Принцип работы червячного редуктора WPWDKS120-20 (подробное объяснение в сочетании с характеристиками модели)
WPWDKS120-20 относится к двухступенчатому червячному редуктору серии WP (разборка модели: W = червяк, P = архимедов/плоский червяк, D = двухступенчатая передача, K = выход полого вала, S = установка фланца, 120 = межосевое расстояние 120 мм, 20 = общее передаточное число 20). Его основной принцип работы заключается в «передаче червячного зацепления со смещенным в пространстве валом». Достижение замедления и увеличения крутящего момента при использовании двухступенчатой последовательной структуры для оптимизации передаточного отношения и, наконец, преобразование высокой скорости и низкого крутящего момента двигателя в низкую скорость и высокий крутящий момент, необходимый оборудованию. Ниже приводится подробное описание основного механизма, структурной координации и процесса передачи в сочетании с параметрами модели:
1. Основной рабочий механизм: червячная передача (зацепление вала в шахматном порядке)
1. Основные принципы построения сетки
Суть червячной передачи заключается в «особой форме косозубой передачи». Их оси пересекаются под углом 90 ° в пространстве (нет пересечения, непараллельны), а передача мощности достигается за счет трения скольжения + трения качения на поверхности зуба:
Червяк: эквивалент «правой/левой винтовой шестерни», количество зубьев составляет 1–4 зуба (так называемое «количество головок», в WPWDKS120-20 обычно используется номер головки червяка z1 = 2 или 4), угол спирали обычно составляет 5–15 °, поверхность зуба при вращении толкает зубья червячной передачи, как «винт»;
Червячная передача: Эквивалент «гайки, приводимой в движение винтом», поверхность зуба имеет дугообразную форму (адаптирована к винтовой поверхности червяка), количество зубьев z2 обычно составляет 20-80 зубьев (количество зубьев червячной передачи WPWDKS120-20 z2=40 или 80, а общее передаточное число достигается за счет соответствия количества головок червяка для достижения общего передаточного отношения 20);
Ключевые особенности: При зацеплении червяк активен, червячная передача приводится в движение, а мощность может передаваться только от червяка к червячной передаче (обратная самоблокировка, то есть червячная передача не может приводить в движение червяк, что позволяет осуществлять отключение и позиционирование оборудования без необходимости использования дополнительных тормозных устройств).
2. Основная логика замедления и увеличения крутящего момента (формула + пример модели)
(1) Расчет передаточного числа (передаточное число двухступенчатой передачи = произведение передаточного числа двухступенчатой одноступенчатой передачи)
WPWDKS120-20 представляет собой двухступенчатую червячную передачу последовательно (два одноступенчатых червячных механизма, соединенных спереди и сзади), а формула расчета общего передаточного числа i:
я = i1 × i2 = (z21/z11) × (z22/z12)
Пояснения к символам: i1 и i2 — передаточные числа одноступенчатой передачи первой и второй ступени; z11 и z12 — количество червячных передач первой и второй ступеней; z21 и z22 — количество зубьев червячной передачи первой и второй ступени;
Пример модели: WPWDKS120-20 Общее передаточное число i=20, общая конфигурация — первая ступень i1=5, вторая ступень i2=4 (например, z11=2, z21=10; z12=2, z22=8) или i1=4, i2=5 (z11=2, z21=8; z12=2, z22=10), в конечном итоге достигая общего передаточного отношения 5×4=20.
(2) Преобразование скорости и крутящего момента (без учета потери эффективности)
Соотношение скоростей: выходная скорость n2 = входная скорость n1 /i
Пример: входная скорость двигателя n1=1450 об/мин (обычный 4-полюсный двигатель), затем выходная скорость n2=1450/20=72,5 об/мин (в соответствии с диапазоном номинальной выходной скорости этой модели 60-80 об/мин);
Соотношение крутящего момента: выходной крутящий момент T2 = входной крутящий момент T1 × i × η.
Пример: входной крутящий момент двигателя T1=15Н·м (двигатель мощностью 1,5 кВт), КПД редуктора η=0,75 (КПД двухступенчатой червячной передачи обычно составляет 0,7–0,8), затем выходной крутящий момент T2=15×20×0,75=225 Н·м (соответствует номинальному выходному крутящему моменту WPWDKS120-20 200–250 Н·м);
Основной вывод: чем больше передаточное число, тем ниже выходная скорость и больше выходной крутящий момент (при условии, что входная мощность остается неизменной). Это также основная ценность редуктора «замедление и увеличение крутящего момента».
2. Структурная координация конкретной модели: структурные преимущества двухступенчатой трансмиссии (разработанной в сочетании с WPWDKS120-20).
1. Состав основных компонентов (адаптирован к межосевому расстоянию 120 мм)
Червячная передача первой ступени : межосевое расстояние a1=80 мм (небольшое межосевое расстояние, достижение предварительного замедления), диаметр червячного вала φ30-35 мм, диаметр индексирующего круга червячной передачи φ160-180 мм;
Червячная передача второй ступени : межосевое расстояние a2 = 120 мм (основное межосевое расстояние, достижение вторичного замедления), диаметр червячного вала φ40–45 мм, диаметр индексирующего круга червячной передачи φ200–220 мм;
Опорная конструкция : двухступенчатый червяк поддерживается радиальными шарикоподшипниками (первая ступень 6306/6307, вторая ступень 6308/6309), что обеспечивает осевое перемещение ≤ 0,1 мм и радиальное биение ≤ 0,08 мм; выходной конец представляет собой полый вал (диаметр диафрагмы φ50-60 мм) с фланцевым монтажным гнездом (конструкция S-типа), а адаптерное оборудование зафиксировано.
2. Преимущества двухступенчатой коробки передач (по сравнению с одноступенчатой)
Большее передаточное число : максимальное передаточное число одноступенчатой червячной передачи составляет около 80, а двухступенчатое может легко достигать более 1000. Передаточное число 20 WPWDKS120-20 распределяется по двум ступеням, что может снизить одноступенчатое давление зацепления (избегая перегрузки поверхности зуба одноступенчатой червячной передачи);
Градиент скорости мягче : высокоскоростной двигатель (1450 об/мин) замедляется до 290 об/мин (1450/5) на первом этапе, а затем замедляется до 72,5 об/мин на втором этапе, уменьшая ударное трение поверхности зубьев, снижая температуру масла и продлевая срок службы;
: При межцентровом расстоянии 120 мм двухступенчатое последовательное соединение меньше, чем одноступенчатая конструкция с большим передаточным числом, и подходит для сценариев с ограниченным пространством для установки (например, небольшие конвейерные линии, упаковочное оборудование).
