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齿轮传动在工业领域中的重要性

时间:2023-06-28 理论教育 版权反馈
【摘要】:齿轮是使用量大面广的传动件,齿轮作为工业的象征,被镶嵌在国徽上。齿轮传动行业是机械工业基础件中最大的行业。2)大齿轮为软齿面,小轮用中硬齿面。7)大、小齿轮均用渗碳淬火的硬齿面齿轮。图1-2为德国弗兰德齿轮公司不同时期生产的传递同样功率的通用减速器的体积对比。3)采用功率分流,如行星齿轮传动,承载能力可提高到200%或300%。齿轮和减速器行业的年产值超过1600亿元人民币,为我国机械产品的发展作出了重大的贡献。

齿轮传动在工业领域中的重要性

齿轮是使用量大面广的传动件,齿轮作为工业的象征,被镶嵌在国徽上。齿轮传动行业是机械工业基础件中最大的行业。齿轮产品广泛应用在汽车工程机械农机摩托车、矿山、冶金、石油、化工、煤碳、电力、铁道、交通航空船舶、轻工、纺织等行业。

目前应用的齿轮大多为硬齿面齿轮,通常以齿面硬度≤280HBW者为软齿面齿轮,齿面硬度在280~380HBW者为中硬齿面齿轮,齿面硬度在45~62HRC者为硬齿面齿轮。

进行齿轮副设计时,小、大齿轮硬度组合,可采用以下多种形式:

1)大、小齿轮均用软齿面,调质对调质,要有一定硬度差HBW1-HBW2>50~70HBW,否则,易产生胶合。通常以调质处理对正火处理为佳。

2)大齿轮为软齿面,小轮用中硬齿面。

3)大、小齿轮都用中硬齿面。

4)大齿轮用中硬齿面,小齿轮用中硬齿面调质后氮化。

5)大、小齿轮均用调质后氮化。

6)大齿轮用中硬齿面,小齿轮用渗碳淬火。

7)大、小齿轮均用渗碳淬火的硬齿面齿轮。

图1-1为德国一些公司技术发展情况的比较。按输出单位转矩所需齿轮装置的质量G/T[kg/(N·m)]或T/G(kN·m/t)估算,1950年采用调质齿轮为0.096(10kN·m/t),1964年采用氮化齿轮为0.04(25kN·m/t),1983年采用渗碳淬火齿轮普通结构为0.02(50kN·m/t),行星齿轮传动可达0.0087(115kN·m/t)。如果非常粗略地估计一下,输出转矩T=100N·m需要齿轮装置的质量,1950年时为10kg,到了1983年可达到仅约1kg。

图1-2为德国弗兰德(Flender)齿轮公司不同时期生产的传递同样功率通用减速器的体积对比。我国发展状况与此相仿,但要滞后一拍。

影响减速器承载能力提高的几个直接因素为:

1)选择最佳的变位系数,承载能力可提高10%~15%。

978-7-111-36079-7-Chapter01-1.jpg(www.xing528.com)

图1-1 不同时期减速器的重量G和输出转矩的T的比值

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图1-2 德国(Flender)弗兰德公司减速器发展情况(我国与此相仿,但要滞后一拍)

2)采用渗碳淬火磨齿的硬齿面齿轮,承载能力可提高到400%。

3)采用功率分流,如行星齿轮传动,承载能力可提高到200%或300%。

4)齿根强力喷丸,弯曲强度可提高15%,接触强度可提高30%。

5)齿形或齿向修形,使载荷呈理想状态分布,承载能力提高程度也较大,具体数值,因情况而异。

6)对于7~9级齿轮,精度每提高一级,承载能力可提高10%左右。

随着传动技术的不断发展,如强度计算方法、修形技术、变形计算、优化设计等现代方法的应用,新齿形、新结构、新技术的应用,使齿轮传动的设计更完善,更接近实际。

对于引进的技术,始终要抓住几个核心问题:首先要“吃透”,这是消化吸收引进技术的基础;第二要结合国情,这是产品赖以生存,占领市场的条件;第三要创新,这是能够赶超国外先进水平的关键,是引进技术的灵魂。三者相辅相成,缺一不可,贯穿于整个过程的始终。

创新包括两方面的内容:①博采众长。②自己独创。没有创新就谈不上赶超,就会永远跟在人家后面爬行。为此,应不断地学习,不断地探索。齿轮设计者和制造者尽快地掌握世界上的最新技术,以及操作技能,勇于攀登科学技术的新高峰。

近年来,我国相继制订了齿轮和减速器许多新标准,新产品、新技术不断涌现。齿轮和减速器行业的年产值超过1600亿元人民币,为我国机械产品的发展作出了重大的贡献。

现代,世界齿轮与减速器技术发展总的趋势是向“六高、两低、两化”方向发展。“六高”是指高承载能力、高齿面硬度、高精度、高速度、高可靠性和高传动效率;“两低”是指低噪声、低成本;“两化”是指标准化、模块化(多样化)。

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