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齿轮传动的应用

格式:DOC 上传日期:2023-06-26 00:47:00
齿轮传动的应用
时间:2023-06-26 00:47:00     小编:

摘要:近些年来,在我国的机械制造领域,同步的皮带传动以其恒定和高效率的优点得到了更加广泛的应用。因为带齿皮带传动不仅能够够降低能,消耗费用,而且能够降低传动费用。

关键词:机械传动;机械传动的特点;机械传动的应用;

中图分类号:C35 文献标识码: A

一.回顾历史-中国齿轮传动技术的进展

新中国成立后,特别是改革开放以来,齿轮传动技术有了很大的发展。一些新技术的运用,交叉学科的渗透,推动了齿轮设计技术和制造技术的发展。其中比较突出的是啮合原理和以CAD为代表的设计技术,以摩擦学为代表的表面工程技术,以及以精密成形为代表的工艺技术。这些新技术的研究和应用使中国的齿轮技术提高到了一个新的水平。另外,多种传动形式都得到了发展,谐波传动日渐成熟,几种新型齿轮传动相继问世,例如分阶式渐开线圆柱齿轮传动,点线啮合渐开线齿轮传动,特殊齿形泵等等。但量大面广、在工业上起主导作用的还是渐开线硬齿面齿轮传动,圆弧齿轮传动,蜗轮蜗杆传动和锥齿轮传动。

1.硬齿面渐开线齿轮

渐开线齿轮传动是世界上应用最广泛的齿轮传动形式。20世纪60-70年代,我国渐开线齿轮多采用滚齿加工工艺,用这种方法生产的齿轮,硬度偏低,接触强度不高,寿命短。到了20世纪80年代,原机械工业部对硬齿面技术的研究开发作了大量的工作,研究所和工厂结合对该项技术引进消化,掌握了齿轮的硬齿面磨齿技术,取得了可喜的成果。

2.圆弧齿轮传动

3.蜗轮蜗杆和锥齿轮传动

20世纪70年代,蜗杆传动的研究在中国得到深入发展,随后产生的双包络环面蜗杆传动达到了国际先进水平,在大型冶金轧机压下装置上得到应用。我国从20世纪70年代开始引进消化美国格里森切齿技术和加工机床。到了20世纪90年代也对奥利康和克林根贝格切齿技术进行了研究。

二.齿轮传动技术解析

齿轮传动是利用齿轮副来传递运动或动力的一种机械传动,是由分别安装在主动轴及从动轴上的两个齿轮相互啮合而成。齿轮传动是应用最多的一种传动形式。

(一)齿轮传动的基本特点

优点: 齿轮传递的功率和速度范围很大;齿轮传动瞬时传动比恒定,且传动平稳、可靠;齿轮传动动力大,效率高,使用寿命长;齿轮种类繁多,可以满足各种传动形式的需要。

缺点:齿轮的制造和安装的精度要求较高; 成本相对较高; 运行时噪声较大; 中心距过大时将导致齿轮传动机构结构庞大、笨重,因此,不适合中心距较大的场合。

(二)齿轮传动的分类及应用

齿轮的种类很多,可以按不同方法进行分类。

按啮合方式分,齿轮传动有外啮合传动和内啮合传动。 按齿轮的齿形形状不同分,齿轮传动有直齿圆柱齿轮传动;斜齿圆柱齿轮传动;人字齿圆柱齿轮传动和直齿锥齿轮传动。

1.齿轮传动在应用上分为三种,即开式,半开式和闭式。开式,半开式一般应用在农业机械、建筑机械以及一些简易的机械设备中。闭式与开式或半开式的相比,润滑及防护等条件最好,重要的设备场合应用较多。

2.链传动。

(一)链传动的特点

优点: 平均传动比相对较精确; 传动效率高; 可以在两轴中心距较远的情况下传递动力; 可用在环境较恶劣的情况;

缺点:

传动不太平稳,传动中有冲击和噪声,瞬时传动比不恒定, 只能用于平行轴间 ,传动链条磨损后,链节变长,容易产生脱链现象

(二)滚子链的标记

滚子链是标准件,其标记为:

链号 D 排数 D 整链链节数 标准编号

标记示例

(三)链传动的应用

日常生活中较常见的链传动有:轻工机械,矿山机械等等。

3.带传动。

按工作原理的不同,带传动可以分为摩擦带传动和啮合带传动两类,常用的摩擦带传动有平带传动和V带传动。

(一)啮合带传动的特点

优点:

