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是什么決定了減速機(jī)蝸輪效率?

發(fā)布時(shí)間:2021-12-28 10:48:42

  蝸輪蝸桿通常用于在緊湊的單級減速機(jī)設(shè)計(jì)中提供非常高的減速比(和高扭矩倍增)。但傳統(tǒng)思維認(rèn)為,這些好處是以犧牲效率為代價(jià)的。在這里,我們將了解決定蝸輪效率的因素,以及如何在不犧牲效率的情況下獲得蝸輪帶來的好處。
減速機(jī)蝸輪
盡管減速機(jī)蝸輪通常被認(rèn)為是低效傳動,但廠家在材料、制造方法和潤滑選擇方面取得了進(jìn)步,從而提高了效率。
  蝸輪是一種橫軸(非平行)齒輪,這意味著它們具有彼此成90度的非相交軸。蝸桿或軸類似于帶有V型螺紋的螺釘,齒輪(也稱為蝸輪)類似于正齒輪。蝸桿和齒輪由不同的材料制成,蝸桿通常由鋼制成,齒輪通常由青銅制成,盡管可以使用其他材料組合來適應(yīng)特定的負(fù)載或環(huán)境條件。
  與其他齒輪不同,蝸輪嚙合主要是輪齒嚙合時(shí)的滾動接觸,而蝸輪嚙合主要是輪齒和蝸輪之間的滑動摩擦。這種滑動摩擦?xí)a(chǎn)生大量的熱量,并且通常會導(dǎo)致比其他減速機(jī)設(shè)計(jì)更低的效率。隨著壓下率的增加,導(dǎo)程角減小。這種較小的導(dǎo)程角意味著輪齒和蝸桿之間有更多的表面接觸,反過來,摩擦更大,效率更低。
  蝸輪所經(jīng)歷的滑動摩擦也會導(dǎo)致嚙合部件之間的潤滑被推開,因此齒輪組主要在邊界潤滑或邊界摩擦條件下運(yùn)行。由于這些條件,蝸輪通常使用復(fù)合油或合成潤滑劑進(jìn)行潤滑。除高粘度外,蝸輪潤滑油還應(yīng)能夠承受較高的工作溫度和壓力,并與蝸輪使用的軟金屬(或在某些情況下與聚合物)相容。
  降低蝸輪效率的其他因素是軸承和軸封造成的摩擦損失。減輕這些損失的一種方法—特別是在需要高齒輪比的情況下—是將蝸輪與斜齒輪結(jié)合起來。在這種布置中,斜齒輪提供初始較小的減速比,蝸輪提供剩余的必要減速。這可以防止蝸輪減速過大而導(dǎo)致效率顯著降低。它還提供了使用多級斜齒輪的替代方案,這將需要多個齒輪系和多個軸承,每個軸承都會增加摩擦并降低效率。
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