Le système de transmission des engrenages est largement utilisé dans les domaines de l'industrie, des transports et de l'énergie et son efficacité affecte directement la consommation d'énergie et le coût de fonctionnement des équipements.L'efficacité de la transmission est affectée par de nombreux facteurs, tels que le frottement au roulement, la perte de cisaillement du film d'huile, l'état de lubrification de la surface des dents.Ce document analysera les principales sources de perte de transmission des engrenages et explorera comment améliorer l'efficacité de la transmission des engrenages en optimisant la forme des dents et la technologie de lubrification.

1. Définition de l'efficacité de transmission des engrenages

L'efficacité de transmission des engrenages se réfère au rapport entre la puissance d'entrée et la puissance de sortie, exprimée par la formule:

parmi lesquels:

Le:l'efficacité de transmission est (%)

Pout:puissance de sortie (W)

Le pin:puissance d'entrée intérieure (W)

L'idéal est que la transmission de vitesse soit sans perte, mais dans le fonctionnement réel, le processus de transmission sera affecté par le frottement, le cisaillement de l'huile de lubrification et d'autres facteurs,entraînant une perte d'énergie.

• La principale source de perte de transmission

La perte de transmission des engrenages provient principalement des facteurs suivants:2.1 perte de frottement lors du roulement et du glissement

Lors de l'engagement de l'engrenage, il y a roulement et glissement relatif entre la surface des dents, ce qui entraînera une perte de frottement.

Matériau de l'engrenage (dureté de surface, adaptabilité à la lubrification)

Roughness (plus lisse, moins de perte de frottement)

Mode moteur (les engrenages inclinés présentent moins de frottement de glissement que les engrenages droits)

2.2 perte de film d'huile par cisaillement

L'huile de lubrification joue un rôle de friction et de refroidissement dans la transmission des engrenages, mais elle entraîne également une perte de viscosité par cisaillement.le film d'huile entre la surface des dents doit surmonter la contrainte de cisaillement interneLes facteurs affectés sont les suivants:

Viscosité du lubrifiant (perte d'huile de viscosité élevée, perte d'huile de viscosité faible est faible mais peut entraîner une lubrification de limite)

Épaisseur du film d'huile (une épaisseur appropriée réduit le frottement au contact direct)

Vitesse de surface de l'engrenage (plus la vitesse est élevée, plus la perte de cisaillement est élevée)

2.3 Perte de frottement du roulement

Dans le processus de transmission des engrenages, le roulement joue le rôle de support de rotation, et le frottement entre le roulement interne et la graisse produira une certaine perte d'énergie.Le frottement des roulements peut être réduit par::

Les roulements à faible frottement (comme les roulements en céramique, les roulements à billes de précision)

Utilisez une graisse lubrifiante de faible viscosité pour réduire le frottement du roulement

2.4 Perte de mélange de gaz et d'huile à l'intérieur de l'engin

Les engrenages tournants à grande vitesse remuent l'huile et l'air lubrifiants pour former un brouillard ou des bulles d'huile, facteurs qui causent une perte supplémentaire de la dynamique du fluide.Les mesures suivantes peuvent être prises pour réduire la perte d'agitation:

Optimiser le niveau d'huile de la boîte de vitesses afin d'éviter que l'huile excédentaire entrave le mouvement des engrenages

Utilisez une lubrification par brouillard d'huile pour réduire le volume de l'huile de lubrification en contact direct avec l'engrenage.

3Méthodes d'amélioration de l'efficacité de la transmission des engrenages

3.1 Optimiser la forme des dents pour réduire les pertes de frottement

L'optimisation de la forme des dents peut réduire la perte de frottement et améliorer la stabilité de l'engagement.Les méthodes d'optimisation les plus courantes comprennent::

Augmenter l'angle de pression (par exemple 25 au lieu de 20): peut réduire le frottement de glissement, améliorer la capacité de roulement utiliser la forme ute (modification de profil): réduire l'interférence supérieure,améliorer l'efficacité de l'engagement en utilisant un procédé de broyage des dents de haute précision: réduire la rugosité de la surface, réduire le frottement

3.2 Sélectionner la méthode de lubrification appropriée

La lubrification a une influence significative sur l'efficacité de la transmission des engrenages et des méthodes de lubrification appropriées doivent être choisies dans différents scénarios d'application:

✅ Transmission de vitesses élevées (comme boîte de vitesses de transport ferroviaire): il est recommandé d'utiliser de l'huile synthétique (huile de base PAO ou ester), faible viscosité, faible perte de cisaillement

✅ engrenages à basse vitesse surchargés (comme la boîte de vitesses éolienne): il est recommandé d'utiliser une huile lubrifiante additive à haute tension extrême, réduire l'usure de la surface des dents

✅ équipement à haute température: il est recommandé d'utiliser un revêtement de lubrification solide (tel que MoS 2), améliorer la résistance à l'usure

3.3 Utiliser le roulement à haut rendement pour réduire la perte de roulement

✅ Utiliser des roulements mixtes en céramique (Roulements hybrides en céramique), réduire le frottement de roulement

✅ optimiser la force de prétention, réduire les pertes de frottement supplémentaires

✅ utiliser des roulements à pression fluidodynamique, adaptés aux engrenages à grande vitesse

3.4 Concevoir la structure de la boîte de vitesses avec une faible perte de mélange

✅ Adopter un système de lubrification par brouillard d'huile pour réduire la résistance à l'huile

✅ Concevoir la structure interne d'une boîte de vitesses rationalisée, réduire la résistance au vent et les perturbations de l'huile

✅ Optimiser la conception du trou d'aération de la boîte de vitesses pour réduire les pertes d'air interne

4. Pratique de conception efficace de la boîte de vitesses de transport ferroviaire

Dans le domaine du transport ferroviaire, la conception efficace de la boîte de vitesses peut réduire efficacement la consommation d'énergie du train et améliorer l'économie d'exploitation.

Boîte de vitesses UEM à grande vitesse

Les engins revêtus à faible frottement sont appliqués pour réduire les pertes de glissement

Utilisez l'engrenage de meulage de haute précision pour réduire le coefficient de frottement de la surface des dents

Un système de lubrification par pulvérisation a été utilisé pour optimiser l'épaisseur du film de pulvérisation d'huile

Boîte de vitesses du métro

Le lubrifiant à faible perte de cisaillement est choisi pour réduire la perte de puissance

• Adopter l'optimisation de la taille des racines pour améliorer l'efficacité de l'engagement

L'efficacité de la transmission des engrenages est affectée par de nombreux facteurs, et les principales sources de perte comprennent le frottement de la surface des dents, le cisaillement de l'huile de lubrification, le frottement du roulement et la perte de mélange des engrenages.

Optimiser la forme des dents, choisir le mode de lubrification approprié,la réduction du frottement du roulement et l'optimisation de la structure de la boîte de vitesses sont les mesures clés pour améliorer l'efficacité de la transmission.

Les boîtes de vitesses de transport ferroviaire doivent être conçues avec une lubrification efficace, une fabrication de précision et une conception structurelle optimisée afin de réduire les pertes d'énergie et d'améliorer l'efficacité globale du système.