Wie erreicht ein Viertel-Turn-Getriebe eine effiziente Drehmomentverstärkung und Selbstverriegelungsfunktion?

Drehmomentverstärkung: Die mechanische Logik des Übertragungsverhältnisses Design
Die Drehmomentverstärkungsfunktion von a Viertel-Turn-Getriebe basiert auf dem Design des Übertragungsverhältnisses des Wurm- und Wurmgetriebes. Seine Kernformel ist:
Ausgangsdrehmoment = Eingangsdrehmoment × Übertragungsverhältnis
Das Übertragungsverhältnis wird durch die Anzahl der Wurmköpfe (Z1) und die Anzahl der Wurmgetriebezähne (Z2) bestimmt:
Übertragungsverhältnis I = Z2 / Z1
Wenn beispielsweise die Anzahl der Wurmköpfe 1 (Einzelstart-Wurm) beträgt und die Anzahl der Wurmgetriebe 50 beträgt, beträgt das Übertragungsverhältnis 50: 1 und das Eingangsdrehmoment von 50 n · m kann auf 2500 n · m verstärkt werden. Durch Einstellen der Anzahl der Wurm Zahnradzähne kann der Drehmomentverstärkungsbereich von 5: 1 bis 100: 1 flexibel erreicht werden.

Ingenieurpraxis des Übertragungsverhältnisses Design
Kleines Übertragungsverhältnis (5: 1-20: 1): Geeignet für Lichtlastbedingungen wie Ventile und Tore, die die Übertragungseffizienz und die Reaktionsgeschwindigkeit berücksichtigen müssen.
Großes Übertragungsverhältnis (20: 1-100: 1): Wird in schweren Lastszenarien wie Kranen und Winden verwendet, und die Lagerkapazität der Wurmgetriebe muss verbessert werden.
Beispielsweise muss das Getriebe bei der Ventilsteuerung der Kernkraftwerke den Einflüssen von Hochtemperatur- und Hochdruckmedien standhalten. Das große Übertragungsverhältnisdesign kann die genaue Kontrolle der Ventilöffnung und Schließung sicherstellen.

Selbstverriegelungsfunktion: Das mechanische Prinzip der Helix-Winkeloptimierung

1. Die mechanische Natur der selbstverriegelten Eigenschaften

Die Selbstverriegelungsfunktion von Wurm Zahnrädern stammt aus der Beziehung zwischen dem Helixwinkel (λ) und dem Reibungswinkel (φ). Wenn der Helixwinkel kleiner als der Reibungswinkel ist, kann das Wurmrad den Wurm nicht umkehren und sich selbst speichern. Sein mathematischer Ausdruck ist:

λ <φ
Der Reibungswinkel wird durch den Materialdoffizienten (μ) bestimmt:

φ = Arctan (μ)

Zum Beispiel beträgt der Reibungskoeffizient von Bronze-Wurmzädern und Stahlwürmern etwa 0,1, was einem Reibungswinkel von 5,7 ° entspricht. Daher muss der Helixwinkel kleiner sein als dieser Wert, um sich selbst zu speichern.

2. Engineering Anwendung der Selbstverschärfung Funktionen
Anti-Reverse-Schutz: In Szenen wie Aufzügen und Kranen kann die Selbstverriegelungsfunktion verhindern, dass sich die Last aufgrund von Schwerkraft oder externen Kräften in die entgegengesetzte Richtung bewegt und so Unfälle vermeidet.
Verbesserte Positionierungsgenauigkeit: In CNC-Werkzeugmaschinen und Roboterfugen kann die Selbstverriegelungsfunktion die Übertragungsfreigabe beseitigen und die Positionierungsgenauigkeit auf ± 0,01 mm verbessern.
Beispielsweise kann im Schiffslenkungssystem die Selbstverriegelungsfunktion des Getriebes sicherstellen, dass die Ruderblatt unter rauen Meeresbedingungen stabil bleibt und Gier vermeidet.

Innovation in Materialien und Prozessen: Unterstützung für eine hohe Effizienzübertragung
1. Wurmmaterial: Löschungsprozess von hochfestem Legierungsstahl löschen
Als Kernkomponente der Drehmomentübertragung muss der Wurm hoher Belastung und Verschleiß standhalten. Das typische Material ist 40crnimoa, das nach der Abschreckung und einer Zugfestigkeit von mehr als 1000 MPa eine Härte von 58-62 Stunden erreichen kann. Der Quenching -Prozess bildet eine martensitische Struktur durch schnelle Kühlung, die die Härte und den Verschleißfestigkeit des Materials erheblich verbessert.

2. Wurmgetriebe: Stoßabsorbierende Eigenschaften der Bronzlegierung
Das Wurmgetriebe muss sowohl Verschleißfestigkeit als auch Stoßdämpfung berücksichtigen. Zinnbronze (ZCUSN10PB1) ist die erste Wahl aufgrund seiner hohen Zugfestigkeit (≥ 300 mPa) und des niedrigen Reibungskoeffizienten (0,05-0,1). Seine Stoßdämpfungseigenschaften stammen aus der plastischen Deformationsfähigkeit der Kupfermatrix, die die Wirkungsenergie aufnehmen und Schwingungsrauschen verringern kann.

3. Prozessinnovation: Synergistische Optimierung von Schleifen und Schmierung
Wurmschleife: CBN -Schleifrad wird zum Superfine -Schleifen verwendet, und die Zahnoberfläche RA ≤ 0,4 μm sorgt dafür,
Schmiersystem: Durch die Kombination aus Ölnebelschmierung und erzwungener Schmierung wird ein stabiler Ölfilm gebildet, um den Reibungskoeffizienten auf unter 0,03 zu verringern.
Beispielsweise kann die Schmierungdesign von Wurm Zahnrädern in Windkraftwerken die Getriebeeffizienz auf mehr als 97%erhöhen.

Anwendungsszenarien: Von Industrieventilen bis hin zu High-End-Geräten
1. Industrieventilkontrolle
In Branchen wie Petroleum, Chemikalie und Elektrik müssen die durch Viertel gedrehten Getriebe den Auswirkungen von Hochtemperatur- und Hochdruckmedien standhalten. Seine Drehmomentverstärkungsfunktion stellt sicher, dass das Ventil schnell öffnet und schließt und seine selbstverriegelten Eigenschaften verhindern, dass das Medium nach hinten fließt. Beispielsweise muss das Getriebe im Kühlwassersystem eines Kernkraftwerks stabil bei einer hohen Temperatur von 300 ° C betrieben werden.

2. Hochleistungsübertragungssystem
In Kranichen, Winden und anderen Szenarien muss das Getriebe viel zehn Tonnen standhalten. Sein großes Übertragungsverhältnis-Design kann das Motordrehmoment auf Tausende von Newton-Messgeräten verstärken, und die Selbstverriegelungsfunktion verhindert, dass die Last versehentlich sinkt. In den Hafenkranen muss beispielsweise die Lebensdauer des Getriebes 10 Jahre überschreiten.

3. Fachfeld High-End-Geräte
In Bereichen wie Luft- und Raumfahrt und Robotik, die extrem hohe Präzision und Zuverlässigkeit erfordern, werden die Selbstverstärkungseigenschaften und die Positionierungsgenauigkeit des Getriebes zu einem Schlüssel. Zum Beispiel muss das Getriebe in Satelliten -Einstellungssteuerungssystemen eine Positionierungsgenauigkeit von ± 0,001 ° in einer Vakuumumgebung aufrechterhalten.