20世紀50年代,美國的Cone Drive(康驅(qū))公司和其他研究機構(gòu)對蝸桿傳動進行改進,發(fā)明了二次包絡(luò)蝸桿傳動技術(shù),并申請了相關(guān)專利。
二次包絡(luò)減速機的工作運行涉及多個物理學原理,主要包括以下幾個方面:
1. 齒輪傳動與力學原理
齒輪嚙合定律:二次包絡(luò)減速機的齒輪或蝸輪蝸桿傳動需要滿足共軛嚙合條件,以保動力有效傳遞。
力矩傳遞:減速機通過齒輪或蝸輪蝸桿機構(gòu)傳遞力矩,同時降低輸出轉(zhuǎn)速,提高扭矩。
摩擦與磨損:蝸桿和蝸輪之間的相對滑動產(chǎn)生摩擦,需要潤滑來降低磨損,提高傳動效率。
2. 動力學與運動學
角速度與線速度轉(zhuǎn)換:減速機通過不同直徑或螺旋角的齒輪實現(xiàn)輸入軸和輸出軸的速度轉(zhuǎn)換。
慣性與沖擊緩沖:合理設(shè)計的二次包絡(luò)蝸輪蝸桿能減少運動沖擊,提高設(shè)備穩(wěn)定性。
3. 能量轉(zhuǎn)換與效率
機械能轉(zhuǎn)換:輸入軸的旋轉(zhuǎn)機械能通過齒輪或蝸輪蝸桿傳遞,并轉(zhuǎn)化為輸出軸的機械能。
效率損失:由于摩擦和熱量損失,二次包絡(luò)減速機的傳動效率低于普通齒輪傳動,但合理優(yōu)化材料和潤滑能提高它的效率。
4. 材料力學與熱力學
材料強度:蝸輪一般采用青銅,而蝸桿使用高強度合金鋼,以減少磨損和提高使用壽命。
熱量積聚與散熱:由于摩擦作用,蝸輪蝸桿傳動產(chǎn)生大量熱量,減速機需要良好的散熱設(shè)計,如散熱片或潤滑油冷卻。
5. 振動與噪聲控制
共振現(xiàn)象:二次包絡(luò)減速機的工作頻率需要避開系統(tǒng)的共振頻率,以減少噪聲和振動。
嚙合剛度與誤差補償:蝸輪蝸桿的特殊幾何結(jié)構(gòu)減少了沖擊,提高了運行平穩(wěn)性,降低了噪音。
總結(jié)來說,
二次包絡(luò)減速機涉及齒輪傳動原理、力學、動力學、熱力學、材料科學及振動噪聲控制等多個物理學原理,其核心目標是實現(xiàn)有效、穩(wěn)定、低噪聲的動力傳遞。