齒輪增大扭矩是怎樣實現的?
齒輪增大扭矩通過多種方式實現。
材料選擇方面,選用鉻鎳系優質齒輪鋼并經齒面滲碳淬火及磨削處理,能有效提高齒輪彎曲疲勞強度及齒面接觸疲勞強度,讓齒輪更耐用,為增大扭矩提供基礎。
參數設計上,選用較大模數的齒輪,盡可能選用斜齒輪及角變位齒輪。較大模數使齒輪尺寸更大、承載能力更強,斜齒輪和角變位齒輪能優化嚙合特性,提高傳動平穩性和承載能力,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,輸出端功率不超過輸入端功率,所以輸出回轉數低于輸入端回轉數。通過行星齒輪組合在不同階層帶動齒輪旋轉出力,每一階層齒輪扭矩放大倍率因子通常為5 。在行星型齒輪系統中,扭矩經由中心齒輪輸入和輸出,由三個或四個行星齒輪與中心齒輪結合帶動旋轉。倍增器外殼內的圓周齒輪與環繞內部行星型齒輪接合,旋轉方向相反,反作用力臂防止外殼旋轉,使行星型齒輪繞中心齒輪旋轉帶動驅動方頭旋轉從而輸出扭矩。
不同齒輪的齒數匹配是關鍵。當小齒輪與大齒輪嚙合時,大齒輪齒數多,每個齒所承擔的扭矩較小,實現扭矩放大。根據齒輪傳動基本關系,輸入齒輪齒數少于輸出齒輪齒數,輸出齒輪轉速降低,根據功率守恒原理,轉速降低時扭矩增加,這就是齒輪扭矩放大原理。
實際應用中,如汽車變速箱,通過改變不同齒輪齒數比,實現不同傳動比,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、減速機構和扭力輸出軸,減速機構含一級或多級串聯傳動結構,傳動結構包括偏心輪和活齒齒輪。偏心輪與輸入軸通過鍵連接,在活齒齒輪內部,活齒齒輪在固齒齒輪內部且與扭力輸出軸固定連接。輸入軸帶動偏心輪旋轉,偏心輪擠壓活齒齒輪的活齒,活齒做周期性往復運動,形成與固齒齒輪連續驅動關系實現扭矩增大。
(圖/文/攝:太平洋汽車 整理于互聯網)
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