Heb je je ooit afgevraagd hoe kracht wordt overgebracht in verschillende machines en apparaten? Van de motoren die onze voertuigen aandrijven tot de motoren die onze industrieën aandrijven, krachtoverbrenging is een cruciaal aspect van werktuigbouwkunde. In deze blogpost verkennen we de fascinerende wereld van de krachtoverbrenging, waarbij we ons verdiepen in de verschillende soorten systemen en hun unieke kenmerken. Ontrafel samen met ons de mysteries achter de soepele werking van de machines die onze moderne wereld vormgeven. Bereid je voor om de voor- en nadelen van elke methode voor krachtoverbrenging te ontdekken en inzichten te krijgen van experts uit de sector.
Typen krachtoverbrenging zijn voornamelijk directe aandrijving, tandwieloverbrenging, kettingaandrijving en synchrone riemaandrijving. Deze methoden worden veel gebruikt in verschillende toepassingsscenario's. In een krachtoverbrengingssysteem voor auto's bijvoorbeeld wordt het door de motor gegenereerde vermogen overgedragen op de aandrijfwielen via componenten zoals de koppeling, transmissie, cardanas en aandrijfas, waardoor de beweging van het voertuig wordt vergemakkelijkt.
Bovendien maken volledig elektrische voertuigen die worden aangedreven door hernieuwbare energie gebruik van een direct aandrijfmechanisme waarbij de motor de wielen rechtstreeks aandrijft en elektrische energie omzet in vermogen. Deze methode wordt gekenmerkt door zijn efficiëntie en snelheid.
Draadloze stroomtransmissie is een uniek type methode voor stroomtransmissie. Het maakt gebruik van radiogolven om stroom van een elektriciteitscentrale naar een specifiek ontvangend apparaat te sturen, waar het wordt omgezet in elektriciteit voor gebruik. Hoewel deze methode voornamelijk wordt gebruikt in specifieke scenario's, zoals draadloos opladen, laat het de diversiteit en innovatie van de technologie voor energieoverdracht zien.
In de luchtvaart is het krachtoverbrengingssysteem een cruciaal onderdeel van het ontwerp van vliegtuigmotoren. De technische eigenschappen en het toepassingsonderzoek van dit systeem zijn van vitaal belang voor het verbeteren van de prestaties van vliegtuigmotoren.
| Type krachtoverbrenging | Beschrijving | Voordelen | Nadelen |
|---|---|---|---|
| Mechanische transmissie | Maakt gebruik van mechanische onderdelen zoals koppelingen, kettingen, tandwielen, riemen en riemschijven. Inclusief tandwiel, wormwiel, riem, ketting en tandwieltransmissie. | Nauwkeurig en efficiënt, ideaal voor korteafstandstransmissie, hoge betrouwbaarheid en lange levensduur. | Hoge fabricage- en installatiekosten, niet geschikt voor langeafstandstransmissie, geen overbelastingsbeveiliging. |
| Elektrische aandrijving | Gebruikt elektromotoren om elektrische energie om te zetten in mechanische energie voor machines en voertuigen. | Hoge precisie, energiebesparend, nauwkeurige regeling, milieuvriendelijk, minder lawaai en kostenbesparend. | – |
| Pneumatische transmissie | Gebruikt samengeperst gas om stroom of informatie over te brengen, geschikt voor ruwe omgevingen. | Snelle werking, snelle respons, weinig onderhoud, schoon medium, kosteneffectief, automatische overbelastingsbeveiliging. | Beïnvloed door luchtcomprimeerbaarheid, lage werkdruk, aanzienlijk lawaai bij uitlaten met hoge snelheid, langzamer dan elektronische signalen. |
| Hydraulische transmissie | Gebruikt vloeistof als medium om energie en controle over te brengen. | Compact, maakt traploze aanpassingen mogelijk, snelle respons, eenvoudige integratie met elektrische besturing, veilig en betrouwbaar. | Potentiële olielekkage, niet volledig onsamendrukbaar, verliezen tijdens de oliestroom, problemen bij extreme temperaturen, vereist hoge precisie bij de productie. |
De bovenstaande tabel geeft een overzicht van de belangrijkste aspecten van elk type stroomtransmissie, met de belangrijkste kenmerken, voordelen en beperkingen.
(1) Wat is mechanische krachtoverbrenging?
Mechanische krachtoverbrenging verwijst naar producten die gebruikt worden voor de beweging van mechanische onderdelen, niet voor elektrische stroomvoorziening. Deze producten omvatten koppelingen, kettingen en kettingwielen, riemen en riemschijven en aandrijfcomponenten.
Het mechanische transmissiesysteem is een cruciaal onderdeel van de bewerkingsmachine. Het wordt voornamelijk aangedreven door een kogelomloopspil, die tijdens het transmissieproces geïntegreerd is met de bewegende as.
