Hộp số côn xoắn ốc: Phân tích hiệu suất của các bộ phận truyền động lõi

Thành phần cấu trúc của các bộ phận truyền động lõi
Chức năng cốt lõi của hộp số côn xoắn ốc dựa vào một bộ truyền động bao gồm một cặp bánh răng côn xoắn ốc ăn khớp nhau. Cặp bánh răng này được bố trí ở một góc cụ thể trong hộp, thường là 90 độ, để thích ứng với sự thay đổi hướng truyền lực. Thiết bị dẫn động được cố định vào trục đầu vào bằng kết nối then chốt hoặc khớp nối nhiễu để đảm bảo không có hiện tượng trượt tương đối khi cấp nguồn; bánh răng dẫn động được kết hợp với trục đầu ra theo cách ổn định giống nhau để tạo thành đường truyền lực hoàn chỉnh. Là một cấu trúc chịu lực, hộp cung cấp khả năng hỗ trợ định vị chính xác cho các bánh răng và trục, đồng thời cung cấp dầu bôi trơn liên tục cho khu vực ăn khớp bánh răng thông qua thiết kế kênh dầu bôi trơn để giảm tổn thất ma sát trong quá trình truyền động. ​

Đặc điểm chia lưới của bề mặt răng xoắn ốc
Bề mặt răng của bánh răng côn xoắn ốc sử dụng thiết kế đường xoắn ốc, về cơ bản khác với bề mặt răng thẳng của bánh răng côn thẳng thông thường. Khi bánh răng dẫn động được dẫn động quay bằng lực, bề mặt răng xoắn của nó và bề mặt răng của bánh răng dẫn động không tiếp xúc ngay lập tức và hoàn toàn mà dần dần khớp với một đầu răng và điểm tiếp xúc di chuyển liên tục dọc theo chiều dài răng cho đến khi đầu kia của răng không còn ăn khớp. Quá trình chia lưới lũy tiến này làm cho sự thay đổi lực giữa hai bánh răng nhẹ nhàng hơn, tránh được hiện tượng va đập do sự thay đổi đột ngột diện tích tiếp xúc tức thời khi bánh răng trụ ăn khớp. Góc nghiêng của bề mặt răng xoắn ốc được tính toán chính xác để đảm bảo rằng ít nhất một cặp răng luôn tiếp xúc hiệu quả trong quá trình chia lưới, duy trì tính liên tục của quá trình truyền lực, đây cũng là nguồn gốc cốt lõi tạo nên sự êm ái của quá trình truyền động hộp số côn xoắn ốc. ​

Ưu điểm vốn có của việc truyền tải trơn tru​
Hộp số côn xoắn ốc thể hiện nhiều ưu điểm về hiệu suất do quá trình truyền động trơn tru và liên tục. Biên độ rung trong quá trình truyền động giảm đi đáng kể do lực thay đổi đồng đều trong quá trình chia lưới, giảm rung tần số cao do va chạm, từ đó giảm khả năng cộng hưởng hộp, giúp kéo dài tuổi thọ chung của thiết bị. Trạng thái chia lưới liên tục giúp phân bố tải trọng tức thời trên bề mặt răng đồng đều hơn, tránh tập trung ứng suất cục bộ, cải thiện khả năng chống mỏi của bánh răng và giúp hộp số duy trì hoạt động ổn định trong điều kiện tải trọng cao lâu dài. Đặc tính truyền dẫn êm ái cũng làm giảm giá trị decibel của tiếng ồn, tạo môi trường làm việc phù hợp hơn cho hoạt động của thiết bị. ​

Khả năng tương thích với hệ thống truyền tải
Thiết kế các bộ phận truyền động lõi của hộp số côn xoắn ốc cần phải phù hợp với các thông số của toàn bộ hệ thống truyền động. Tỷ số truyền giữa bánh răng chủ động và bánh răng bị dẫn động quyết định tỷ số truyền. Bằng cách điều chỉnh tỷ số truyền, tốc độ đầu vào và tốc độ đầu ra có thể được chuyển đổi chính xác để đáp ứng các yêu cầu về tốc độ của các thiết bị khác nhau về công suất đầu ra. Mô-đun và chiều rộng răng của bánh răng được chọn theo kích thước của công suất truyền để đảm bảo độ bền bề mặt răng đủ để chịu được tải trọng làm việc. Trong ứng dụng thực tế, người thiết kế sẽ tối ưu hóa vật liệu của bánh răng côn xoắn theo mô men xoắn và tốc độ của trục đầu vào và yêu cầu tải trọng của trục đầu ra. Thép hợp kim thường được sử dụng có thể đồng thời đáp ứng các yêu cầu về độ cứng và độ bền sau khi chế hòa khí và làm nguội, nâng cao hơn nữa độ tin cậy của các bộ phận truyền động. ​