Αυτοκλείδωμα κιβωτίου ταχυτήτων

Τι είναι το αυτοασφαλιζόμενο κιβώτιο ταχυτήτων;

Βασικά, ένα κιβώτιο ταχυτήτων με αυτόματο κλείδωμα αποτελείται από έναν αριθμό άξονων αλλαγής ταχυτήτων με αποσύμπλεξη που διεισδύουν στο κέλυφος του κιβωτίου ταχυτήτων και αλληλοσυνδέουν τους άξονες αλλαγής ταχυτήτων. Αυτός ο μηχανισμός μπορεί να χρησιμοποιηθεί για μια ποικιλία βιομηχανικών εφαρμογών.

Ένα συνηθισμένο παράδειγμα κιβωτίου ταχυτήτων με αυτόματο κλείδωμα είναι ο κινητήρας ενός υαλοκαθαριστήρα. Αυτό το κιβώτιο ταχυτήτων είναι αυτόματο κλείδωμα επειδή όταν ο κινητήρας είναι απενεργοποιημένος, σταματά στη θέση του. Αυτό σημαίνει ότι το κιβώτιο ταχυτήτων βρίσκεται σε κατάσταση χωρίς κραδασμούς.

Η λειτουργία αυτοασφαλίσματος του κιβωτίου ταχυτήτων θα λειτουργεί όπως αναμένεται σε μια εφαρμογή χωρίς κραδασμούς. Ωστόσο, σε μια εφαρμογή επιρρεπή σε κραδασμούς, η λειτουργία αυτοασφαλίσματος μπορεί να εξαλειφθεί. Αυτό μπορεί να συμβεί όταν προκύπτουν κραδασμοί ή εξωτερικές δονήσεις. Η επακόλουθη αντίστροφη κίνηση μπορεί να είναι ανεπιθύμητη.

Ο μηχανισμός αυτοασφαλισμού ενός κιβωτίου ταχυτήτων με κοχλία είναι χρήσιμος στην ανύψωση και συγκράτηση φορτίων. Αποτρέπει την περιστροφή του κοχλία προς τα πίσω όταν απελευθερώνεται το φορτίο στην πλευρά εισόδου. Αυτό είναι ιδιαίτερα χρήσιμο για εφαρμογές γερανών. Σε αυτές τις περιπτώσεις, μπορεί να εξοικονομήσει σημαντικά χρήματα αποφεύγοντας την ανάγκη για σύστημα πέδησης.

Ένα κιβώτιο ταχυτήτων με κοχλία μπορεί να είναι είτε στατικό είτε δυναμικά αυτοασφαλιζόμενο. Αυτό εξαρτάται από διάφορους παράγοντες. Αυτοί οι παράγοντες περιλαμβάνουν τη γωνία έλικας, τον συντελεστή στατικής τριβής των δοντιών και την αντίσταση στην τριβή στη διεπαφή του κοχλία.

Μια λειτουργική αυτοασφαλιζόμενη μονάδα κίνησης έχει χαμηλή ροπή θραύσης. Αυτό συχνά επιτυγχάνεται με μια τετραβάθμια πλανητική κεφαλή μετάδοσης κίνησης. Επιπλέον, μπορεί να συμπληρωθεί με φρένο συγκράτησης. Κανονικά, μια μη αυτοασφαλιζόμενη μονάδα κίνησης με κοχλία έχει απόδοση οδήγησης 50% ή υψηλότερη.

Τι είναι η λειτουργία αυτοκλειδώματος;

Αυτοασφαλιζόμενο σημαίνει ότι το παξιμάδι και η βίδα δεν μπορούν να κινηθούν χωρίς εξωτερική δύναμη. Σχετίζεται με το βήμα και τον συντελεστή τριβής. Το αυτοασφαλιζόμενο επιτρέπει στον χρήστη να αποφύγει τα ακριβά φρένα σε πολλές εφαρμογές. Τα τραπεζοειδή βιδωτά συστήματα κίνησης μονής κεφαλής είναι αυτοασφαλιζόμενα.

