Основные принципы работы редукторов с твердыми и мягкими зубьями одинаковы. Оба они полагаются на зацепление шестерен для снижения скорости и увеличения крутящего момента. Разница лишь в твердости поверхности зуба шестерни (разная технология обработки), что не меняет характер передачи. Поясним основную логику и тонкие связи по пунктам:
1. Основной принцип работы (они совершенно одинаковы, без каких-либо различий)
Независимо от твердой или мягкой поверхности зубьев, они, по сути, представляют собой редукторы зубчатой передачи, работающие по одному и тому же основному принципу:
① Логика замедления: используйте зацепляющуюся трансмиссию больших и малых шестерен, маленькая шестерня приводит в движение большую шестерню и снижает выходную скорость за счет передаточного числа. Чем больше передаточное число, тем выше передаточное число и тем ниже выходная скорость;
② Логика увеличения крутящего момента: в целях энергосбережения при снижении скорости выходной крутящий момент увеличивается пропорционально (за вычетом потерь в трансмиссии) для удовлетворения требований трансмиссии низкоскоростного и тяжелонагруженного оборудования;
③ Форма передачи: основными являются косозубые, цилиндрические и конические шестерни. Пути передачи и методы передачи энергии абсолютно одинаковы. Например, горизонтальные редукторы используют двигатели для привода входных шестерен, а затем выводят мощность с выходного вала после многоступенчатого зацепления шестерен.
2. Единственное отличие: твердость поверхности зуба (разная технология обработки), не меняет принцип работы.
Разница между ними заключается только в процессе термообработки шестерен, в результате чего получается разная твердость поверхности зубьев. Это не влияет на принцип трансмиссии, а влияет только на производительность и срок службы трансмиссии:
① Редуктор с мягкой поверхностью зуба: заготовка шестерни была закалена и отпущена (высокотемпературный отпуск после закалки), твердость составляет ≤350HBW, поверхность зуба мягкая, обработка проста, контакт поверхности зуба имеет небольшую упругую деформацию во время зацепления, шум трансмиссии немного низкий, но его легко изнашивать;
② Редуктор с твердой поверхностью зуба: заготовка шестерни сначала подвергается черновой обработке, а затем подвергается упрочняющим обработкам, таким как закалка, цементация и азотирование. Твердость достигает 45~62HRC. Поверхность зуба твердая. Обработка требует последующего тонкого шлифования для обеспечения точности. Деформация во время зацепления минимальна, износостойкость и усталостная прочность высоки, а эффективность трансмиссии немного выше.
3. Влияние различий в твердости на трансмиссию (значимые характеристики, непринципиальные различия)
Многие люди ошибочно полагают, что принципы этих двух методов различны. На самом деле, твердость приводит к различиям в производительности, которые легко спутать с принципиальными различиями. Основные точки корреляции заключаются в следующем:
① Эффективность передачи: твердая поверхность зуба гладкая, деформация небольшая, потери при зацеплении низкие, эффективность составляет 95–98%; Мягкая поверхность зуба легко изнашивается, а зазор между зацеплениями будет постепенно увеличиваться. Эффективность составляет 93–96% на ранней стадии и падает до уровня ниже 90% после износа на более позднем этапе. Разница в эффективности заключается в производительности, а не в принципе;
② Грузоподъемность: твердая поверхность зубьев обладает высокой устойчивостью к точечной коррозии и износу. Несущая способность в 2–3 раза выше, чем у мягкой поверхности зуба того же размера. Несущая способность — это характеристики материала, а не принцип передачи;
③ Стабильность передачи: твердая поверхность зубьев имеет высокую точность, стабильное зацепление и низкий уровень вибрационного шума; Мягкая поверхность зубьев имеет несколько меньшую точность и склонна к ненормальному шуму зацепления и дрожанию после длительной эксплуатации и износа. Стабильность достигается за счет точности + твердости и не меняет сути передачи зацепления.
4. Разъяснение вопросов, которые легко запутать (принцип во избежание ошибочных суждений)
① Недоразумение 1: твердая поверхность зуба — это «новый тип трансмиссии», и принцип более продвинутый → Неверно, принцип тот же, что и у мягкой поверхности зуба, но технология обработки шестерни модернизирована;
② Недоразумение 2: Твердая поверхность зуба может адаптироваться к высокой скорости и большой нагрузке. Принцип другой → это неправильно. Именно твердость и точность способствуют адаптации к суровым условиям работы. Логика замедления и увеличения крутящего момента трансмиссии не изменилась;
③ Недоразумение 3: Зазор зацепления мягкой поверхности зуба большой, принцип другой → неправильный, зазор является более поздним изменением, вызванным износом, и первоначальная логика зацепления точно такая же, как и зацепление твердой поверхности зуба.
