齿轮设计

齿轮设计是机械传动中至关重要的环节。

齿轮材料的选取很关键要考虑工作条件及失效形式应具备高的弯曲疲劳强度、足够的齿心强度和韧性高的接触疲劳强度、高的齿面硬度和耐磨性良好的切削加工等性能。选择原则是材料要满足工作条件考虑齿轮尺寸、毛坯成型及工艺。正火碳钢用于平稳或轻度冲击工作调质碳钢用于中等冲击合金钢用于高速、重载及冲击工作汽车拖拉机常用 20CrMnTi 合金渗碳钢。

齿轮参数初步确定方面除外部结构尺寸限定可用类比法确定再强度校核。模数和压力角要考虑强度、质量、噪声和工艺要求国家规定标准压力角 20°。螺旋角一般 10 °~35 °中间轴齿轮螺旋方向一致力求两对齿轮轴向力平衡。

各挡齿轮齿数分配与变速器结构、传动比等有关齿数和是整数要根据传动比和条件分配齿数。

齿轮几何尺寸计算要考虑强度失效形式有轮齿断裂、齿面磨损、点蚀、胶合、塑性变形。

齿轮结构设计要减小质量和转动惯量可改变结构形式。

精度设计要确定精度等级、齿轮副侧隙和齿厚偏差、检验项目及其公差、齿坯精度包括内孔尺寸偏差、齿顶圆直径及其偏差、基准面形状公差、齿坯及齿面表面粗糙度。

齿轮加工工艺一般是下料→锻造→预先热处理→粗加工→最终热处理→精加工。预先热处理通常为正火最终热处理为渗碳、淬火加低温回火。

设计齿轮时先确定输入信息如速比、扭矩、转速、寿命。初定齿轮参数可参考同类产品确定模数、齿数、中心距。然后计算强度借助计算表格或软件。再调整参数如模数、齿数、中心距、压力角。设计变位系数用于配凑中心距、增加强度等。最后计算详细参数。

齿轮箱是在很多领域广泛应用的重要机械部件。

它能将动力传递给发电机比如在风力发电机组中就经常用到。

齿轮箱的分类有行星式和直尺式。

从设计上看由于风电齿轮箱安装环境特殊要在满足可靠性和工作寿命要求下以最小体积、最小重量为目标优化传动方案。

在特点方面齿轮箱采用通用设计方案可按需求变型。实现多种通用箱体零部件种类减少规格型号增加。采用吸音箱体结构等可降低温升、噪声提高可靠性和传递功率。

输入方式有电机联接法兰、轴输入输出方式多样安装方式也有多种选择。

齿轮箱在电机中的应用广泛其主要功用是将风轮产生的动力传递给发电机并使转速达标。

它有多种作用如加速减速、改变传动方向、改变转动力矩、离合、分配动力等。

齿轮箱的润滑方式常用的有齿轮油润滑、半流体润滑脂润滑、固体润滑剂润滑。

润滑系统对其正常工作很重要大型风力发电齿轮箱要有可靠的强制润滑系统。

润滑油有最佳工作温度范围应设计热管理系统控制温度还要提高润滑油质量。

降低齿轮箱噪声很必要噪声产生原因包括齿轮设计、加工、齿轮系及齿轮箱、其他方面如输入扭矩等问题。可以使用超级润滑剂降低噪声。

齿轮箱用途广泛如加速减速、改变传动方向、改变转动力矩、离合、分配动力等。

在一些领域如工业机械减速机齿轮箱起着关键作用。

它由箱体、齿轮、轴、轴承、密封件等构成工作原理基于齿轮传动能将电机输出的高速低扭矩动力转化为低速高扭矩动力应用于制造业、交通运输业、建筑工程领域等。

其具有高传动效率、紧凑设计、高可靠性等优势为确保其稳定运行要定期检查齿轮磨损、保持良好润滑、清洁箱体等。