自锁齿轮箱

什么是自锁变速箱？

自锁式变速箱的基本结构是：多个分离式换挡轴穿过变速箱壳体，与换挡拨叉轴相互锁定。这种机构可用于多种工业应用。

自锁变速箱的一个常见例子是雨刮器电机。这种变速箱之所以具有自锁功能，是因为当电机关闭时，电机会停止在原位。这意味着变速箱处于无振动状态。

在无振动的应用中，变速箱的自锁功能将按预期运行。然而，在易受振动的应用中，自锁功能可能会失效。当发生冲击或外部振动时，可能会发生这种情况。由此产生的反向驱动可能是不良的。

蜗轮蜗杆传动装置的自锁机构有助于提升和保持重物。当输入侧负载释放时，它可以防止蜗轮反向旋转。这在起重机应用中尤为重要。在这些情况下，由于无需制动系统，它可以节省大量成本。

蜗轮蜗杆变速箱可以是静态自锁的，也可以是动态自锁的。这取决于几个因素。这些因素包括螺旋角、静齿摩擦系数以及蜗杆界面处的摩擦阻力。

功能性自锁驱动装置具有较低的制动力矩。它通常采用四级行星齿轮箱实现。此外，它还可以配备抱闸。通常，非自锁蜗杆传动的驱动效率为 50% 或更高。

什么是自锁功能？

自锁是指丝杠螺母和丝杠在没有外力作用的情况下无法移动。它与螺距和摩擦系数有关。自锁功能允许用户在许多应用中省去昂贵的制动器。单头梯形丝杠传动装置具有自锁功能。

A 自锁蜗轮 这是一种不允许输入齿轮和输出齿轮互换的蜗轮蜗杆传动装置。如您所知，在正齿轮传动装置中，主动齿轮和从动齿轮可以互换，但自锁式蜗轮蜗杆传动装置则不然。对于这种传动装置，蜗杆始终作为主动齿轮，正齿轮作为从动齿轮——反之则不然。如果您尝试反装，它会自动锁死。

事实上，工业上大多数使用的蜗轮蜗杆传动机构都是自锁型的。当然，你也可以设计非自锁型的蜗轮蜗杆传动机构。大致来说，如果蜗轮蜗杆螺旋角的正切小于蜗杆与蜗轮之间的摩擦系数，那么蜗轮蜗杆传动机构就应该是自锁型的。

自锁蜗轮的优点

自锁蜗轮可以在不增加齿轮箱尺寸的情况下实现较大的减速比（高达 200:1）。这是怎么做到的？单头蜗杆旋转 360 度，啮合的正齿轮会旋转一个齿。因此，如果一个 10 齿正齿轮与单头蜗杆啮合，就能立即获得 10:1 的减速比。而要使用正齿轮系实现相同的减速比，则必须使用另一个 100 齿正齿轮与该 10 齿正齿轮啮合。想象一下，相比之下，尺寸会减小多少。

蜗轮反向驱动

与标准齿轮不同，带有蜗轮反向驱动的自锁齿轮箱只能在一个方向上传输扭矩。当蜗轮和蜗杆脱离接触时，蜗轮就会反向驱动。当摩擦角大于螺旋角时，就会出现这种情况。然而，反向驱动的确切程度很难预测。

计算激振力时，需要用到振动位移。该位移是利用蜗轮蜗杆机构整体的运动方程式计算得出的。然后将施加的力代入条件表达式，求出激振力，并测量扭矩。

当蜗轮开始反向驱动时，激振力会增加。这是通过反馈控制实现的。该过程以10、30和50 Hz的频率重复。部分实验值与理论值相符，但实际值可能更低。