La transmission d'engrenages est l'une des méthodes de transfert de puissance les plus répandues en génie mécanique, trouvant une utilisation étendue sur un large éventail de machines.Sur la base de leur environnement d'exploitation et de leurs caractéristiques structurelles, les engrenages sont principalement classés en engrenages ouverts et en engrenages fermés, chacun présentant des différences distinctes en termes d'efficacité de transmission, de maintenance,et les conditions de travail applicablesCet article approfondit leurs principes de fonctionnement, les éléments essentiels de conception et les scénarios d'application pour aider les professionnels à sélectionner et à mettre en œuvre le système de transmission optimal.

1. Les entraînements à engrenage ouvert

1.1 Structure de base et principe de fonctionnement

Les entraînements à vitesse ouverte comportent des engrenages exposés à l'environnement extérieur sans la protection d'une boîte de vitesses fermée.

Les dents exposées aux engrenages: Les surfaces des dents sont directement en contact avec l'air, la poussière, l'humidité et d'autres éléments environnementaux.

Lubrification simplifiée: s'appuie généralement sur l'huile manuelle ou la lubrification par goutte à goutte.

Structure simple: réduit les coûts et facilite l'installation et la maintenance.

Le principe de fonctionnement consiste à transférer la puissance du train d'entraînement vers le train entraîné, le mouvement et le couple étant transférés par le biais d'un maillage dentaire.l'absence de protection fermée rend les engrenages vulnérables aux facteurs environnementaux tels que la poussière et la corrosion, entraînant une usure relativement rapide.

1.2 Points clés de conception

Sélection des matériaux: la fonte à haute résistance, l'acier fondu ou les aciers alliés (par exemple, 45 aciers, 40Cr) sont couramment utilisés pour améliorer la résistance à l'usure.Des traitements de surface comme le durcissement par induction et le carburage sont appliqués pour augmenter la dureté de la surface des dents.

Profil et module dentaire: les profils dentaires enveloppés sont généralement adoptés, avec un module relativement grand (m ≥ 5) pour s'adapter aux conditions de charge lourde.Les dents de Niemann) peuvent être une alternative pour améliorer la résistance au contact..

Lubrification et protection: la lubrification par graisse convient à un fonctionnement intermittent à basse vitesse;La lubrification automatique par goutte à goutte est utilisée pour les engrenages ouverts en continu (comme ceux des grands moulins à billes)Des couvertures de poussière simples et facultatives peuvent être installées dans certaines applications pour réduire la pénétration de poussière.

1.3 Applications typiques et avantages/ inconvénients

Les entraînements à vitesse ouverte sont largement utilisés dans:

Machines minières: équipement à charge lourde comme les moulins à billes et les broyeurs.

Industrie du ciment: engrenages d'entraînement pour les fours rotatifs.

Machines agricoles: mécanismes de transmission des moissonneuses et des batteurs.

Machines portuaires: dispositifs de transmission des grandes grues et des convoyeurs à bande.

Les avantages:

Structure simple avec installation et maintenance faciles.

Moins cher.

Convient pour une transmission à basse vitesse et à couple élevé.

Les inconvénients:

Réceptif à la contamination extérieure, ce qui entraîne une usure rapide.

Faible efficacité de lubrification et faible efficacité de transmission (généralement 85% à 90%).

Bruit de fonctionnement élevé.

2. Les engrenages fermés

2.1 Structure de base et principe de fonctionnement

Les engrenages fermés ont des engrenages entièrement enfermés dans une boîte de vitesses, les isolant de l'environnement extérieur.

Excellente performance d'étanchéité: utilise une lubrification par bain d'huile ou une lubrification forcée pour réduire la contamination et l'usure.

Efficacité de transmission élevée: une lubrification suffisante minimise les pertes par friction.

Longue durée de vie: Convient pour une transmission à grande vitesse et de précision.

Les engrenages sont en maille dans un boîtier fermé, et l'huile lubrifiante circule pour réduire le frottement et l'accumulation de chaleur, ce qui rend ce type idéal pour une haute précision, à grande vitesse,ou des scénarios d'exploitation continue à long terme.

2.2 Points clés de conception

Sélection des matériaux: les aciers alliés tels que le 20CrMnTi et le 42CrMo sont utilisés pour les engrenages à grande vitesse et à lourde charge.La résistance à la fatigue est améliorée par la nitruration..