传动准确,传动比恒定; 传动平稳,噪声低; 传动效率高; 速比和功率传递范围大; 可用于大中心距传动。 相对于V型带传动,轴和轴承上所受载荷小;

缺点:

相对V型带加工成本高; 中心距安装要求高;

(二)摩擦带传动的特点

由于带富有弹性,并靠摩擦力进行传动,因此它具有以下优点

1结构简单;

2传动平稳;

3噪声小,能缓冲吸振;

4过载时带会在带轮上打滑,对其他零件起过载保护作用;

5适用于中心距较大的传动。

但摩擦带传动也有不少缺点,主要有:

1不能保证准确的传动比;

2传动效率低;

3带的使用寿命短;

4不宜在高温、易燃以及有油和水的场合使用。

(三)带轮的应用

同步带广泛应用于要求传动比准确的中、小功率传动中。摩擦带传动主要用于要求传动平稳,传动比要求不高,中小功率及中心距较大的场合,不适合在高温、易燃、易爆、有腐蚀介质的场合使用。

四、对中国齿轮技术的展望

人类历史跨入21世纪,建设数字化的地球已成为共识。制造业信息化给齿轮制造业带来了新的机遇和挑战。我们要抓住这个机遇,用信息技术、高新技术武装和改造传统的齿轮技术,实现齿轮技术的信息化、集成化。中国的齿轮制造业曾有过辉煌的历史。

1.齿轮制造业的信息化

随着整个工业化水平的提高,对齿轮传动的性能要求也不断提高。承载能力高,体积小,重量轻,寿命长,价格低,服务好成为市场竞争的砝码。我国的齿轮制造业已广泛应用了CAD/CAM,CAE,CAPP,RPM等先进的单元技术。今后要向集成化,网络化方向发展。信息化将会给中国的齿轮制造业插上腾飞的翅膀。

2.新型齿轮材料

如今齿轮的制造材料基本上是钢铁,或者扩大一点说是金属。随着材料科学的迅猛发展,许多新材料将被用于齿轮。高分子材料,例如塑料已在齿轮上得到应用,今后必将有更大的作为。陶瓷材料已在发动机汽缸,轴承上得到应用预计也将在齿轮传动中得到体现。纳米材料,智能材料由于其在物理,化学,力学,光学等方面的特殊性质,将会在齿轮材料家族中起着奇妙而重要的作用。

3.自主创新能力提高

目前,世界著名齿轮制造厂商纷纷在中国亮相,给我们展示了先进的齿轮制造技术和产品,是件好事情。但是从长远来看,我们不能只满足于成为世界齿轮制造业的“生产车间”。我们应该也有能力在竞争中占有一席之地,成为世界齿轮制造强国的“伙伴” 。我们要注意齿轮技术的创新,获得更多具有自主知识产权的创新技术产品。

4.齿轮摩擦学

由于对齿轮装置的要求愈来愈高,摩擦学在减少齿轮的摩擦、降低齿轮的磨损、提高齿轮的润滑性能方面将扮演更重要的角色。相对于机械学科而言,摩擦学是一门新兴的学科,更有潜力可挖。摩擦学设计将把润滑剂考虑进去。润滑剂是机械零件的设计思想将在齿轮数字化设计中得以体现。齿轮表面的改性技术,新型润滑剂,纳米润滑添加剂的研究,新的润滑方式以及特殊环境下的润滑解决方案都将成为热点。

5.齿轮绿色制造技术

中国的齿轮制造业是一个很大的产业,年产值达三十多亿美元。该制造业涉及能源、材料、冶金、机械加工等诸多行业。在提高产品质量,提高效益的同时,必须注意产品的全生命周期的设计,注意产品各生产环节的节能环保问题以及产品回收利用问题。目前齿轮热处理工艺中的环保问题;采用高速干式切削以提高效率和工件质量,免除冷却液(润滑剂)对环境的污染;采用精密铸造、锻造等齿轮加工近净成形技术以节约原材料,减少切削加工工序;润滑油循环再生等等,都是研究的热点。总之,齿轮的绿色制造是关系到可持续发展的重大问题,期望未来的中国是一个齿轮绿色制造大国。

结语:

综上所述,可见,齿轮传动应用非常广泛。在大多数机械装置和机器中都将齿轮作为主要的传动零件。齿轮传动与我们的生活关系非常紧密,随着科学技术的发展和进步,齿轮传动问题也会得到更广泛的应用。

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