Växlar


En växel är en mekanisk transformator som:

  • Reducerar varvtalet med utväxlingen.
  • Ökar momentet med utväxlingen minus den förlust man får i varje växelsteg
  • Reducerar det externa tröghetsmomentet med utväxlingen i kvadrat. Detta är mycket viktigt för servossystem eller andra dynamiska applikationer
  • Verkningsgraden är den förlust som sker mellan in- och utgående kugghjul. Den ligger vanligen runt 90% (10% förlust) för kuggsteg och 85% för planetsteg
  • Ingångsfriktion är det moment som krävs för att starta och vrida runt växeln i tomgång. För mycket små växlar och motorer kan denna friktion vara ett problem


Planetväxlar


Växeln är uppbyggd av ett solhjul med 3-4 planethjul (därav namnet) som löper mot höljets insida som är tandat. Förhållandet mellan antalet tänder i sol- och planethjul samt innerkuggen ger utväxlingen. Det finns väldigt prisvärda växlar helt i plast med ett pris obetydligt högre än för kuggväxlar. Från 20W och uppåt används nästan uteslutande planetväxler.


Utmärkande för planetväxlar är

  • Ett begränsat antal utväxlingar i varje steg. Detta bestäms vid konstruktionen och om man vill ändra måste man betala för en delvis ny växel
  • Begränsad högsta utväxling
  • Dyrare att tillverka
  • Högt moment i en given storlek. Det är 3 eller 4 hjul som delar på kraften
  • Mycket hög precison kan erhållas i rena servoväxlar

Vinkelväxlar


På kugg- och planetväxlar kommer axeln ut i linje med ingångsaxeln. Eftersom motor och växel byggs i ”serie” blir enheten ofta för lång. Därför önskar man ofta en växel där axeln kommer ut 90 grader i förhållande till motorns ingångsaxel.
Detta kan göras med två principer

Snäckväxlar.

På motoraxeln sitter en snäckskruv som driver ett snäckhjul. Skruven sitter parallellt med hjulet och driver på periferin. Hjulet är lagrat i bägge ändar och axeln kommer ut 90 grader jämfört med motoraxeln.

Utmärkande för snäckväxlar

  • Självhämmande om utväxlingen är över ca 40:1. Mycket användbart vid t.ex. hängande laster
  • Usel verkningsgrad. Självhämmande betyder <50% verkningsgrad och vid 80:1 kanske endast 20%. Mycket olämplig vid servodrifter eftersom växeln är nästan låst i vissa lägen. Ställer onödigt stora karav på servoregleringen.
  • Tyst
  • Upp till 100:1 i endast ett steg
  • Lågt pris



Bilden visar en typisk avnädning för snäckväxeln, en vindrutetorkarmotor.

Vinkelväxlar.

På motoraxeln sitter ett 45 graders hjul (Bevel gear) som driver ett likadant hjul. Man kan få en utväxling på 1-5:1 i det första steget. Nu har man vridit drivaxeln 90 grader och kan fortsätta med en konventionell kugg- eller planetväxel.


Bilden visar en vinkelväxel i genomskärning. Växeln på bilden är även försedd med ett extra planetsteg. Notera att planetsteget sitter efter vinkelsteget, vilket gör att växeln kan byggas för större moment då ett planetsteg klarar betydligt mer vridmoment än ett vinkelsteg.

Utmärkande för vinkelväxlar

  • Med en avslutande kuggväxel samma prestanda som en kuggväxel
  • Med en avslutande planetväxel samma prestanda som en planetväxel
  • Vanlig för riktigt små motorer
  • Ej självhämmande
  • Vinkelsteget kräver hög precison och är dyr att tillverka
  • Ideal som servoväxel med hög precison och mycket bra verkningsgrad

Kuggväxlar


Växeln är uppbyggd av ett antal steg där ett litet kugghjul driver ett större. Förhållandet mellan antalet tänder ger utväxlingen. Växeln kan ha raka tänder eller snedskurna (Helical ). Rak tänder ger något bättre verkningsgrad men högre ljud. Helical blir tystare och får en längre kontaktyta och kan därför ge mer moment. Billiga Asiatiska växlar har ofta sneda kugghjul men med betydligt sämre prestanda än Europeiska växlar med raka tänder. Konstruktion, precision och val av material är helt avgörande.

Exempel:
Första hjulet har 10 tänder och nästa har 25. Utväxlingen blir 2,5:1. Om vi tänker oss tre likadan steg får växeln en total utväxling på 2,5 x 2,5 x 2,5 = 15,625:1


Bilden visar en kuggväxell i genomskärning.

  • Den mest flexibla växeltypen där man kan få ut flera drivaxlar med olika varvtal, helt valfri form och nästan valfri eller extremt hög utväxling
  • Billig att tillverka om man använder stansade kugghjul eller plasthjul
  • Relativt begränsat moment i en given storlek
  • Hög precison och låg ingångsfriktion
Leverantörer
Skicka förfrågan
Contact us
Beräkningshjälpmedel

 

Testa våra hjälpmedel för beräkning samt selektionsverktyg!

- Kalkyl för linjära remdrifter
- Kalkyl för linjära skruvdrift
- Beräkning av remtransmission

Välj rätt axelkoppling