Optimisation du profil dentaire: des engrenages hélicoïdaux ou des engrenages à os de hareng sont utilisés pour réduire les vibrations et améliorer la fluidité de la transmission.les dents couronnées) sont appliquées pour minimiser l'impact des mailles.

Lubrification et étanchéité: la lubrification par bain d'huile est destinée aux petites et moyennes boîtes de vitesses; la lubrification par injection forcée d'huile est utilisée pour les engrenages à grande vitesse (par exemple, dans les moteurs aérospatiaux).Parmi les méthodes de scellement courantes, on trouve les joints à huile., des joints labyrinthiques ou des joints gazeux pour empêcher les fuites d'huile.

Conception du boîtier: des structures en fonte ou en acier soudé sont adoptées, en tenant compte de la dissipation thermique et de la réduction des vibrations.roulements à billes à rainures profondes, roulements à rouleaux coniques) ou roulements coulissants.

2.3 Applications typiques et avantages/ inconvénients

Les engrenages fermés sont fréquents dans:

Transmissions automobiles: groupes de vitesses dans des boîtes de vitesses manuelles/automatiques.

Réducteurs industriels: tels que les réducteurs d'engrenages planétaires et les réducteurs d'engrenages à ver.

Boîtes de vitesses éoliennes: dispositifs à accélération en plusieurs étapes dans les éoliennes de grande puissance.

Aérospatiale: boîtes de vitesses accessoires des moteurs d'aéronefs.

Machinerie de précision: transmission par broche des machines-outils CNC et entraînements conjoints des robots.

Les avantages:

Lubrification suffisante et efficacité de transmission élevée (jusqu'à 98%).

Longue durée de vie et intervalles de maintenance prolongés.

Faible bruit et fonctionnement stable.

Convient pour une transmission à grande vitesse et haute précision.

Les inconvénients:

Structure complexe et coût élevé.

Maintenance relativement lourde (obligatoire de changement régulier de l'huile).

3. Comparaison entre les engrenages ouverts et fermés

4Conclusion

Les entraînements à engrenages ouverts sont bien adaptés aux applications à faible vitesse, à charge lourde et à faible coût, telles que les équipements miniers et agricoles.répondre aux exigences des services à grande vitesseLe choix du type d'entraînement approprié nécessite une prise en considération complète de la charge, de la vitesse, de l'efficacité, de la précision et de la longévité dans des domaines comme l'automobile, l'aérospatiale et l'énergie éolienne.EnvironnementEn regardant vers l'avenir, la technologie de transmission des engrenages continuera d'évoluer vers des directions légères, intelligentes et de longue durée de vie.

Exigences de l'image de couverture (4:3 rapport d'aspect)

L'image de couverture doit distinguer visuellement les engrenages ouverts des engrenages fermés, tout en reflétant un ton industriel et professionnel.

Layout: Divisez la toile 4:3 en deux moitiés claires (à gauche: entraînement à vitesse ouverte; à droite: entraînement à vitesse fermée) pour une comparaison directe.

La moitié gauche (entraînement à engrenages ouverts):

Éléments de base: un grand engrenage exposé (par exemple, un engrenage de broyeur) avec une usure visible des dents; effets subtils de poussière/particules à l'arrière-plan pour indiquer l'exposition environnementale.

Schéma de couleurs: Nuances industrielles réduites (par exemple, gris foncé, brun rouilleux) pour mettre en évidence la rugosité.

Étiquette textuelle: "Open Gear Drive" avec des petites icônes (boîte d'huile manuelle, particules de poussière) en bas.

La moitié droite (entraînement des engrenages inclus):

Éléments de base: une boîte de vitesses lisse et scellée (par exemple, une boîte de vitesses automobile) avec une section transparente montrant des engrenages hélicoïdaux internes et une circulation d'huile lubrifiante;ajouter un effet "flou de mouvement à grande vitesse" pour transmettre la précision.

Schéma de couleurs: Tones métalliques techniques (par exemple, argent, bleu foncé) avec une finition brillante pour souligner la précision.

Étiquette textuelle: "Acteur de vitesse inclus" avec des petites icônes (goutte d'huile, joint) en dessous.

Éléments unifiés:

Titre en haut: "Automobiles à engrenages: ouverts contre fermés" (en gras, police de style industriel).

Sous-titre en bas: " Caractéristiques et applications industrielles " (ligne fine et concise).

Un faible motif de dent d'engrenage comme texture de fond pour renforcer le thème.