte densité de couple. Un déséquilibre volumique peut rendre l'assemblage des équipements complexe, voire impossible.

Bruit et efficacité de la transmission

Le bruit et le rendement varient selon les engrenages. Le rendement influence la consommation d'énergie de l'équipement, tandis que le bruit affecte l'environnement. Un équilibre doit être trouvé entre les deux en fonction des besoins réels.

Coût d'entretien et compatibilité environnementale

Les matériaux des engrenages doivent être adaptés à l'environnement de travail. Des matériaux dotés d'une bonne adaptabilité peuvent entraîner des coûts initiaux plus élevés, mais ils peuvent réduire la fréquence et les coûts de maintenance ultérieurs, et minimiser les temps d'arrêt des équipements.

Normalisation et compatibilité

Les engrenages standardisés ont une forte universalité et sont faciles à remplacer. Les engrenages personnalisés ont une bonne adaptabilité, mais le coût de remplacement est élevé et la commodité et le coût de la maintenance ultérieure doivent être pris en compte.

Par exemple, si votre budget est limité et que vous avez besoin d'une livraison rapide, les engrenages droits standardisés de précision moyenne constituent un bon choix. Si l'espace disponible pour l'équipement est réduit et que la charge requise est élevée, les engrenages harmoniques sont plus adaptés, mais des coûts d'usinage plus élevés doivent être acceptés.

Comparaison directe : comparaison détaillée des types d'équipements les plus populaires

Afin de vous permettre de comparer les types d'engrenages populaires de manière plus organique et de raccourcir votre processus de sélection, nous avons établi le tableau suivant des facteurs principaux tels que le jeu et l'efficacité de la transmission.

Comme le montre le tableau, si vous souhaitez un jeu nul, les engrenages harmoniques constituent la meilleure option. Si vous recherchez un rapport qualité-prix élevé, les engrenages droits ou hélicoïdaux sont plus adaptés. Le choix peut être fait en fonction des besoins réels des pièces d'engrenages usinées .

En comparant le tableau ci-dessus, si vous avez déjà défini votre type d'engrenage, le service d'usinage d'engrenages sur mesure de JS est en mesure de répondre à vos besoins. Nous usinons continuellement divers matériaux et chaque engrenage est soumis à des tests rigoureux pour confirmer son adéquation à l'environnement d'application.

Battle Of The Kings : Qui est l'équipement le plus « fort » ?

Après avoir lu le tableau comparatif, vous vous demandez peut-être : « Quel est l'engrenage le plus résistant ? » Tout dépend de votre définition de « plus résistant » : faites-vous référence à la transmission la plus efficace, à la plus petite taille ou au plus petit jeu ?

Si vous avez besoin d'une efficacité de transmission, les engrenages hélicoïdaux (95 % à 98 %) surpassent les engrenages harmoniques (85 % à 90 %) et sont plus appropriés à utiliser dans les entraînements à haut rendement tels que les transmissions de véhicules automobiles.

Si un jeu nul est impératif et qu'une petite taille est primordiale, les articulations des bras robotiques sont mieux équipées d'engrenages harmoniques car elles sont capables de répondre aux exigences de jeu ≤ 0,01°.

Si les charges élevées et les faibles coûts sont des priorités absolues, les engrenages planétaires sont les plus appropriés pour les systèmes d'entraînement automobiles en raison de leur densité de couple à un coût acceptable.

Il n'existe en aucun cas un équipement imbattable, mais simplement l'équipement auquel s'applique votre définition de « fort ».

Si vous ne savez pas quel engrenage est adapté à votre application, JS Precision Manufacturing peut vous conseiller gratuitement. Nous vous recommanderons le type d'engrenage le plus adapté à votre application et vous proposerons un service de traitement complet, pour votre tranquillité d'esprit et votre confort.

Étude de cas : Du concept à la réalité – Un parcours de sélection d'engrenages pour les articulations de bras robotisés industriels

Défi

Concevoir une solution de transmission pour les articulations J4, J5 et J6 d'un bras robotique industriel avec une haute précision et une charge élevée.

Exigences : un rapport de réduction extrêmement élevé (1:50-1:100), une densité de couple extrêmement élevée (≥ 5 N·m/cm³), un jeu totalement nul ( ≤ 0,01° ), une taille extrêmement petite (diamètre ≤ 80 mm) et un fonctionnement robuste dans un environnement de -10 °C à 60 °C.

Sélection de solutions JS

• Engrenage hélicoïdal/droit + réducteur : Nécessite un diamètre minimum de 120 mm, ce qui ne permet pas de l'insérer dans l'espace de joint. De plus, le jeu est compris entre 0,1° et 0,5° , ce qui rend difficile l'obtention d'un jeu absolument nul. a donc été éliminé.
• Engrenages planétaires : Bien qu'ils répondent à l'exigence de densité de couple (≥ 5 N·m/cm³), les engrenages planétaires traditionnels présentent un jeu compris entre 0,03° et 0,2° , ce qui ne répond toujours pas à l'exigence très stricte de « jeu absolu nul » et a donc été éliminé.
• Engrenages harmoniques : Ils répondaient à toutes les exigences en matière de rapport de réduction, de densité de couple, de jeu et de volume, et constituaient donc la solution de choix.

