กระปุกเกียร์แบบเลี้ยวกลับได้อย่างไรช่วยให้การขยายแรงบิดที่มีประสิทธิภาพและฟังก์ชั่นล็อคตัวเองได้อย่างไร

การขยายแรงบิด: ตรรกะเชิงกลของการออกแบบอัตราส่วนการส่งสัญญาณ
ฟังก์ชั่นการขยายแรงบิดของก กระปุกเกียร์ ขึ้นอยู่กับการออกแบบอัตราส่วนการส่งสัญญาณของเวิร์มและเวิร์มเกียร์ สูตรหลักของมันคือ:
แรงบิดเอาท์พุท = แรงบิดอินพุต×อัตราส่วนการส่งผ่าน
อัตราส่วนการส่งจะถูกกำหนดโดยจำนวนหัวหนอน (Z1) และจำนวนฟันเกียร์หนอน (Z2):
อัตราส่วนการส่งข้อมูล i = z2 / z1
ตัวอย่างเช่นเมื่อจำนวนหัวหนอนเป็น 1 (หนอนเริ่มต้นเดียว) และจำนวนฟันเกียร์หนอนคือ 50 อัตราการส่งสัญญาณคือ 50: 1 และแรงบิดอินพุตของ 50n · m สามารถขยายได้เป็น 2500N · m ด้วยการปรับจำนวนฟันเกียร์หนอนช่วงการขยายแรงบิดของ 5: 1 ถึง 100: 1 สามารถทำได้อย่างยืดหยุ่น

การฝึกการออกแบบอัตราส่วนการส่งสัญญาณทางวิศวกรรม
อัตราส่วนการส่งขนาดเล็ก (5: 1-20: 1): เหมาะสำหรับสภาวะโหลดแสงเช่นวาล์วและประตูซึ่งจำเป็นต้องคำนึงถึงประสิทธิภาพการส่งและความเร็วในการตอบสนอง
อัตราส่วนการส่งขนาดใหญ่ (20: 1-100: 1): ใช้ในสถานการณ์โหลดหนักเช่นเครนและเครื่องกว้านและความสามารถในการรับแบริ่งของเกียร์หนอนจะต้องได้รับการปรับปรุง
ตัวอย่างเช่นในการควบคุมวาล์วของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์กล่องเกียร์จำเป็นต้องทนต่อผลกระทบของสื่ออุณหภูมิสูงและความดันสูง การออกแบบอัตราส่วนการส่งขนาดใหญ่สามารถมั่นใจได้ว่าการควบคุมการเปิดและปิดวาล์วที่แม่นยำ

ฟังก์ชั่นการล็อคด้วยตนเอง: หลักการทางกลของการเพิ่มประสิทธิภาพมุมเกลียว

1. ลักษณะทางกลของลักษณะล็อคตนเอง

ฟังก์ชั่นการล็อคตัวเองของเกียร์หนอนมาจากความสัมพันธ์ระหว่างมุมเกลียว (λ) และมุมแรงเสียดทาน (φ) เมื่อมุมเกลียวมีขนาดเล็กกว่ามุมแรงเสียดทานล้อหนอนไม่สามารถย้อนกลับขับเวิร์มได้ การแสดงออกทางคณิตศาสตร์ของมันคือ:

λ <φ
มุมแรงเสียดทานถูกกำหนดโดยค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานของวัสดุ (μ):

φ = Arctan (μ)

ตัวอย่างเช่นค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานของเกียร์หนอนทองสัมฤทธิ์และเวิร์มเหล็กอยู่ที่ประมาณ 0.1 ซึ่งสอดคล้องกับมุมเสียดทานที่ 5.7 °ดังนั้นมุมเกลียวจะต้องมีขนาดเล็กกว่าค่านี้เพื่อให้ได้ล็อคตัวเอง

2. แอปพลิเคชันวิศวกรรมของฟังก์ชั่นล็อคด้วยตนเอง
การป้องกันการตอบโต้อีกครั้ง: ในฉากเช่นลิฟต์และเครนฟังก์ชั่นการล็อคตัวเองสามารถป้องกันไม่ให้โหลดเคลื่อนที่ไปในทิศทางตรงกันข้ามเนื่องจากแรงโน้มถ่วงหรือแรงภายนอกทำให้เกิดอุบัติเหตุ
การปรับปรุงความแม่นยำในการวางตำแหน่ง: ในเครื่องมือเครื่องจักรของ CNC และข้อต่อหุ่นยนต์คุณสมบัติการล็อคตัวเองสามารถกำจัดการกวาดล้างการส่งสัญญาณและปรับปรุงความแม่นยำในการวางตำแหน่งเป็น± 0.01 มม.
ตัวอย่างเช่นในระบบพวงมาลัยเรือฟังก์ชั่นล็อคตัวเองของกระปุกเกียร์สามารถมั่นใจได้ว่าใบมีดหางเสือยังคงมีเสถียรภาพในสภาพทะเลที่รุนแรงและหลีกเลี่ยงการหันเห

