行星齒輪減速機資訊新型式帶運轉減速機的能效周圍力運行
1分體式V帶無級變速器的工作原理
眾所周知,帶無級變速器的帶長都是固定不變的,若要實現變速,必須使主、從動帶輪的半徑相應變化,所以普通V帶無級變速器將帶輪在軸向上分成兩半,通過(tōng guò)調節兩個半輪之間的距離使帶輪工作半徑變化。而分體式V帶無級變速器是將帶輪在圓周上分解成幾個部分,通過錐輪軸的軸向移動使分體工作在不同的直徑處,從而調節帶輪半徑的連續(Continuity)變化。在實際應用中可采用液壓機構或螺旋傳力機構調節錐輪軸的軸向移動來實現無級調速。
2設計與校核
在此,筆者進行了變速比範圍為0.6~2.2、功率(指物體在單位時間內所做的功的多少)為10kW的分體式V帶無級變速器設計,設計參數(parameter),並采用經典的帶理論設計方法進行計算。P站最新版下载1、R係列同軸式斜齒輪減速機結合國際技術要求製造,具有很高的科技含量2、節省空間,可靠耐用,承受過載能力高,功率可達132KW; 3、能耗低,性能優越,減速機效率高達95%以上;4、振動小,噪音低,節能高;5、選用優質鍛鋼材料,鋼性鑄鐵箱體,齒輪表麵經過高頻熱處理;6、經過精密加工,確保軸平行度和定位軸承要求,形成斜齒輪傳動總成的減速機配置了各種類電機,組合成機電一體化,完全保證了產品使用質量特性。
分體式V帶無級變速器的結構參數(parameter)設計結果,完成了樣機試製,並進行了帶性能試驗,在試驗中出現了明顯的功率(指物體在單位時間內所做的功的多少)不足的現象。按文獻的論述:帶輪分體會對能力產生影響(influence)。筆者經過深入的分析(Analyse),發現在進行分體式V帶無級變速器的設計過程(guò chéng)中使用的公式隻適用於帶輪為圓形且連續(Continuity)的情況,然而分體式V帶無級變速器的帶輪是分段的,這種帶輪隻有工作在最小直徑時才是連續的。因此對這種分體帶輪進行計算時,一些傳統的公式就不再適用了,當使用這些不合適的公式進行設計時,得出的理論結果必然與試驗結果難以吻合。
2.1功率P功率
P的計算公式為:
P=F e v。
(1)
其中,F e為有效圓周力,v為帶速。如果帶式無級變速器能正常工作,帶就不能打滑,那麽帶速計算公式為:
v=nd/(60×1000)。(2)
其中,輸入轉速n是恒定的,帶輪直徑d受帶輪分體的影響(influence)很小,因為分體的作用就是為了保證帶輪工作在某個直徑處。硬齒麵齒輪減速機為達到特別低的輸出轉速,可以通過兩個齒輪減速機相聯的方法來實現。當采用這種傳動方案時,可配置電機的功率必須依賴於減速機的極限輸出扭矩,而不能通過電機功率來計算減速機的輸出扭矩。齒輪減速機一般用於低轉速大扭矩的傳動設備,把電動機普通的減速機也會有幾對相同原理齒輪達到理想的減速效果,大小齒輪的齒數之比,就是傳動比。隨著減速機行業的不斷發展,越來越多的企業運用到了減速機。
通過式(1)可知,影響功率的因素隻有F e和v,而上述論述說明帶輪分體對v沒有影響,因此,隻要改變F e就能使P發生變化。
2.2有效圓周力F e由於計算有效圓周力需要考慮帶的離心拉力F c,那麽需要先分析(Analyse)離心拉力的計算公式在分體式V帶無級變速器中是否可用。離心拉力公式推導過程(guò chéng)如下。
在帶與帶輪的接觸弧上取微段弧長dl的帶為分離體,則分離體的離心力dC為:
dC=dlqv2r.(3)
式中:qDD帶單位(unit)質量,kg/m;rDD帶輪半徑,m.
列力平衡方程,並取sin d 2≈d 2(其中為包角),得:
Fc=qv2.(4)
通過(tōng guò)該推導過程的分析(Analyse),可知離心拉力與帶輪的分體無關。
有效圓周力推導的模型,可見在包角0~範圍(fàn wéi)內,帶輪對帶的支反力N是一直存在的,然而在新型帶無級變速器中,由於帶輪的分體必然使帶在一段距離上存在支反力而在另一段上由於分體間隙使支反力消失。可見,經典的有效圓周力計算公式在分體式V帶無級變速器設計中的應用受到了限製(limit)。
分體式V帶變速器計算模型,在分體式V帶無級變速器設計中計算有效圓周力應對帶有支撐(sustain)部分和無支撐部分進行分段計算。以文章前述的設計為例,取帶工作的最特殊情況進行推導,即在包角範圍內恰好有4個分體,然後再推廣到一般情況。下麵對帶作如下假設:
帶是彈性體;帶符合胡克定律(scientific law)。
取一段微元dl長的帶來研究(research),該微段在水平方向和豎直方向的平衡方程為:(F+dF)sin d 2 +Fsin d 2 -dN-dC=0(F+dF)cos d 2 -Fcos d 2 -fdN=0式中:FDD帶的內力;fDD摩擦係數。
經化簡、消項、整理後得:
dF F-qv 2 =fd.(5)
分體式V帶無級變速器計算模型按所示,F的取值區間依次為 筆者把上麵的公式進行修正,並把它推廣到更一般的情況(Condition)中,k定義為分體包角係數,它是在包角範圍內所有分體對應的圓心角與包角的比值。
3有效圓周力計算結果比較
為了驗證修正後公式的正確性,針對的設計結果分別采用原公式和修正後的公式進行了有效圓周力計算(本結構中k為0.62),代入相關(related)參數,可見,用原公式計算的結果為200.32N,而實際有效圓周力僅為176.54N.這樣就圓滿地解釋了前述問題(Emerson)DD理論設計計算正確而實際功率(指物體在單位時間內所做的功的多少)不足,有效圓周力設計值大約偏大13%.同時也說明了分體式V帶較普通V帶有效圓周力減小,能力也相應下降。
4結論
本文通過(tōng guò)分析(Analyse)分體式V帶無級變速器功率不足的問題,從原理上對分體式V帶無級變速器的設計公式進行了分析,證明(zhèng míng)了在分體式V帶無級變速器設計中可用的公式和不可用的公式,並對不可用的公式進行了修正,進一步完善了分體式V帶無級變速器設計理論,為分體式V帶無級變速器的廣泛(extensive)應用奠定(make)了基礎。