機械傳動技術(shù)的改進(jìn)與發(fā)展對策

李國程

摘 要：隨著機械力學(xué)、材料科學(xué)等學(xué)科的持續(xù)發(fā)展，機械傳動技術(shù)的改進(jìn)與發(fā)展作為一項長期工作得到了更多重視。本文就機械傳動技術(shù)的相關(guān)知識以及發(fā)展進(jìn)行了簡要地闡述分析。

關(guān)鍵詞：機械；傳動技術(shù)；改進(jìn)

1 機械傳動技術(shù)概述

機械傳動技術(shù)是一項系統(tǒng)性的技術(shù)，發(fā)展到現(xiàn)在，傳動機構(gòu)從初期的齒輪傳動拓展到帶式傳動、磁力傳動等，實現(xiàn)傳動結(jié)構(gòu)的優(yōu)化和傳動效率的提升，為機械設(shè)備制造業(yè)的發(fā)展提供極大的幫助。

1.1 傳動技術(shù)的構(gòu)成

一般而言，機械設(shè)備的傳動系統(tǒng)由原動機、傳動機構(gòu)和執(zhí)行機構(gòu)3部分構(gòu)成。具體來說，原動機是機械設(shè)備的動力來源，是將電能等形式的能源轉(zhuǎn)化為動能的主要設(shè)備，能夠為設(shè)備的運行提供穩(wěn)定的動力輸出；傳動機構(gòu)是機械設(shè)備的傳動系統(tǒng)，將原動機和執(zhí)行機構(gòu)進(jìn)行關(guān)聯(lián)，實現(xiàn)能量的有效傳遞，從而確保設(shè)備的功能得以實現(xiàn)；而執(zhí)行機構(gòu)則是設(shè)備功能實現(xiàn)的具體結(jié)構(gòu)，是發(fā)揮設(shè)備功能的直接構(gòu)件，其接收到傳動機構(gòu)傳遞的來自原動機的動能，按照設(shè)備的預(yù)先設(shè)定，完成相應(yīng)的活動，實現(xiàn)設(shè)備的功能。通過對機械設(shè)備的結(jié)構(gòu)分析不難發(fā)現(xiàn)，傳動機構(gòu)在設(shè)備中是大量存在的，是設(shè)備發(fā)揮作用的基礎(chǔ)。

1.2 技術(shù)應(yīng)用

機械傳動技術(shù)是機械設(shè)備得以運轉(zhuǎn)的核心技術(shù)，是設(shè)備進(jìn)行能量轉(zhuǎn)化的主要系統(tǒng)，在技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用過程中，相關(guān)人員具有明確的目的性，試圖通過技術(shù)的革新和改進(jìn)實現(xiàn)傳動效率的提升，同時降低設(shè)備的運行維護(hù)成本，起到降本增效的效果。此外，機械傳動技術(shù)的研究還應(yīng)該考慮傳動系統(tǒng)運行的可靠性，應(yīng)該能夠適應(yīng)各類復(fù)雜環(huán)境的使用需求，滿足人們對各類特殊環(huán)境的探索欲望，發(fā)揮機械設(shè)備的輔助功能。從上述角度出發(fā)，人們對機械傳動技術(shù)進(jìn)行大量的研究，并獲得一定的研究成果，有效緩解了影響機械傳動效率的材料、傳動形式等方面問題。

1.3 蝸輪材料應(yīng)用

眾所周知，蝸輪在機械設(shè)備的運行過程中需要進(jìn)行高頻率的運動，如果材料的摩擦力過高將加速材料的磨損，降低設(shè)備的傳動效率，同時造成設(shè)備零部件的發(fā)熱，對機械設(shè)備造成諸多的不利影響。針對此問題，應(yīng)該加強對蝸輪材料的研究，選擇低摩擦力材料作為蝸輪的應(yīng)用材料，從而消除因材料導(dǎo)致的摩擦力偏高問題。該方面的研究，目前還處于理論和實驗室階段，尚未發(fā)現(xiàn)可進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)的蝸輪材料，即便如此，材料研發(fā)的前景是極為廣闊的，具有極強的研究價值。

