Il sistema di trasmissione degli ingranaggi è ampiamente utilizzato nell'industria, nei trasporti e nei settori dell'energia e la sua efficienza influisce direttamente sul consumo di energia e sul costo di funzionamento delle apparecchiature.L'efficienza della trasmissione degli ingranaggi è influenzata da molti fattori, come l'attrito di rotolamento, la perdita di taglio della pellicola di olio, lo stato di lubrificazione della superficie dei denti.Questo documento analizzerà le principali fonti di perdita della trasmissione degli ingranaggi ed esplorerà come migliorare l'efficienza della trasmissione degli ingranaggi ottimizzando la forma dei denti e la tecnologia di lubrificazione.

1. Definizione dell'efficienza di trasmissione degli ingranaggi

L'efficienza di trasmissione degli ingranaggi si riferisce al rapporto tra potenza di ingresso e potenza di uscita, espresso con la formula:

tra cui:

n:L'efficienza di trasmissione dell'ingranaggio è (%)

Pout:potenza di uscita (W)

Pin:potenza di ingresso interna (W)

Idealmente, la trasmissione degli ingranaggi dovrebbe essere priva di perdite, ma nel funzionamento effettivo il processo di trasmissione sarà influenzato da attrito, taglio dell'olio lubrificante e da altri fattori,causando una perdita di energia.

• Principale fonte di perdita di trasmissione

La perdita di trasmissione degli ingranaggi deriva principalmente dai seguenti aspetti:2.1 perdita di attrito durante il rotolamento e lo scivolamento

Durante l'impegno dell'ingranaggio, c'è un rotolamento e uno scivolamento relativo tra la superficie dei denti, che causerà una perdita di attrito.

Materiale degli ingranaggi (durezza superficiale, adattabilità alla lubrificazione)

Roughness (più liscia, meno perdita di attrito)

Modalità motore (l'ingranaggio inclinato ha meno attrito di scivolo rispetto all'ingranaggio rettilineo)

2.2 perdita di pellicola d'olio per taglio

L'olio di lubrificazione ha un effetto di attrito e raffreddamento nella trasmissione degli ingranaggi, ma comporta anche una perdita di viscosità.la pellicola di olio tra la superficie del dente deve superare lo stress interno di taglio, con conseguente perdita di energia.

Viscosità del lubrificante (perdita di olio ad alta viscosità, perdita di olio a bassa viscosità è piccola ma può portare a lubrificazione di confine)

Spessore della pellicola di olio (spessore adeguato riduce l'attrito a contatto diretto)

Velocità della superficie dell'ingranaggio (più alta la velocità, maggiore la perdita di taglio)

2.3 Perdite di attrito dei cuscinetti

Nel processo di trasmissione degli ingranaggi, il cuscinetto assume il ruolo di supporto di rotazione e l'attrito tra il corpo interno del rullante e il grasso produrrà una certa perdita di energia.L'attrito dei cuscinetti può essere ridotto:

Cuscinetti a bassa attrito (come cuscinetti in ceramica, cuscinetti a sfera di precisione)

Utilizzare un grasso lubrificante a bassa viscosità per ridurre l'attrito di rotolamento

2.4 Perdite di gas e olio all'interno dell'attrezzatura

Gli ingranaggi rotanti ad alta velocità mescolano l'olio lubrificante e l'aria per formare una nebbia di olio o bolle, fattori che causano ulteriori perdite dinamiche del fluido.Per ridurre la perdita di agitazione si possono adottare le seguenti misure::

Ottimizzare il livello di olio del cambio per evitare che un eccesso di olio ostacoli il movimento degli ingranaggi

Utilizzare una lubrificazione a nebbia di olio per ridurre il volume dell'olio lubrificante in contatto diretto con l'ingranaggio.

