齒輪增大扭矩是怎樣實(shí)現(xiàn)的?
齒輪增大扭矩通過(guò)多種方式實(shí)現(xiàn)。
材料選擇方面,選用鉻鎳系優(yōu)質(zhì)齒輪鋼并經(jīng)齒面滲碳淬火及磨削處理,能有效提高齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度及齒面接觸疲勞強(qiáng)度,讓齒輪更耐用,為增大扭矩提供基礎(chǔ)。
參數(shù)設(shè)計(jì)上,選用較大模數(shù)的齒輪,盡可能選用斜齒輪及角變位齒輪。較大模數(shù)使齒輪尺寸更大、承載能力更強(qiáng),斜齒輪和角變位齒輪能優(yōu)化嚙合特性,提高傳動(dòng)平穩(wěn)性和承載能力,利于扭矩增大。
利用扭矩倍增器也是常用辦法。它是為操作者提高扭矩的裝置,輸出端功率不超過(guò)輸入端功率,所以輸出回轉(zhuǎn)數(shù)低于輸入端回轉(zhuǎn)數(shù)。通過(guò)行星齒輪組合在不同階層帶動(dòng)齒輪旋轉(zhuǎn)出力,每一階層齒輪扭矩放大倍率因子通常為5 。在行星型齒輪系統(tǒng)中,扭矩經(jīng)由中心齒輪輸入和輸出,由三個(gè)或四個(gè)行星齒輪與中心齒輪結(jié)合帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)。倍增器外殼內(nèi)的圓周齒輪與環(huán)繞內(nèi)部行星型齒輪接合,旋轉(zhuǎn)方向相反,反作用力臂防止外殼旋轉(zhuǎn),使行星型齒輪繞中心齒輪旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)方頭旋轉(zhuǎn)從而輸出扭矩。
不同齒輪的齒數(shù)匹配是關(guān)鍵。當(dāng)小齒輪與大齒輪嚙合時(shí),大齒輪齒數(shù)多,每個(gè)齒所承擔(dān)的扭矩較小,實(shí)現(xiàn)扭矩放大。根據(jù)齒輪傳動(dòng)基本關(guān)系,輸入齒輪齒數(shù)少于輸出齒輪齒數(shù),輸出齒輪轉(zhuǎn)速降低,根據(jù)功率守恒原理,轉(zhuǎn)速降低時(shí)扭矩增加,這就是齒輪扭矩放大原理。
實(shí)際應(yīng)用中,如汽車變速箱,通過(guò)改變不同齒輪齒數(shù)比,實(shí)現(xiàn)不同傳動(dòng)比,在不同駕駛條件下提供最佳扭矩和速度。
還有滾道活齒扭矩增大裝置,包括輸入軸、固齒齒輪、減速機(jī)構(gòu)和扭力輸出軸,減速機(jī)構(gòu)含一級(jí)或多級(jí)串聯(lián)傳動(dòng)結(jié)構(gòu),傳動(dòng)結(jié)構(gòu)包括偏心輪和活齒齒輪。偏心輪與輸入軸通過(guò)鍵連接,在活齒齒輪內(nèi)部,活齒齒輪在固齒齒輪內(nèi)部且與扭力輸出軸固定連接。輸入軸帶動(dòng)偏心輪旋轉(zhuǎn),偏心輪擠壓活齒齒輪的活齒,活齒做周期性往復(fù)運(yùn)動(dòng),形成與固齒齒輪連續(xù)驅(qū)動(dòng)關(guān)系實(shí)現(xiàn)扭矩增大。
(圖/文/攝:太平洋汽車 整理于互聯(lián)網(wǎng))
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