1.4 改進(jìn)與發(fā)展方向

可以預(yù)見，未來的很長一段時間內(nèi)，機械傳動技術(shù)仍然將是機械制造業(yè)的研究重點內(nèi)容，針對當(dāng)前機械傳動技術(shù)存在的主要問題，其未來的改進(jìn)和發(fā)展方向應(yīng)該為如下幾個方面：一是提升傳動零構(gòu)件的制造精度，通過加工設(shè)備、加工工藝等方面的改進(jìn)，形成高精度的傳動零構(gòu)件生產(chǎn)設(shè)備，提高傳動零構(gòu)件的加工精度，形成高精度的傳動零構(gòu)件；二是提高機械傳動系統(tǒng)的安裝精度，在保證零構(gòu)件尺寸達(dá)標(biāo)的基礎(chǔ)上，還應(yīng)該對安裝過程進(jìn)行嚴(yán)格管控，提高安裝精度，確保設(shè)備相關(guān)零部件的正確安裝；三是消除接觸面的摩擦阻力，零構(gòu)件之間的接觸摩擦是設(shè)備損壞的主要原因，而且導(dǎo)致大量的能量消耗，影響傳動效率，應(yīng)該從技術(shù)角度進(jìn)行分析，探索摩擦力降低的有效途徑。

2 傳動技術(shù)的改進(jìn)與發(fā)展

2.1 蝸輪蝸桿加工工藝的改進(jìn)

蝸輪和蝸桿是常見的機械傳動構(gòu)件，通過特定形態(tài)的蝸輪和蝸桿的配合應(yīng)用能夠?qū)崿F(xiàn)有效的機械力學(xué)傳遞，該類構(gòu)件是借助漸開線、阿基米德螺旋線等齒面齒形完成構(gòu)件間的咬合工作的。在使用的過程中，咬合部位會隨著使用時間的延長而發(fā)生磨損，導(dǎo)致構(gòu)件間的間隙擴大，影響機械傳動的效率。因此，應(yīng)該對蝸輪和蝸桿的加工工藝進(jìn)行改進(jìn)，提高蝸輪和蝸桿的加工精度，同時注意加工的效率問題。具體來說，一是加工效率問題，由于蝸輪和蝸桿的形態(tài)各異，尺寸相差極大，進(jìn)行加工時需要對數(shù)控機床進(jìn)行專門的調(diào)整，費時費力，影響加工的效率，通過應(yīng)用西華大型數(shù)控研究所的四軸聯(lián)動數(shù)控機床可以增強機床的適用性，滿足中心距80-500mm，蝸桿頭數(shù)1-8頭的構(gòu)件加工要求，極大的提高了蝸輪和蝸桿的加工效率。二是加工精度問題，借助高精密的數(shù)控機床能夠?qū)崿F(xiàn)加工精度的大幅提高，可達(dá)20絲以內(nèi)。

2.2 非接觸傳動

所謂磁力傳動市政借助電磁場實現(xiàn)力學(xué)傳遞的機械傳動形式，能夠大幅降低因傳動構(gòu)件接觸導(dǎo)致的零構(gòu)件的磨損和能量消耗，是較為高效的傳動形式。

2.2.1 磁力傳動技術(shù)的技術(shù)優(yōu)勢分析

將該種傳動技術(shù)應(yīng)用于機械設(shè)備的傳動過程中能夠取得如下效果：一是降低磨損導(dǎo)致的零構(gòu)件損耗，由于主動構(gòu)件和從動構(gòu)件依靠磁場進(jìn)行力學(xué)傳遞，沒有直接接觸，因而不會發(fā)生接觸磨損問題，極大的延長了設(shè)備的使用壽命；二是日常維護(hù)簡便，與其他傳動形式相比，無需進(jìn)行零部件間的潤滑，節(jié)省一定的維護(hù)費用；三是磁力傳動的噪音小，對周圍環(huán)境和人員的聲學(xué)影響極低，有利于營造舒適的操作環(huán)境；四是磁力傳動的能量轉(zhuǎn)化效率高，傳動過程無需克服摩擦阻力，能量耗損低。

2.2.2 磁力傳動的缺陷和不足

磁力傳動形式極易受到外界因素的干擾，對外界存在的電磁場的抵御能力偏低，可靠性相對較差。具體來說，一是系統(tǒng)啟動時的轉(zhuǎn)角差問題，存在不確定性。二是系統(tǒng)啟動中傳動動作有滯后現(xiàn)象，對于工作精度較高的環(huán)境不適用。

3 結(jié)語

綜上所述，機械設(shè)備作為人力的延伸，隨著人類活動范圍的拓展，其使用環(huán)境發(fā)生較大的變化，呈現(xiàn)復(fù)雜化態(tài)勢，加之人們對機械設(shè)備的功能要求不斷增強，對機械設(shè)備的研制提出極高的要求，傳動機構(gòu)作為機械設(shè)備的基本組成元素，必須要適應(yīng)這種發(fā)展變化。

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（作者單位：遼寧祥和農(nóng)牧實業(yè)有限公司）