3Metodi per migliorare l'efficienza della trasmissione degli ingranaggi

3.1 Ottimizzare la forma dei denti per ridurre la perdita di attrito

Il design della forma del dente degli ingranaggi ha una grande influenza sull'efficienza della trasmissione.I metodi di ottimizzazione più comuni includono:

Aumentare l'angolo di pressione (ad esempio 25 invece di 20): può ridurre l'attrito di scorrimento, migliorare la capacità di carico utilizzare la forma ute (modifica del profilo): ridurre l'interferenza superiore,Migliorare l'efficienza dell'impegno utilizzare un processo di rettifica dei denti ad alta precisione: ridurre la rugosità della superficie, ridurre l'attrito

3.2 Selezionare il metodo di lubrificazione appropriato

La lubrificazione ha un'influenza significativa sull'efficienza della trasmissione degli ingranaggi e i metodi di lubrificazione appropriati devono essere selezionati in diversi scenari di applicazione:

✅ Trasmissione ad alta velocità (come la scatola di trasmissione ferroviaria): si raccomanda di utilizzare olio sintetico (olio PAO o olio base estero), bassa viscosità, bassa perdita di taglio

✅ ingranaggi a bassa velocità sovraccarichi (come la scatola di ingranaggi eolici): si raccomanda di utilizzare olio lubrificante additivo ad alta tensione estrema, ridurre l'usura della superficie dei denti

✅ attrezzature ad alta temperatura: si raccomanda di utilizzare un rivestimento di lubrificazione solido (come MoS 2), migliorare la resistenza all'usura

3.3 Utilizzare il cuscinetto ad alta efficienza per ridurre la perdita del cuscinetto

✅ Utilizzando cuscinetti misti in ceramica (cuscinetti ibridi in ceramica), ridurre l'attrito di rotolamento

✅ ottimizzare la forza di pretensione, ridurre le perdite di attrito aggiuntive

✅ utilizzare cuscinetti a pressione fluidodinamica, adatti a sistemi ad alta velocità

3.4 Progettare la struttura della scatola di cambio con basse perdite di miscelazione

✅ Adottare un sistema di lubrificazione della nebbia per ridurre la resistenza dell'olio

✅ Progettare la struttura interna della scatola di cambio snella, ridurre la resistenza del vento e le perturbazioni dell'olio

✅ Ottimizzare la progettazione del foro di ventilazione del cambio per ridurre le perdite di flusso d'aria interno

4. Pratica di progettazione efficiente della scatola di marcia per il trasporto ferroviario

Nel settore del trasporto ferroviario, la progettazione efficiente del cambio può ridurre efficacemente il consumo energetico del treno e migliorare l'economia operativa.

Casella di cambio UEM ad alta velocità

Per ridurre le perdite di scorrimento si applica un ingranaggio rivestito a bassa attrito

Utilizzare il macchinario di rettifica ad alta precisione per ridurre il coefficiente di attrito della superficie dei denti

Per ottimizzare lo spessore della pellicola di spruzzo olio è stato utilizzato un sistema di lubrificazione a spruzzo

Casella di trasmissione della metropolitana

Si seleziona un lubrificante a bassa perdita di taglio per ridurre la perdita di potenza

• Adottare l'ottimizzazione del taglio radice per migliorare l'efficienza dell'impegno

L'efficienza della trasmissione degli ingranaggi è influenzata da molti fattori, e le principali fonti di perdita includono l'attrito della superficie dei denti, il taglio dell'olio lubrificante, l'attrito del cuscinetto e la perdita di miscelazione degli ingranaggi.

Ottimizzare la forma dei denti, scegliere il modo di lubrificazione appropriato,ridurre l'attrito del cuscinetto e ottimizzare la struttura della scatola di cambio sono le misure chiave per migliorare l'efficienza della trasmissione.

I cambio di velocità per il trasporto ferroviario devono essere progettati con una lubrificazione efficiente, una fabbricazione di precisione e una progettazione strutturale ottimizzata per ridurre le perdite di energia e migliorare l'efficienza complessiva del sistema.