นวัตกรรมในวัสดุและกระบวนการ: สนับสนุนการส่งผ่านประสิทธิภาพสูง
1. วัสดุหนอน: กระบวนการดับของเหล็กโลหะผสมที่มีความแข็งแรงสูง
ในฐานะที่เป็นองค์ประกอบหลักของการส่งแรงบิดหนอนจำเป็นต้องทนต่อความเครียดและการสึกหรอสูง วัสดุทั่วไปคือ 40crnimoa ซึ่งสามารถเข้าถึงความแข็งของ 58-62hrc หลังจากการรักษาดับและความต้านทานแรงดึงมากกว่า 1,000mpa กระบวนการดับเป็นโครงสร้าง martensitic ผ่านการระบายความร้อนอย่างรวดเร็วซึ่งช่วยเพิ่มความแข็งและความต้านทานการสึกหรอของวัสดุอย่างมีนัยสำคัญ

2. วัสดุเกียร์หนอน: คุณสมบัติการดูดซับแรงกระแทกของโลหะผสมสีบรอนซ์
วัสดุเกียร์หนอนจำเป็นต้องคำนึงถึงทั้งความต้านทานการสึกหรอและการดูดซับแรงกระแทก ดีบุกบรอนซ์ (ZCUSN10PB1) เป็นตัวเลือกแรกเนื่องจากความต้านทานแรงดึงสูง (≥300MPA) และค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานต่ำ (0.05-0.1) ลักษณะการดูดซับแรงกระแทกนั้นมาจากความสามารถในการเปลี่ยนรูปพลาสติกของเมทริกซ์ทองแดงซึ่งสามารถดูดซับพลังงานกระแทกและลดเสียงรบกวนการสั่นสะเทือน

3. นวัตกรรมกระบวนการ: การเพิ่มประสิทธิภาพเสริมฤทธิ์กันของการบดและการหล่อลื่น
การบดหนอน: วงล้อบด CBN ใช้สำหรับการบด superfine และความขรุขระของพื้นผิวฟันRa≤0.4μmทำให้มั่นใจได้ถึงความแม่นยำ
ระบบหล่อลื่น: ผ่านการรวมกันของการหล่อลื่นหมอกน้ำมันและการหล่อลื่นแบบบังคับฟิล์มน้ำมันที่มีเสถียรภาพจะถูกสร้างขึ้นเพื่อลดค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานให้ต่ำกว่า 0.03
ตัวอย่างเช่นในกล่องเกียร์พลังงานลมการออกแบบการหล่อลื่นของเกียร์หนอนสามารถเพิ่มประสิทธิภาพการส่งผ่านเป็นมากกว่า 97%

สถานการณ์แอปพลิเคชัน: จากวาล์วอุตสาหกรรมไปจนถึงอุปกรณ์ระดับสูง
1. การควบคุมวาล์วอุตสาหกรรม
ในอุตสาหกรรมเช่นปิโตรเลียมเคมีและพลังงานไฟฟ้าวาล์วที่ขับเคลื่อนด้วยกระปุกเกียร์แบบเลี้ยวกลับต้องทนต่อผลกระทบของสื่ออุณหภูมิสูงและความดันสูง ฟังก์ชั่นการขยายแรงบิดช่วยให้มั่นใจได้ว่าวาล์วจะเปิดและปิดอย่างรวดเร็วและลักษณะการล็อคตัวเองป้องกันไม่ให้สื่อไหลกลับ ตัวอย่างเช่นในระบบน้ำหล่อเย็นของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์กล่องเกียร์จำเป็นต้องทำงานอย่างเสถียรที่อุณหภูมิสูง 300 ° C

2. ระบบส่งกำลังหนัก
ในรถเครนเครื่องกว้านและสถานการณ์อื่น ๆ กล่องเกียร์จำเป็นต้องทนต่อการโหลดหลายสิบตัน การออกแบบอัตราส่วนการส่งสัญญาณขนาดใหญ่สามารถขยายแรงบิดของมอเตอร์ให้เป็นพันเมตรนิวตันและฟังก์ชั่นล็อคตัวเองจะป้องกันไม่ให้โหลดจากการลดลงโดยไม่ตั้งใจ ตัวอย่างเช่นในพอร์ตเครนชีวิตของกล่องเกียร์ต้องใช้เวลาเกิน 10 ปี

3. ฟิลด์อุปกรณ์ระดับสูง
ในสาขาต่าง ๆ เช่นการบินและอวกาศและหุ่นยนต์ที่ต้องการความแม่นยำและความน่าเชื่อถือสูงมากลักษณะการล็อคตัวเองและความแม่นยำในการวางตำแหน่งของกระปุกเกียร์กลายเป็นกุญแจสำคัญ ตัวอย่างเช่นในระบบควบคุมทัศนคติของดาวเทียมกล่องเกียร์จำเป็นต้องรักษาความแม่นยำในการวางตำแหน่ง± 0.001 °ในสภาพแวดล้อมสูญญากาศ