A αυτοασφαλιζόμενο γρανάζι ατέρμονα κοχλία είναι ένας τύπος ατέρμονα κοχλία που δεν επιτρέπει την εναλλαξιμότητα των γραναζιών εισόδου και εξόδου. Όπως γνωρίζετε, στα συστήματα οδοντωτών τροχών μπορείτε να εναλλάξετε τον κινητήριο οδοντωτό τροχό και τον κινούμενο οδοντωτό τροχό, αλλά το ίδιο δεν είναι δυνατό για τον αυτοασφαλιζόμενο τύπο ατέρμονα κοχλία. Για αυτόν τον τύπο γραναζιού, ο ατέρμονας κοχλία λειτουργεί πάντα ως κινητήριος οδοντωτός τροχός και ο οδοντωτός τροχός ως κινούμενος οδοντωτός τροχός - το αντίστροφο δεν είναι δυνατό. Εάν προσπαθήσετε να το λειτουργήσετε διαφορετικά, θα κλειδώσει αυτόματα.

Στην πραγματικότητα, οι περισσότερες σειρές ατέρμονων γραναζιών που χρησιμοποιούνται στη βιομηχανία είναι αυτοασφαλιζόμενου τύπου. Αλλά φυσικά μπορείτε να σχεδιάσετε έναν τύπο ατέρμονα γραναζιού χωρίς αυτοασφαλιζόμενο τύπο. Περίπου, εάν η εφαπτομένη της γωνίας έλικας του ατέρμονα γραναζιού είναι μικρότερη από τον συντελεστή τριβής μεταξύ του ατέρμονα γραναζιού και του γραναζιού, τότε η σειρά ατέρμονων γραναζιών θα πρέπει να είναι αυτοασφαλιζόμενου τύπου.

Πλεονεκτήματα των αυτοασφαλιζόμενων γραναζιών σκουληκιών

Μπορείτε να επιτύχετε μεγάλο λόγο μείωσης (έως και 200:1) από έναν αυτοασφαλιζόμενο ατέρμονα κοχλία χωρίς να αυξήσετε το μέγεθος του κιβωτίου ταχυτήτων. Πώς; Μια περιστροφή 360 μοιρών ενός ατέρμονα κοχλία μονής εκκίνησης προκαλεί την περιστροφή του εμπλεκόμενου οδοντωτού τροχού κατά ένα δόντι. Έτσι, εάν ένας οδοντωτός τροχός 10 δοντιών εμπλακεί με έναν ατέρμονα κοχλία μονής εκκίνησης, τότε θα έχετε αμέσως λόγο μείωσης 10:1. Ενώ, για να επιτύχετε τον ίδιο λόγο μείωσης χρησιμοποιώντας ένα σύστημα οδοντωτών τροχών, πρέπει να χρησιμοποιήσετε έναν άλλο οδοντωτό τροχό 100 δοντιών με αυτόν τον οδοντωτό τροχό 10 δοντιών. Φανταστείτε λοιπόν τη συγκριτική μείωση μεγέθους.

Οπισθοδρόμηση με γρανάζι σκουληκιών

Σε αντίθεση με ένα τυπικό γρανάζι, ένα αυτοασφαλιζόμενο κιβώτιο ταχυτήτων με οπισθοπορεία του ατέρμονα κοχλία μπορεί να μεταδώσει ροπή μόνο προς μία κατεύθυνση. Η οπισθοπορεία του ατέρμονα κοχλία επιτυγχάνεται όταν ο ατέρμονας τροχός και ο κοχλίας ατέρμονα χάνουν την επαφή. Αυτή η συνθήκη επιτυγχάνεται όταν η γωνία τριβής είναι μεγαλύτερη από τη γωνία κίνησης. Ωστόσο, είναι δύσκολο να προβλεφθεί ο ακριβής βαθμός οπισθοπορείας.

Για τον υπολογισμό της δύναμης διέγερσης, χρησιμοποιείται η μετατόπιση της δόνησης. Αυτή υπολογίζεται χρησιμοποιώντας την εξίσωση κίνησης ολόκληρου του μηχανισμού του ατέρμονα κοχλία. Οι ασκούμενες δυνάμεις στη συνέχεια αντικαθίστανται σε υπό όρους εκφράσεις. Στη συνέχεια, λαμβάνεται η δύναμη διέγερσης και μετράται η ροπή στρέψης.

Όταν ο ατέρμονας κοχλία αρχίζει να κινείται προς τα πίσω, η δύναμη διέγερσης αυξάνεται. Αυτό επιτυγχάνεται μέσω ελέγχου ανάδρασης. Αυτή η διαδικασία επαναλαμβάνεται στα 10, 30 και 50 Hz. Ορισμένες από τις πειραματικές τιμές αντιστοιχίζονται με τις θεωρητικές τιμές, αλλά η πραγματική τιμή μπορεί να είναι χαμηλότερη.