De gereedschapsmachine wordt aangedreven door een motor. Het doel van de mechanische transmissie is om beweging en kracht over te brengen.
Veelgebruikte mechanische transmissietypen zijn onder andere tandwieltransmissie, wormwieltransmissie, riemtransmissie, kettingtransmissie en tandwieltrein.
De rol van mechanische transmissie is het overbrengen van zowel beweging als kracht.
(2) Soorten mechanische krachtoverbrenging
De meest voorkomende mechanische krachtoverbrenging bestaat voornamelijk uit: tandwielaandrijving, turbo vortex aandrijving, riemaandrijving, kettingaandrijving, tandwieltrein enz.
01. Tandwielaandrijving
Tandwieltransmissie is het meest gebruikte type transmissie bij mechanische transmissie.
Hij biedt een nauwkeurige, efficiënte, compacte, betrouwbare en duurzame transmissie.
Er zijn verschillende soorten tandwielaandrijvingen die worden geclassificeerd op basis van verschillende normen.
Voordelen:
Nadelen:
02. Turbo wervelwind
Geschikt voor beweging en kracht tussen twee assen met verticale en niet-doorsnijdende ruimten.
Voordelen:
Nadelen:
De belangrijkste parameters van de turbineaandrijving zijn:
03. Riemaandrijving
A riemaandrijving is een mechanisch transmissiesysteem dat gebruik maakt van een flexibele riem, gespannen op riemschijven, om beweging of kracht over te brengen.
De riemaandrijving bestaat meestal uit een aandrijfwiel, een aangedreven wiel en een eindeloze riem die tussen de twee wielen wordt gespannen.
1) Als de draairichting van twee assen parallel is, wordt dit de open beweging genoemd, centrum afstanden wikkelhoekconcept.
2) Riemen kunnen worden onderverdeeld in drie categorieën op basis van hun dwarsdoorsnedevorm: vlakke riem, V-riem en speciale riem.
3) De focus van de toepassingen omvat:
Voor- en nadelen van riemaandrijving：
Voordelen:
Nadelen:
04. Kettingaandrijving
De kettingaandrijving is een mechanisch transmissiesysteem dat beweging en vermogen overbrengt van een aandrijftandwiel met een speciale tandvorm naar een aangedreven tandwiel met een vergelijkbare tandvorm via een ketting.
Inclusief:
Voordelen:
Kettingaandrijvingen hebben veel voordelen in vergelijking met riemaandrijvingen,
Vergeleken met tandwieloverbrenging heeft kettingaandrijving:
Nadelen:
De belangrijkste nadelen van de kettingaandrijving zijn:
05. Tandwieltrein
Een transmissiesysteem dat uit meer dan twee tandwielen bestaat, wordt een tandwieltrein genoemd. De tandwieltransmissie kan worden ingedeeld in twee soorten: transmissie met gewone tandwielen en transmissie met planetaire tandwielen.
Een planetair tandwiel is een tandwiel dat zowel een roterende als een axiale beweging ondergaat binnen de tandwieltrein.
De tandwieltrein kan worden onderverdeeld in twee categorieën: een vaste assentrein en een epicyclische trein.
De overbrengingsverhouding van de trein, die de verhouding is tussen de hoeksnelheid (of rotatiesnelheid) van de ingaande as en de uitgaande aswordt berekend door het product van het aantal tanden van alle volgwielen in elk paar schakeltandwielen te delen door het aantal tanden van alle aandrijftandwielen.
In een epicyclische tandwieltrein staat het planetaire tandwiel, dat zowel een roterende als axiale beweging ondergaat, tegenover het middelste tandwiel of zonnetandwiel, dat een vaste axiale positie heeft.
De overbrengingsverhouding van de epicyclische tandwieltrein kan niet direct worden berekend en vereist het gebruik van de relatieve bewegingsmethode (of inversiemethode) om de epicyclische tandwieltrein om te zetten in een hypothetische vaste assentrein.
Kenmerken van de tandwielkast zijn onder andere:
Elektrische aandrijving verwijst naar het gebruik van elektromotoren om elektrische energie om te zetten in mechanische energie voor het aandrijven van verschillende soorten productiemachines, transportvoertuigen en andere items die beweging vereisen in het dagelijks leven.
Voordelen:
Hoge precisie: Servomotoren worden gebruikt als krachtbronnen en het eenvoudige en efficiënte transmissiemechanisme bestaande uit kogelomloopspillen en tandriemen resulteert in een herhaalbaarheidsfout van 0,01%. Deze transmissiemethode wordt gebruikt in afkantpersen.
Energiebesparend: Energie die vrijkomt tijdens de vertragingsfase van de werkcyclus kan terug worden omgezet in elektrische energie, waardoor de bedrijfskosten worden verlaagd en er slechts 25% van de krachtapparatuur nodig is die nodig is voor hydraulische aandrijvingen.
