Opzetprincipes en praktische ervaring met niet-parallellen versnellingssystemen met meerfasen
Multi-stage niet-parallelle schachtversnellingsbakken, inclusief ruimtelijke transmissievormen zoals bevelversnellingsbakken, gekruiste spiraalversnellingsbakken en wormversnellingsbakken, worden veel gebruikt in industriële mechanische apparatuur.De kern van het ontwerp van de opstelling is het in evenwicht brengen van de betrouwbaarheid van de transmissie, de structuurcompactheid en de proceseconomie.Het is noodzakelijk om gestandaardiseerde ontwerpprincipes te volgen en praktische technische ervaring te combineren om gemeenschappelijke risico's te voorkomen.In dit document worden systematisch de basisprincipes van de opzet uiteengezet,technische praktijkervaring en typische indelingsschemas van het systeem, die zowel theoretische begeleiding als praktische bruikbaarheid heeft.
1. Kernprincipes van de indeling
1.1 Beginselen voor de toewijzing van de transmissieverhouding
Een redelijke infassering, klein aan de voorzijde en groot aan de achterzijde.en het laag snelheidsstadium neemt een grotere over. Een kleine transmissieverhouding bij de hogesnelheidsfase kan de rotatiesnelheid en de traagheidsbelasting verminderen, waardoor overmatige slijtage van hogesnelheidsstageversnellingen wordt vermeden;een grote transmissieverhouding bij lage snelheid kan voldoen aan de totale transmissievraag en overeenkomen met de werkomstandigheden met een hoog koppel aan het eind van de lage snelheid.Gebruikelijke referentiewaarden op basis van standaarden voor mechanisch ontwerp: de transmissieverhouding i van een eenstadium rechthoekig scheefgetal ≤ 5, een eenstadium spiraalvormig scheefgetal ≤ 8, een gekruist spiraalvormig scheefgetal ≤ 8,en eenstadiumwormversnelling is 10~80 (verminderd tot 8~60 onder zware belastingomstandigheden)De toewijzing van de totale transmissieverhouding voor meerdere fasen dient een te grote transmissieverhouding voor één fasen te vermijden om onvoldoende versnellingssterkte en verhoogde trillingen te voorkomen.
Gelijke kracht. Prolong Service LifeThe contact strength and bending strength allowances of each stage gear pair should tend to be consistent to avoid premature failure of a certain stage gear due to load concentrationBijvoorbeeld, als de driefasige totale transmissieverhouding i_total = 60 is, kan deze worden toegewezen als i1=3, i2=4, i3=5 om een uniforme belastingverdeling in alle fasen te realiseren.
Aanpassing aan de werkomstandigheden, flexibele aanpassingsservo- of precisie-transmissie-systemen moeten het beginsel van minimale rotatie-inertie volgen,en de transmissieverhouding van de hogesnelheidsfase moet kleiner zijn om de dynamische respons van het systeem te verbeterenVoor zware en lage snelheidstransmissiesystemen kan de transmissieverhouding van de lage snelheidstadium naar behoren worden verhoogd om de asdiameter en de lagerafmeting en de beheerkosten te verminderen.
1.2 Beginselen van de schachtvorming en de ruimtelijke indeling
Achsmatching, controleerbare rotatierichtingKlar de as ingesloten hoek van elke fase (Σ=90° is de meest gebruikte standaard ingesloten hoek),de rotatierichting van de uitgangsas regelen door middel van de combinatie van de versnellingshelixrichting en het aantal tanden, en probeer te vermijden dat er extra ijlversnellingen worden toegevoegd om transmissieverlies en ruimtebezit te verminderen.
Een vloeiende stroomstroom, geen interferentieVoor een meerfasige serie-opstelling moet de asopstelling ervoor zorgen dat de stroomstroom in één richting wordt doorgegeven.het vermijden van extra buigmoment en wisselende belasting op het lager, wat kan leiden tot schaalvervorming of vroegtijdige lagerschade.
Compacte indeling, rekening houdend met stijfheid: de tandwielraten worden bij voorkeur in een gemeenschappelijke topvorm geplaatst om de asgrootte aanzienlijk te verminderen;gekruiste spiraalvormige tandwielen moeten redelijkerwijs overeenkomen met de spiraalhoek en de scheidingshoek van de as om de middelste afstand te verkleinen; wormversnellingen moeten bij voorkeur lager gemonteerd zijn (worm onder wormversnellingen) om voldoende smering te garanderen;en bovengebouwde of zijkant gemonteerde soorten kunnen worden geselecteerd voor snelle en zware ladingscenario's om het kwekenverlies te verminderenIn de tussentijd moet het versnellingspaar tussen twee lagers worden geplaatst om een overdreven lange balk te voorkomen.De schacht moet dikker worden of extra steun worden gegeven om de stijfheid van de schacht te verbeteren.
