Hoe bereikt een versnellingsbak van kwartaal een efficiënte koppelversterking en zelfvergrendelingsfunctie?

Koppelversterking: de mechanische logica van het ontwerp van de transmissieverhouding
De koppelversterkingsfunctie van een Kwart-bocht versnellingsbak is gebaseerd op het ontwerp van de transmissieverhouding van de worm- en wormwiel. De kernformule is:
Uitgangskoppel = ingangskoppel × transmissieverhouding
De transmissieverhouding wordt bepaald door het aantal wormkoppen (Z1) en het aantal wormwieltanden (Z2):
Transmissieverhouding I = Z2 / Z1
Wanneer bijvoorbeeld het aantal wormkoppen 1 (single-start worm) is en het aantal wormwieltanden 50 is, is de transmissieverhouding 50: 1 en kan het ingangskoppel van 50n · m worden versterkt tot 2500n · m. Door het aantal wormwieltanden aan te passen, kan het koppelversterkingsbereik van 5: 1 tot 100: 1 flexibel worden bereikt.

Engineeringpraktijk van transmissieverhoudingontwerp
Kleine transmissieverhouding (5: 1-20: 1): geschikt voor lichte belastingomstandigheden zoals kleppen en poorten, die rekening moeten houden met de efficiëntie van de transmissie en de responssnelheid.
Grote transmissieverhouding (20: 1-100: 1): gebruikt in zware lading scenario's zoals kranen en lieren, en de draagvermogen van wormwielen moet worden verbeterd.
In de klepregeling van kerncentrales moet de versnellingsbak bijvoorbeeld de impact van hoge temperatuur en hogedrukmedia weerstaan. Het ontwerp van de grote transmissieverhouding kan zorgen voor de precieze regeling van de opening en het afsluiten van de klep.

Zelfvergrendelingsfunctie: het mechanische principe van helixhoekoptimalisatie

1. De mechanische aard van zelfvergijzingskenmerken

De zelfvergrendelingsfunctie van wormwars is afkomstig van de relatie tussen de helixhoek (λ) en de wrijvingshoek (φ). Wanneer de helixhoek kleiner is dan de wrijvingshoek, kan het wormwiel de worm niet omkeren en zelfvergrendeling vormen. De wiskundige uitdrukking ervan is:

λ <φ
De wrijvingshoek wordt bepaald door de materiaalwrijvingscoëfficiënt (μ):

φ = arctan (μ)

De wrijvingscoëfficiënt van bronzen wormwielen en stalen wormen is bijvoorbeeld ongeveer 0,1, overeenkomend met een wrijvingshoek van 5,7 °, dus de helixhoek moet kleiner zijn dan deze waarde om zelfvergrendeling te bereiken.

2. Engineering toepassing van zelfvergrendelingsfunctie
Anti-reverse bescherming: in scènes zoals liften en kranen kan de zelfvergrendingsfunctie voorkomen dat de belasting in de tegenovergestelde richting gaat als gevolg van zwaartekracht of externe krachten, waardoor ongevallen worden vermeden.
Verbeterde positioneringsnauwkeurigheid: in CNC-machinetools en robotverbindingen kan de zelfvergrendende functie transmissie-speling elimineren en de positioneringsnauwkeurigheid verbeteren tot ± 0,01 mm.
In het stuurbesturingssysteem kan de zelfvergrendingsfunctie van de versnellingsbak bijvoorbeeld ervoor zorgen dat het roerblad stabiel blijft in harde zee-omstandigheden en gier vermijdt.

Innovatie in materialen en processen: ondersteuning voor zeer efficiënte transmissie
1. Wormmateriaal: blusproces van hoogwaardig legeringsstaal
Als kerncomponent van koppeltransmissie moet de worm hoge spanning en slijtage weerstaan. Het typische materiaal is 40Crnimoa, die een hardheid van 58-62 uur kan bereiken na een blusbehandeling en een treksterkte van meer dan 1000 mpa. Het uitdovingsproces vormt een martensitische structuur door snelle koeling, wat de hardheid en slijtvastheid van het materiaal aanzienlijk verbetert.

2. Worm tandwielmateriaal: schok-absorberende eigenschappen van bronzen legering
Het wormwielmateriaal moet rekening houden met zowel slijtvastheid als schokabsorptie. Tin brons (ZCUSN10PB1) is de eerste keuze vanwege de hoge treksterkte (≥300 mpa) en lage wrijvingscoëfficiënt (0,05-0,1). De schokabsorptie -kenmerken zijn afgeleid van het plastic vervormingsvermogen van de koperen matrix, die de impactenergie kan absorberen en trillingsgeluid kan verminderen.

3. Procesinnovatie: synergetische optimalisatie van slijpen en smeren
Worm slijpen: CBN -slijprad wordt gebruikt voor het slijpen van superfijn, en de ruwheid van de tandoppervlak RA≤0,4μm zorgt voor meshing nauwkeurigheid.
Smeersysteem: door de combinatie van smering van olieverhoor en geforceerde smering wordt een stabiele oliefilm gevormd om de wrijvingscoëfficiënt te verminderen tot minder dan 0,03.
In windenergie -versnellingsbakken kan het smeerontwerp van wormwielen bijvoorbeeld de transmissie -efficiëntie verhogen tot meer dan 97%.

Toepassingsscenario's: van industriële kleppen tot high-end apparatuur
1. Industriële klepcontrole
In industrieën zoals petroleum, chemische en elektrische stroom, moeten kleppen aangedreven door versnellingsbakken van kwartaal zijn bestand tegen de impact van hoge temperatuur en hogedrukmedia. De koppelversterkingsfunctie zorgt ervoor dat de klep opent en snel sluit, en zijn zelfvergrendelijke kenmerken voorkomen dat het medium terug stroomt. In het koelwatersysteem van een kerncentrale moet de versnellingsbak bijvoorbeeld stabiel werken bij een hoge temperatuur van 300 ° C.

2. Zware transmissiesysteem
In kranen, lieren en andere scenario's moet de versnellingsbak de veel tientallen tonnen weerstaan. Het ontwerp van het grote transmissieverhouding kan het motorkoppel versterken tot duizenden Newton-meters, en de zelfvergrendelingsfunctie voorkomt dat de belasting per ongeluk valt. In Port Cranes moet bijvoorbeeld de levensduur van de versnellingsbak meer dan 10 jaar bedragen.

3. High-end apparatuurveld
In velden zoals ruimtevaart en robotica die een extreem hoge precisie en betrouwbaarheid vereisen, worden de zelfvergrendelijke kenmerken en positioneringsnauwkeurigheid van de versnellingsbak de sleutel. In satelliet -attitude -controlesystemen moet de versnellingsbak bijvoorbeeld een positioneringsnauwkeurigheid van ± 0,001 ° in een vacuümomgeving handhaven.