Résultats

JS a conçu les engrenages harmoniques pour ce bras robotique avec un diamètre de joint de 75 mm, une répétabilité de ± 0,005 mm et Fonctionnant en continu pendant 1 000 heures sans aucun problème, le bras robotisé assure un fonctionnement précis et efficace sur la chaîne de montage automobile et acquiert une reconnaissance commerciale.

Les spécifications de haute précision, telles que celles des articulations de bras robotisés, peuvent être réalisées avec précision grâce au service d'usinage d'engrenages sur mesure de JS. Nous assurons un contrôle total, de l'optimisation de la conception à l'inspection finale du produit, afin de garantir que les engrenages répondent à des exigences strictes et font de votre produit un produit performant sur le marché.

De la conception à la fabrication : votre guide pour réussir vos projets d'équipement

Après avoir pris connaissance de la sélection de modèles et des études de cas, vous pouvez facilement mettre en œuvre votre projet d'engrenage de la conception à la fabrication en passant par ces quatre étapes.

Étape 1 : Définir les exigences

Commencez par dresser la liste des paramètres importants tels que le rapport de transmission, le couple de charge, la précision requise, les contraintes de volume et l'environnement de travail. Ces paramètres constituent le point de départ de la conception et de la fabrication. Sans eux, la conception ne pourra pas répondre aux exigences réelles.

Étape 2 : utiliser des outils de conception modernes

Utilisez un logiciel de CAO pour concevoir un engrenage et combinez-le avec un logiciel d'analyse par éléments finis pour modéliser les conditions de fonctionnement et identifier plus tôt les problèmes de concentration de contraintes. JS peut vous fournir un support logiciel de conception pour vous aider à affiner votre modèle.

Étape 3 : Consultez des experts en fabrication

Soumettez votre concept à des experts en fabrication tels que JS. Ils vous proposeront des suggestions d'optimisation de la faisabilité de la fabrication, comme la modification du profil des dents pour réduire la complexité de fabrication ou l'adaptation des matériaux pour un compromis coût/performance.

Étape 4 : Sélectionnez un partenaire

JS propose un système de commande en ligne simple : après avoir soumis vos spécifications, nous vous fournirons un devis sous 24 heures. Après confirmation, nous lancerons la production d'échantillons, et une fois celle-ci terminée, la production en série débutera. JS expédie les échantillons sous 3 à 7 jours et la production en série sous 10 à 15 jours, garantissant ainsi une réponse rapide à vos besoins.

FAQ

Q1 : Pourquoi les engrenages ont-ils généralement un nombre impair de dents ?

Les engrenages à dents impaires répartissent uniformément les erreurs d'engrènement entre les différents flancs de dents et empêchent l'usure excessive d'un flanc de dent. De plus, la tête d'indexation évite la répétition d'une position spécifique lors de l'usinage, optimisant ainsi la précision globale de l'engrenage.

Q2 : Les engrenages en plastique peuvent-ils remplacer les engrenages en métal ?

Oui. Pour les applications à faible charge et à faible bruit nécessitant une autolubrification ou une résistance à la corrosion (par exemple, bandes transporteuses pour l'industrie agroalimentaire, moteurs d'appareils électroménagers), les engrenages en plastique tels que le POM (Saigang) et le nylon sont adaptés. Ils permettent également de réduire considérablement les coûts et le poids.

Q3 : Qu'est-ce que la « sous-cotation » ? Comment l'éviter ?

Le « sous-dépouillage » résulte d'un nombre insuffisant de dents sur un engrenage. L'outil d'usinage coupe alors une partie trop importante du pied de dent lors de l'usinage, ce qui réduit considérablement sa résistance. Cet effet peut être efficacement éliminé en augmentant le nombre de dents, en augmentant l'angle de pression (par exemple, 25°) ou en adoptant un système de changement de vitesse.

Q4 : Je souhaite un équipement personnalisé. Que dois-je vous dire ?

Vous devez au moins indiquer : le type d'engrenage (par exemple, engrenage droit, engrenage harmonique), le module, le nombre de dents, l'angle de pression, la largeur de la face de la dent, les dimensions de l'alésage et de la rainure de clavette, le matériau (par exemple, plastique, acier) et le traitement thermique. Fournir un modèle 3D ou un dessin 2D précis permettra un usinage plus précis.

Résumé

En ingénierie, les engrenages allient parfaitement robustesse et beauté. Leur choix est un délicat équilibre entre performance, encombrement et coût. Comprendre le langage spécifique de chaque type d'engrenage est essentiel à la création de systèmes mécaniques exceptionnels.

Ce guide fournit aux ingénieurs des informations précises et pratiques sur le choix des engrenages. Il ne s'agit pas de choisir le plus robuste, mais le plus adapté, celui qui répond le mieux aux besoins de votre équipement.

JS Precision Machining propose des services d'usinage d'engrenages en ligne , des tarifs transparents, des processus de commande efficaces et des contrôles qualité rigoureux, pour garantir un projet d'engrenages sans accroc, de la conception à la réalisation. Nous sommes là pour vous aider !