Aanpassen aan de gehele machine, makkelijke integratieDe relatieve positie (verticaal, gekruist, verplaatst) van de in-/uitgangsschacht moet overeenkomen met de totale ruimte van de apparatuur,en standaard ingesloten hoeken (90°), 45°) worden de voorkeur gegeven om de moeilijkheden bij de verwerking en montage op maat te verminderen.
1.3 Beginselen van kracht- en belastingbalans
Voor spiraalvormige scharnierversnellingen kan de helixrichting worden aangepast zodat de axiale kracht richting het middelpunt van de lagerafstand wijst, waardoor de asvervorming wordt verminderd;in meerfasenreeksen, moeten de askrachten van aangrenzende fasen zo tegenover elkaar staan als mogelijk is om elkaar te compenseren, waardoor de draaglast wordt verminderd en de levensduur van het lager wordt verlengd.
Vermijd excentrische belasting, controleer de nauwkeurigheid van de uitlijningStrict controleer de nauwkeurigheid van de uitlijning van het versnellingspaar in overeenstemming met de vereisten van GB/T 10095.1-2008 versnellingsnauwkeurigheidsnorm.Bevelversnellingen moeten zorgen voor de samenvallen van de top van de kegel, en de ingesloten hoekfout van de as wordt gewoonlijk gereguleerd op ±10′~±30′ (aangepast op basis van de nauwkeurigheidsgraad) om lokale versleuteling en tandbreuk door belastingconcentratie te voorkomen.De lage snelheid fase zendt groot koppel, zodat het dicht bij het eind van de uitgang moet worden geplaatst en de asdiameter en de lagerafmeting synchroon moeten worden verhoogd om de draagcapaciteit te verbeteren.het ontwerp van de asdiameter moet voldoen aan de eisen van de torsiestevigheid en de stijfheidstest.
1.4 Beginselen voor smeer-, warmteafvoer- en precisiebeheersing
Schmiermethode Aanpasbaar aan de werkomstandigheden Splash-smeermethode kan worden toegepast voor middel- en lage snelheidstransmissie (lineaire snelheid v < 10 m/s, van toepassing op schematische tandwielen en gekruiste spiraalvormige tandwielen),en het olieniveau moet worden gecontroleerd op 1/3~1/2 van de straal van het laagste versnellingsgestelVoor hogesnelheid (v ≥ 10 m/s) en zware transmissie is een smeermethode voor olie-injectie met druk vereist, waarbij de olie-injectiedruk op 0,15 tot 0 wordt gereguleerd.3 MPa om voldoende olievoorziening in het maasgebied te garanderen.Voor wormversnellingen kan bij de onderste versnellingen spatsmelking worden gebruikt, en bij de bovenste versnellingen moet een olie-injectie worden uitgevoerd.De temperatuur van de olie moet worden gereguleerd tot niet meer dan 80 °C (90 °C onder zware belastingomstandigheden) om een storing van het smeermiddel te voorkomen., in overeenstemming met de specificatie GB/T 30582-2014 voor het smeren van tandwielraten.de smeermethode kan worden toegepast om de betrouwbaarheid van de smeermethode en het warmteafvoer effect verder te verbeteren.
Versterk de warmteafvoer, zorg voor het thermische evenwicht De transmissie-efficiëntie van niet-parallelle assen is iets lager dan die van parallelle assen.de transmissie-efficiëntie van schematische tandwielen (nauwkeurigheidsgraad 5~8) is 95%~98%, en dat van wormversnellingen (eenkopworm) is 70%~90% (kan worden verhoogd tot 85%~95% voor meerkopwormen).De doosstructuur moet redelijk zijn ontworpen met warmteafvoervinnen,toegevoegde koeloliepijpen of ventilatoren. The area of heat dissipation fins should be determined according to temperature rise calculation to avoid excessive temperature rise (usually controlled within 40℃) leading to gear scuffing and pitting, in overeenstemming met GB/T 14039-2002 Temperatuurverhogingsspecificatie voor versnellingsbakken.Traditionele worm gear transmissie heeft een duidelijke warmteopwekking als gevolg van de hoge schuif snelheid van de mesh tand oppervlak, moet het ontwerp van de warmteafvoer dus sterk worden versterkt.