Nauwkeurige besturing: Met de ondersteuning van zeer nauwkeurige sensoren, meetapparatuur en computertechnologie kan een nauwkeurige besturing worden bereikt volgens de ingestelde parameters, waardoor de besturingsnauwkeurigheid van andere besturingsmethoden aanzienlijk wordt overtroffen.
Bescherming van het milieu: Een lager energieverbruik en geoptimaliseerde prestaties resulteren in minder vervuiling en lawaai, waardoor het milieu in de fabriek beter wordt beschermd.
Minder lawaai: Het bedrijfsgeluid is minder dan 70 decibel, ongeveer 2/3 van het geluid dat een hydraulisch aangedreven spuitgietmachine produceert.
Kostenbesparend: De kosten van hydraulische olie en bijbehorend onderhoud vallen weg en er is geen noodzaak voor harde of zachte leidingen, het koelen van de hydraulische olie of het verlagen van de koelwaterkosten.
De pneumatische transmissie gebruikt samengeperst gas als werkmedium en brengt kracht of informatie over door de druk van het gas.
Voordelen:
Omdat lucht het werkmedium is in pneumatische transmissie, is het relatief eenvoudig te verkrijgen. Gebruikte lucht kan gemakkelijk in de atmosfeer worden afgevoerd, waardoor er geen brandstoftank en pijpleiding nodig zijn zoals bij hydraulische transmissie.
Bovendien is de viscositeit van lucht erg laag (ongeveer een tienduizendste van hydraulische olie), waardoor het verlies minimaal is en de gastoevoer en het transport over lange afstanden gemakkelijk geconcentreerd kunnen worden. Lekkages in pneumatische systemen veroorzaken ook minder milieuvervuiling dan hydraulische aandrijvingen.
Vergeleken met hydraulische transmissie biedt pneumatische transmissie snelle actie, snelle respons, weinig onderhoud, een schoon werkmedium en geen aantasting van het medium.
Bovendien is het goed bestand tegen zware werkomgevingen zoals ontvlambare, explosieve, stoffige, sterk magnetische, stralings- en trillingsomstandigheden, waardoor het superieur is aan hydraulische, elektronische en elektrische regelsystemen.
Tot slot is pneumatische transmissie kosteneffectief en kan deze automatisch tegen overbelasting worden beveiligd.
Nadelen:
De stabiliteit van de werksnelheid wordt beïnvloed door de samendrukbaarheid van lucht. Het gebruik van een gas-vloeistof koppelingsapparaat levert echter bevredigende resultaten op.
Vanwege een lage werkdruk van meestal 0,31 MPa en de noodzaak om de structuur klein te houden, mag de totale uitgaande kracht niet groter zijn dan 10 tot 40 kN.
Uitlaatgassen die met hoge snelheid worden geproduceerd maken veel lawaai, dus er wordt een geluiddemper toegevoegd om dit te verminderen.
De transmissiesnelheid van gassignalen in pneumatische apparaten is lager dan de snelheid van elektronen en licht binnen de geluidssnelheid.
Daarom moeten pneumatische regelsystemen niet worden gebruikt in complexe circuits met veel trappen.
Hydraulische transmissie is een methode om energie en besturing over te brengen door vloeistof als werkmedium te gebruiken.
Voordelen:
Vanuit een structureel perspectief hebben de vier transmissiemodi een krachtgecomprimeerd uitgangsvermogen per gewichts- en grootte-eenheid en een grote traagheidsmomentverhouding.
Een hydraulische transmissie heeft echter een kleiner volume bij het overbrengen van hetzelfde vermogen, is licht met een lage massatraagheid en heeft een compacte structuur en flexibele indeling.
Wat de prestaties betreft, maakt de hydraulische transmissie traploze aanpassingen in snelheid, koppel en vermogen mogelijk met een snelle reactietijd en een breed snelheidsbereik van maximaal 100:1 tot 2000:1.
De bediening en afstelling zijn relatief eenvoudig, waardoor het apparaat gemakkelijk te bedienen en arbeidsbesparend is.
Bovendien is het eenvoudig te integreren met elektrische regel- en computersystemen voor automatisering.
Wat gebruik en onderhoud betreft, hebben hydraulische componenten goede zelfsmerende eigenschappen, zijn ze gemakkelijk te beschermen tegen overbelasting en drukbehoud, en zijn ze veilig en betrouwbaar. Componenten zijn ook gemakkelijk te standaardiseren en te veralgemenen.
Hydraulische technologie staat bekend om zijn veiligheid en betrouwbaarheid, en de plasticiteit en variabiliteit ervan zorgen voor een grote flexibiliteit in de productie, waardoor het productieproces gemakkelijk kan worden gewijzigd en aangepast.
