机械传动技术问题探究

机械传动技术问题探究

传动机构是机械设备的重要组成部分。作为机械加工制造业长期关注的重点领域，机械传动技术始终处于发展变化之中。当前关于机械传动技术的研究主要集中于两个方面，一是新型传动机构形式的发明，二是对已有传动机构形式的改进、增强和完善。文章围绕机械传动技术有关问题进行探讨，分别介绍了蜗轮蜗杆传动技术和磁力传动技术的研究现状。

标签：机械传动；蜗轮蜗杆；非接触传动

引言

机械设备的大规模使用是现代社会的重要特征之一，时至今日，机械设备已经发展出成千上万的种类。但无论什么机械设备，从功能来说，其结构都可以分为三个部分，既提供动力的原动机，传递动力的传动机构以及负责具体执行环节的执行机构。相对于形式较为单一的原动机，执行机构随着具体功能的变化，其形式也各种各样，而将特性差异显著的原动机和执行结构联系到一起，使之构成一个有机整体，发挥机械设备应有效用的就是传动机构。传动机构同时对应原动机和执行结构，将原动机提供的动力转换为适应执行机构的形式，并传递给执行结构，从而推动执行结构正常工作。无论形式如何，只要机械设备中存在运动，就有传动机构的存在。基于传动机构的重要意义，机械传动技术一直是机械加工领域的重要内容。传动技术的革新与发展，是机械设备领域发展的不绝动力。机械设备的进步，离不开传动技术的改进。随着科学技术的不断进步，机械传动技术的实现形式已经从传动的以齿轮传动技术为代表的接触式传动发展到非接触式传动与接触式传动并存的阶段。现代社会，以电磁轴承、电磁传动为代表的非接触式传动成为了机械设备传动方式的重要发展方向。新型传动技术的出现，极大地拓宽了传动技术的应用范围，推动了机械设备的发展与进步。随着研究的逐步深入，人们发现，机械设备传动技术的研究方向主要有两个方向，一是传动机构形式的拓展，也就是增添更多的新型传动机构，二是已有传动形式的优化与提高。由于新型传动机构形式的发明周期长，成本高，从可行性上看，对已有传动结构的改进和优化，提高其工作效率，使之适应更加广泛更加易行，也更容易产生经济效益。在改进已有传动机构工作方面，一是要在控制传动机构生产成本的基础上，注意增强其承载能力和传动效率。二是要扩大传动机构的适应范围，尤其要提高在复杂、严苛环境下的适用性能，例如在空间限制较大的狭小空间内实现传动，或者是在高温、强腐蚀性介质中进行传动，一般这种情况下非接触式传动应用较好。下面，作者结合多年实践经验，对接触式传动技术中的重要种类——蜗轮蜗杆传动与非接触式传动技术——电磁传动相关研究工作进行探讨，希望可以让大家对机械传动技术有所了解和把握，便于更好的开展日常工作。

1 蜗轮蜗杆传动

在传统传动方式中，蜗轮蜗杆传动占据着很大比例。凭借着高传动比，结构紧凑、工作稳定、低噪音等优点，蜗轮蜗杆传动技术广泛应用在各个生产领域，

但随着社会发展，生产要求的提高，蜗轮蜗杆传动效率低、生命周期短和高昂的成本使其越来越不适应现代化生产的需求。关于蜗轮蜗杆传动的研究正在积极推进中，其研究方向主要有蜗轮材料和蜗轮蜗杆加工工艺的改进与完善。

1.1 关于蜗轮材料的研究分析

蜗轮是蜗轮蜗杆传动机构的关键部件。蜗轮材料性能与蜗轮蜗杆传动机构的工作状况密切相关。当前，蜗轮蜗杆传动受到限制的领域，很大一方面原因是蜗轮材质达不到使用环境的要求。国内外的研究机构已经就蜗轮材质进行了很长一段时间的研究，并取得了较为显著的进展。改进后的材料，能够显著降低蜗轮蜗杆接触面间的摩擦力，控制齿面工作温度，避免齿面胶合现象的发生，从而提高承载能力和效率。有研究表面，材料中通过加入石英和石墨，可以是材料产自润滑性，延长蜗轮石英寿命，降低成本。

工程塑料也是当前蜗轮材质的重要发展方向。以聚酰亚胺为代表的部分高性能工程塑料可以大幅提高蜗轮材质的机械性能和耐磨性能。但这些工程塑料生产成本高，加工难度大，限制了其在传动机构方面的应用。目前常用的工程塑料改性方法是将多种材料混合制成复合材料，以之加工制成的蜗轮具有很强的机械性能、耐摩擦及耐高温性能。

1.2 关于蜗轮蜗杆加工工艺的研究分析

作为传动部件，蜗轮蜗杆长期处于运动状态下，零部件磨损速度较快，必须经常更换配件，才能保障工作状态正常。同时，蜗轮蜗杆有渐开线、阿基米德螺旋线等多种齿面齿形，彼此间加工工艺差异很大。如何改进蜗轮蜗杆加工工艺，使其满足使用要求的同时提高经济效益和社会效益就成为研究的重点。随着研究工作的不断深入，蜗轮蜗杆加工工艺的研究主要集中于加工效率和加工精度的提高两个方面。以前使用传统机床进行蜗轮、蜗杆的加工，受技术条件所限，许多产品设计无法实现，生产效率较低，引入数控机床加工蜗轮蜗杆后，加工能力大幅增强，许多高性能蜗轮蜗杆得以成为现实。

2 非接触传动

非接触传动又称之为磁力传动，其以电磁场为介质进行动力传递。相较于传统的接触式传动方式，非接触传动机构不依靠表面接触，传动部件损耗低，使用时限较长。

2.1 磁力传动技术的技术优势分析

一是传动机构以磁场为出传动媒介，元器件没有直接接触，故而不会产生摩擦损耗，由于不需要润滑，所以日常维护成本较低，使用寿命较长。二是和传统传动方式有噪音产生不同，磁力传动不会产生噪音，表面加工精度标准较低。三是具有较高的传动效率。这是因为，传动接触式传动中一部分能量在传动中以克服摩擦阻力的形式消耗掉了，磁力传动没有这方面的消耗，所以传动效率更高。

2.2 磁力传动的缺陷和不足

磁力传动虽然有很多优点，但同时也有许多不足。由于磁力传动以电磁场为动力传动介质，一旦磁场受到外界因素的干扰而发生变化，就会影响传动机制的运作。二是在系统启动过程中，主动磁转子与从动磁转子间存在磁转角差，并且该转角差并不恒定，而是随时间变化。三是系统启动中传动动作有滞后现象，对于工作精度较高的环境不适用。

3 结束语

人类社会的发展伴随着人类对自然世界的探索与实践。随着生产水平的不断提高，生产领域的扩大，生产环境和生产要求也日益复杂化。传动机构作为机械设备的基本组成元素，必须要适应这种发展变化。除了上面提及的传动机构，联轴器、离合器、滚珠丝杠等其他传动结构，都可以从加工材料和生产工艺两方面加以改进。面对太空、深海应用领域的出现，在极端苛刻复杂环境下应用，具有极高的机械强度、耐高温、耐低温、耐腐蚀的传动机构元件的开发正成为当前机械传动技术研究的重点科目。

参考文献

[1]赵延岭，杨文凯.蜗轮传动优缺点及研究方向[J].一重技术，2006（4）：19-20.

[2]赵铮.新型渐开线锥蜗杆传动原理及其研究[D].吉林大学，2009.

[3]李福伟.永磁齿轮的研究及其在磁性联轴器上的应用[J].机电一体化，2008（7）：59-61.