Precision Matching, Control Vibration and NoiseIn overeenstemming met GB/T 10095.1-2008 wordt de versnellingsnauwkeurigheid van het hogesnelheidsstadium geselecteerd als klasse 5~6, de laagesnelheidsstadium als klasse 7~8,en de precisie transmissie (zoals servosysteem) als graad 4~5Voor de toepassing van de in punt 6.2.4.1 bedoelde voorschriften moet de in punt 6.2.4.2 bedoelde beugels worden gebruikt.De natuurlijke frequentie van de schaalvorming in elk stadium moet ervoor zorgen dat de werksnelheid (met een veiligheidsmarge van.2~1.4 keer gereserveerd) en moet resonantie worden vermeden door middel van modaalanalyse.lichte en middelgrote belasting, dat de inslag kan bufferen; middel hard tandoppervlak (350 tot 450 HBW) is geschikt voor middelgrote en hoge snelheden, middelgrote en zware belastingen; hard tandoppervlak (hardheid > 450 HBW,(carburized and quenched) wordt geselecteerd voor snelle en zware lading scenario's om het draagvermogen te verbeterenVoor tandwielmateriaal wordt de voorkeur gegeven aan legeringen met een hoge sterkte, zoals 20CrMnTi, in overeenstemming met de eisen van de standaarden voor het ontwerp van tandwielmateriaal.
1.5 Beginselen voor montage, onderhoud en proces
Eenvoudige montage en aanpassingDe doos is bij voorkeur gespleten (horizontaal of verticaal gespleten) om de installatie, het uitlijnen en de aanpassing van het versnellingspaar te vergemakkelijken;het schematische versnellingspaar moet zijn uitgerust met axiale verstelpakkingen om de maaskloof en het contactgebied nauwkeurig te regelen.
De beugels en afdichtingen zijn gemakkelijk te ontmantelen en zijn voorzien van een oliegehaltemeter.Olieafvoerstop en ademhalingsstop, en detectievensters zijn gereserveerd voor belangrijke onderdelen om de dagelijkse controle en het onderhoud te vergemakkelijken.De voorkeur wordt gegeven aan de hoek van het snijpunt van de as en de lagers om de kosten van verwerking en reserveonderdelen te verlagen..
2Ingenieurspraktische ervaring
2.1 Praktische ervaring met de toewijzing van de transmissieverhouding
Wanneer de totale transmissieverhouding meer dan 80 is, wordt de combinatie worm- en bevelversnellingen de voorkeur gegeven.wanneer het wormversnellingspakket de belangrijkste vertragingsactiviteit verricht en het scheefversnellingspakket verantwoordelijk is voor de richtingsverandering, waarbij de accumulatie van asfouten veroorzaakt door meerfasige schommelversnellingsreeksen wordt vermeden; wanneer de totale transmissieverhouding 30~80 is,De combinatie van het schommelgetal + het cilindrische getal kan worden gebruikt om de richtingsverandering en de draagcapaciteit te balanceren..
In het werkelijke ontwerp, indien de transmissieverhouding in een enkele fase het conventionele bereik moet overschrijden (zoals een rechte scheefversnelling i=6~7),de onvoldoende sterkte moet worden gecompenseerd door de versnellingsmodule te verhogen, waarbij het harde tandoppervlak wordt aangenomen, de stijfheid van de as wordt versterkt, enz.de tandwielcontactsterkte en de buigsterkte moeten worden gecontroleerd om vroegtijdige slijtage van het stuur te voorkomen;, in overeenstemming met GB/T 3480.1-2018 Berekeningsstandaard voor de draagkracht van versnellingen.
In het servosysteem mag de transmissieverhouding van de hogesnelheidsfase niet te groot zijn (meestal i≤4), anders zal de rotatie-inertie van de hogesnelheidsas toenemen.vermindering van de systeemrespons en zelfs invloed op de controle nauwkeurigheid.
2.2 Praktische ervaring met de schachtopstelling
Als de apparatuurruimte beperkt is en een kantilever nodig is, moet de opstelling van de schommelgetallen zoveel mogelijk worden vermeden.de lengte van de kantelkracht mag niet meer bedragen dan 3 maal de diameter van de asTegelijkertijd moet de asdiameter worden verdikt of extra steun worden toegevoegd, en moet de asdiameter voldoen aan de stijfheidscontrole (deflectie ≤ 0.01 mm) om een slechte maaiing te voorkomen als gevolg van schachtvervorming, in overeenstemming met de standaard voor stijfheid van de schacht.
Bij de transmissie van een gekruiste spiraalversnelling bedraagt de spiraalhoek gewoonlijk 15° tot 30° en de schakelhoek is bij voorkeur 90°, wat de askracht kan verminderen en de stabiliteit van het mes kan verbeteren;indien de rotatierichting van de uitgangsas moet worden aangepast, kan het worden gerealiseerd door de helixrichting van één trajectversnelling te wijzigen, zonder dat daarbij ijlversnellers worden toegevoegd.
Bij de inrichting van wormversnellingsmiddelen moet, indien het type dat lager is gemonteerd wordt gebruikt, de oliepeilhoogte worden gecontroleerd om te voorkomen dat het wormversnellingsapparaat overmatig verloren gaat als gevolg van overmatige onderdompeling;indien het bovengebouwde type is geselecteerd voor snelle en zware lading., moet een gedwongen smeerinrichting worden toegevoegd om een voldoende olievoorziening in het mesgedeelte te garanderen.