Bovendien zijn hydraulische componenten relatief goedkoop en breed aanpasbaar.
De combinatie van hydraulische technologie met nieuwe technologieën zoals microcomputerbesturing wordt de trend in de wereld en vormt de "machine-elektrisch-hydraulisch-licht" integratie, waardoor digitalisering eenvoudig te realiseren is.
Alles heeft twee kanten, er zijn voor- en nadelen. Hydraulische aandrijvingen vormen hierop geen uitzondering:
Nadelen:
De relatieve beweging van oppervlakken in een hydraulische transmissie leidt onvermijdelijk tot olielekkage en de olie is niet volledig onsamendrukbaar.
Dit kan resulteren in een gebrek aan strikte overbrengingsverhouding en maakt het ongeschikt voor gebruik in transmissiekettingen voor bewerkingsmachines zoals schroefdraadtandwielen.
Er zijn verliezen zoals langsverlies, lokaal verlies en lekkage tijdens de oliestroom, wat leidt tot een lage transmissie-efficiëntie, waardoor het ongeschikt is voor transmissie over lange afstanden.
Hydraulische transmissie ondervindt problemen bij hoge en lage temperaturen.
Om olielekkage te voorkomen en aan de prestatie-eisen te voldoen, moeten hydraulische componenten zeer nauwkeurig worden gefabriceerd, wat problemen kan opleveren bij gebruik en onderhoud.
Storingen diagnosticeren in hydraulische systemen kan een uitdaging zijn, vooral in gebieden waar hydraulische technologie niet algemeen wordt gebruikt. Dit belemmert vaak een bredere promotie en toepassing van hydraulische technologie.
Onderhoud van hydraulische apparatuur vereist een bepaald ervaringsniveau en de opleiding van hydrauliektechnici neemt meer tijd in beslag.
De voordelen en beperkingen van tandwielaandrijving, kettingaandrijving en synchrone riemaandrijving in de moderne industrie zijn als volgt:
De belangrijkste voordelen van tandwielaandrijving zijn: onmiddellijke overbrengingsverhouding die constant en zeer stabiel is, betrouwbare structuur, laag geluidsniveau, hoog rendement van de krachtoverbrenging, breed snelheidsbereik, mogelijkheid om een grote overbrengingsverhouding te bereiken, compacte structuur en lange levensduur. Bovendien is tandwielaandrijving geschikt voor transmissie waarbij de hartafstand tussen de twee assen groot is, met een goede flexibiliteit om schokken op te vangen en trillingen te absorberen; slippen bij overbelasting voorkomt schade aan andere onderdelen, met een eenvoudige structuur en lage kosten.
De beperkingen van tandwielaandrijving zijn onder andere: hoge milieueisen, goede smeringsomstandigheden zijn noodzakelijk, niet geschikt voor transmissie tussen twee assen met veel stof of een lange afstand, en hoge precisie in productie en installatie is vereist.
Het voordeel van kettingaandrijving ligt in de systematische analyse en beschrijving van het ontwerp, inclusief de structuur, het principe, de ontwerpberekening en de spanaspecten van verschillende riemaandrijvingen (vlakke riemaandrijving, V-riemaandrijving, smalle V-riemaandrijving, multiriemaandrijving, synchrone riemaandrijving, enz.)
Synchrone riemaandrijving combineert de voordelen van ketting, tandwiel en driehoeksriem en krijgt steeds meer aandacht met de ontwikkeling van de industrie. De eigenschappen zijn onder andere een soepele transmissie, een hoge transmissie-efficiëntie en een goede hittebestendigheid van het product.
Tandwielaandrijving wordt veel gebruikt in de moderne industrie vanwege de hoge efficiëntie, hoge stabiliteit, geschiktheid voor grote overbrengingsverhoudingen en lange levensduur, maar vereist een hogere omgeving en is niet geschikt voor toepassingen met veel stof of lange afstanden. De specifieke voor- en nadelen van kettingaandrijving en synchrone riemaandrijving moeten worden geanalyseerd op basis van het specifieke ontwerp en toepassingsscenario, maar ze weerspiegelen allemaal de vraag van de moderne industrie naar efficiënte en stabiele transmissiemethoden.
Als oprichter van MachineMFG heb ik meer dan tien jaar van mijn carrière gewijd aan de metaalbewerkingsindustrie. Door mijn uitgebreide ervaring ben ik een expert geworden op het gebied van plaatbewerking, verspaning, werktuigbouwkunde en gereedschapsmachines voor metalen. Ik denk, lees en schrijf voortdurend over deze onderwerpen en streef er voortdurend naar om voorop te blijven lopen in mijn vakgebied. Laat mijn kennis en expertise een aanwinst zijn voor uw bedrijf.
NL 
EN 
AR 
DE 
ES 
FR 
IT 
JA 
PT 
PT_BR 
RU 
KO