El sistema de transmisión de engranajes se utiliza ampliamente en la industria, el transporte y los campos de la energía, y su eficiencia afecta directamente al consumo de energía y al costo de operación de los equipos.La eficiencia de la transmisión de engranajes se ve afectada por muchos factores, tales como fricción de rodamiento, pérdida de corte de la película de aceite, estado de lubricación de la superficie del diente.Este documento analizará las principales fuentes de pérdida de transmisión de engranajes y explorará cómo mejorar la eficiencia de transmisión de engranajes mediante la optimización de la forma del diente y la tecnología de lubricación.

1. Definición de la eficiencia de transmisión de engranajes

La eficiencia de transmisión de engranajes se refiere a la relación entre la potencia de entrada y la potencia de salida, expresada por la fórmula:

Entre ellas:

El:La eficiencia de transmisión de engranajes es (%)

- ¿Qué es eso?:potencia de salida (W)

El pin:potencia de entrada interior (W)

Idealmente, la transmisión de engranajes debe estar libre de pérdidas, pero en el funcionamiento real, el proceso de transmisión se verá afectado por la fricción, el corte del aceite lubricante y otros factores,que produce pérdidas de energía.

• La principal fuente de pérdida de transmisión de engranajes

La pérdida de transmisión del engranaje se debe principalmente a los siguientes aspectos:2.1 pérdida por fricción del rodamiento y deslizamiento

Durante el enganche del engranaje, hay rodamiento y deslizamiento relativo entre la superficie del diente, lo que causará pérdida de fricción.

Material del engranaje (dureza de la superficie, adaptabilidad a la lubricación)

El valor de las emisiones de gases de efecto invernadero es el valor de las emisiones de gases de efecto invernadero.

Modo de encendido (el engranaje inclinado tiene menos fricción de deslizamiento que el engranaje recto)

2.2 pérdida por corte de la película de aceite

El aceite lubricante tiene un efecto de fricción y enfriamiento en la transmisión de engranajes, pero también trae pérdida de viscosidad por corte.la película de aceite entre la superficie del diente debe superar la tensión interna de cizallamientoLos factores afectados incluyen:

Viscosidad del lubricante (pérdida de aceite de alta viscosidad, pérdida de aceite de baja viscosidad es pequeña, pero puede conducir a una lubricación límite)

espesor de la película de aceite (un espesor adecuado reduce la fricción de contacto directo)

Velocidad de la superficie del engranaje (cuanto mayor sea la velocidad, mayor será la pérdida de cizallamiento)

2.3 Pérdida de fricción del rodamiento

En el proceso de transmisión de engranajes, el rodamiento asume el papel de soporte giratorio, y la fricción entre el cuerpo de rodadura interno y la grasa producirá una cierta pérdida de energía.La fricción de los rodamientos puede reducirse:

Los demás rodamientos de baja fricción (por ejemplo, de cerámica, de precisión)

Utilice una grasa lubricante de baja viscosidad para reducir la fricción de rodamiento

2.4 pérdida de gas y aceite en el interior del equipo de mezcla

Los engranajes giratorios de alta velocidad agitan el aceite lubricante y el aire para formar una niebla o burbujas de aceite, factores que causan pérdida adicional de dinámica del fluido.Se pueden tomar las siguientes medidas para reducir la pérdida de agitación::

Optimizar el nivel de aceite de la caja de cambios para evitar que el exceso de aceite obstaculice el movimiento del engranaje

Utilice lubricación con niebla de aceite para reducir el volumen del aceite lubricante que entra directamente en contacto con el engranaje.

3Métodos para mejorar la eficiencia de la transmisión de engranajes

3.1 Optimizar la forma del diente para reducir la pérdida de fricción

El diseño de la forma del diente de engranaje tiene una gran influencia en la eficiencia de transmisión.Los métodos de optimización comunes incluyen:

Aumentar el ángulo de presión (por ejemplo, 25 en lugar de 20): puede reducir la fricción de deslizamiento, mejorar la capacidad de carga utilizar la forma ute (modificación del perfil): reducir la interferencia superior,Mejorar la eficiencia de la utilización del proceso de molienda de dientes de alta precisión: reducir la rugosidad de la superficie, reducir la fricción

3.2 Seleccionar el método de lubricación adecuado

La lubricación tiene una influencia significativa en la eficiencia de la transmisión de engranajes, por lo que se deben seleccionar métodos de lubricación adecuados en diferentes escenarios de aplicación:

✅ Transmisión de engranajes de alta velocidad (como una caja de engranajes de tránsito ferroviario): se recomienda utilizar aceite sintético (PAO o aceite base de éster), baja viscosidad, baja pérdida de cizallamiento

✅ engranajes de baja velocidad sobrecargados (como la caja de engranajes de la energía eólica): se recomienda utilizar aceite lubricante aditivo de alta tensión extrema, reducir el desgaste de la superficie de los dientes

✅ equipo de alta temperatura: se recomienda utilizar un revestimiento de lubricación sólida (como MoS 2), mejorar la resistencia al desgaste

3.3 Utilizar el rodamiento de alta eficiencia para reducir la pérdida del rodamiento

✅ El uso de rodamientos mixtos de cerámica (rodamientos de cerámica híbrida), reduce la fricción de rodamiento

✅ optimizar la fuerza de pretensión, reducir la pérdida de fricción adicional

✅ utilizar rodamientos de presión dinámicos de fluidos, adecuados para sistemas de engranajes de alta velocidad

3.4 Diseñar la estructura de la caja de cambios con bajas pérdidas de mezcla

✅ Adopte un sistema de lubricación de niebla de aceite para reducir la resistencia al aceite

✅ Diseñar la estructura interna de una caja de cambios racionalizada, reducir la resistencia del viento y la perturbación del aceite

✅ Optimizar el diseño del orificio de ventilación de la caja de cambios para reducir la pérdida de flujo de aire interno

4. Práctica de diseño eficiente de la caja de engranajes de tránsito ferroviario

En el ámbito del transporte ferroviario, el diseño eficiente de la caja de cambios puede reducir efectivamente el consumo de energía del tren y mejorar la economía de operación.

Caja de cambios de alta velocidad de la UEM

Se aplican engranajes recubiertos de baja fricción para reducir las pérdidas de deslizamiento

Utilice el equipo de molienda de alta precisión para reducir el coeficiente de fricción de la superficie del diente

Se utilizó un sistema de lubricación por pulverización para optimizar el grosor de la película de pulverización de aceite

Caja de engranajes del metro urbano

Se selecciona un lubricante con baja pérdida de corte para reducir la pérdida de potencia

• Adopte la optimización de recorte de raíz para mejorar la eficiencia del compromiso

La eficiencia de la transmisión de engranajes se ve afectada por muchos factores, y las principales fuentes de pérdida incluyen la fricción de la superficie de los dientes, el corte del aceite lubricante, la fricción del rodamiento y la pérdida de mezcla de engranajes.

Optimizar la forma del diente, elegir el modo de lubricación adecuado,La reducción de la fricción del rodamiento y la optimización de la estructura de la caja de cambios son las medidas clave para mejorar la eficiencia de la transmisión.

Las cajas de cambios de tránsito ferroviario se diseñarán con una lubricación eficiente, una fabricación de precisión y un diseño estructural optimizado para reducir la pérdida de energía y mejorar la eficiencia general del sistema.