2.3 Praktische ervaring met kracht en smeermethode
Als de askrachten van aangrenzende fasen niet volledig kunnen worden gecompenseerd in een meerfasentransmissie,De test moet worden uitgevoerd op basis van de volgende gegevens:, and the bearing life should be calculated in accordance with GB/T 6391-2010 Calculation Standard for Rolling Bearing Life to ensure that the bearing life is not lower than the expected service life of the equipment and avoid bearing failure due to excessive loadVoor snelle en zware ladingen moeten hogeprecise en betrouwbare lagers worden geselecteerd om te voldoen aan de vereisten van het gebruik van de apparatuur.
De selectie van smeerolie moet overeenkomen met de werkomstandigheden van de transmissie, overeenkomstig GB/T 30582-2014:voor lage snelheden en zware belastingen (belastingfactor K≥1) wordt een viscositeitsrijke tandwielolie (ISO VG 220~460) gekozen..8) en tandwiel olie met een lage viscositeit (ISO VG 68~150) voor hogesnelheid en lichte belasting (belastingfactor K<1,2); special worm gear oil (containing extreme pressure and anti-wear additives) must be used for worm gear transmission to avoid insufficient lubrication and intensified tooth surface wear caused by ordinary gear oil, wat bijzonder belangrijk is bij apparatuur met een hoog aandeel wormversnellingsapparatuur.
Het ontwerp van de doos moet zorgen voor een soepele olie-stroom zonder dode zones van olie-accumulatie, en een olie-terugkeerkanaal moet worden ingesteld om oxidatieve verslechtering te voorkomen die wordt veroorzaakt door oliebehoud op lange termijn;in omgevingen met hoge temperaturen, kan buiten de doos een thermische isolatielaag worden toegevoegd om het warmteafvoer effect te verbeteren.
2.4 Veel voorkomende problemen en vermijdingsmethoden
Abnormaal getransporteerd mesgeluid en overmatige trillingen: hoofdzakelijk veroorzaakt door een overmatige fout in de uitlijning van de as, een onredelijke terugslag van het mes of een onvoldoende stijfheid van de as.Ervaring:Strict controleren van de coaxialiteit van de doos drager gat en de as inclusief hoek tolerantie tijdens de assemblageDe vergroting van de diameter van de as of het instellen van verstijvers om de stijfheid van de doos en de as te verbeteren.
Voorafgaande lagerschade: hoofdzakelijk veroorzaakt door een superpositie van axiale krachten, slechte smering of installatieafwijkingen.Ervaring:Optimaliseer de verdeling van de transmissieverhouding om een deel van de axiale kracht te compenseren- regelmatig het olieniveau en de toestand van de smeerolie controleren en deze tijdig vervangen; tijdens de installatie zorgen voor de overeenkomstige nauwkeurigheid van het lager met de as en de lagersit.
Versnellingsbooringen en schuren: hoofdzakelijk veroorzaakt door belastingconcentratie, overmatige olietemperatuur of smeerfouten.Ervaring: controleer de nauwkeurigheid van de versnellingslijn om excentrieke belasting te voorkomen;versterking van de warmteafvoermaatregelen om de olie temperatuur te beheersen; selecteer smeerolie die geschikt is voor de werkomstandigheden om een voldoende olievoorziening in het mesgebied te garanderen.
Ongemakkelijk onderhoud: hoofdzakelijk veroorzaakt door onredelijk ontwerp van de doosstructuur en moeilijke demontage van lagers en tandwielen.Ervaring: Gebruik een gespleten dooscarrosserie en reserve demontage ruimte;een afneembare structuur voor de belangrijkste onderdelen (zoals lagers) om integrale demontage te voorkomen; het instellen van inspectievensters om de dagelijkse opsporing te vergemakkelijken.
3Samenvatting
De lay-out van de meerfasige niet-parallelle schachtversnellingsbak moet gebaseerd zijn op beginselen en aanvullend op ervaring.die niet alleen voldoet aan de eisen van de transmissieprestatiesIn de praktijk is het gebruik van de techniek van het ontwerp van een voertuig in het kader van een project in het kader van een projectproject in het kader van een project in het kader van een projectproject in het kader van een project in het kader van een project in het kader van een project in het kader van een project in het kader van een project.het is noodzakelijk om flexibel aan te passen volgens de werkomstandigheden van de apparatuur, ruimte, belasting en andere factoren, en tegelijkertijd gemeenschappelijke ontwerpelijke misverstanden te voorkomen, zodat de lange termijn stabiele en efficiënte werking van het transmissiesysteem kan worden gewaarborgd.