摘 要：傳動(dòng)機(jī)構(gòu)是機(jī)械設(shè)備的重要組成部分。作為機(jī)械加工制造業(yè)長(zhǎng)期關(guān)注的重點(diǎn)領(lǐng)域，機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)始終處于發(fā)展變化之中。當(dāng)前關(guān)于機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)的研究主要集中于兩個(gè)方面，一是新型傳動(dòng)機(jī)構(gòu)形式的發(fā)明，二是對(duì)已有傳動(dòng)機(jī)構(gòu)形式的改進(jìn)、增強(qiáng)和完善。文章圍繞機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)有關(guān)問(wèn)題進(jìn)行探討，分別介紹了蝸輪蝸桿傳動(dòng)技術(shù)和磁力傳動(dòng)技術(shù)的研究現(xiàn)狀。

關(guān)鍵詞：機(jī)械傳動(dòng)；蝸輪蝸桿；非接觸傳動(dòng)

引言

機(jī)械設(shè)備的大規(guī)模使用是現(xiàn)代社會(huì)的重要特征之一，時(shí)至今日，機(jī)械設(shè)備已經(jīng)發(fā)展出成千上萬(wàn)的種類。但無(wú)論什么機(jī)械設(shè)備，從功能來(lái)說(shuō)，其結(jié)構(gòu)都可以分為三個(gè)部分，既提供動(dòng)力的原動(dòng)機(jī)，傳遞動(dòng)力的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)以及負(fù)責(zé)具體執(zhí)行環(huán)節(jié)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。相對(duì)于形式較為單一的原動(dòng)機(jī)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)隨著具體功能的變化，其形式也各種各樣，而將特性差異顯著的原動(dòng)機(jī)和執(zhí)行結(jié)構(gòu)聯(lián)系到一起，使之構(gòu)成一個(gè)有機(jī)整體，發(fā)揮機(jī)械設(shè)備應(yīng)有效用的就是傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。傳動(dòng)機(jī)構(gòu)同時(shí)對(duì)應(yīng)原動(dòng)機(jī)和執(zhí)行結(jié)構(gòu)，將原動(dòng)機(jī)提供的動(dòng)力轉(zhuǎn)換為適應(yīng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的形式，并傳遞給執(zhí)行結(jié)構(gòu)，從而推動(dòng)執(zhí)行結(jié)構(gòu)正常工作。無(wú)論形式如何，只要機(jī)械設(shè)備中存在運(yùn)動(dòng)，就有傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的存在?；趥鲃?dòng)機(jī)構(gòu)的重要意義，機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)一直是機(jī)械加工領(lǐng)域的重要內(nèi)容。傳動(dòng)技術(shù)的革新與發(fā)展，是機(jī)械設(shè)備領(lǐng)域發(fā)展的不絕動(dòng)力。機(jī)械設(shè)備的進(jìn)步，離不開(kāi)傳動(dòng)技術(shù)的改進(jìn)。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)的實(shí)現(xiàn)形式已經(jīng)從傳動(dòng)的以齒輪傳動(dòng)技術(shù)為代表的接觸式傳動(dòng)發(fā)展到非接觸式傳動(dòng)與接觸式傳動(dòng)并存的階段?，F(xiàn)代社會(huì)，以電磁軸承、電磁傳動(dòng)為代表的非接觸式傳動(dòng)成為了機(jī)械設(shè)備傳動(dòng)方式的重要發(fā)展方向。新型傳動(dòng)技術(shù)的出現(xiàn)，極大地拓寬了傳動(dòng)技術(shù)的應(yīng)用范圍，推動(dòng)了機(jī)械設(shè)備的發(fā)展與進(jìn)步。隨著研究的逐步深入，人們發(fā)現(xiàn)，機(jī)械設(shè)備傳動(dòng)技術(shù)的研究方向主要有兩個(gè)方向，一是傳動(dòng)機(jī)構(gòu)形式的拓展，也就是增添更多的新型傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，二是已有傳動(dòng)形式的優(yōu)化與提高。由于新型傳動(dòng)機(jī)構(gòu)形式的發(fā)明周期長(zhǎng)，成本高，從可行性上看，對(duì)已有傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的改進(jìn)和優(yōu)化，提高其工作效率，使之適應(yīng)更加廣泛更加易行，也更容易產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益。在改進(jìn)已有傳動(dòng)機(jī)構(gòu)工作方面，一是要在控制傳動(dòng)機(jī)構(gòu)生產(chǎn)成本的基礎(chǔ)上，注意增強(qiáng)其承載能力和傳動(dòng)效率。二是要擴(kuò)大傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的適應(yīng)范圍，尤其要提高在復(fù)雜、嚴(yán)苛環(huán)境下的適用性能，例如在空間限制較大的狹小空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)，或者是在高溫、強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)中進(jìn)行傳動(dòng)，一般這種情況下非接觸式傳動(dòng)應(yīng)用較好。下面，作者結(jié)合多年實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對(duì)接觸式傳動(dòng)技術(shù)中的重要種類——蝸輪蝸桿傳動(dòng)與非接觸式傳動(dòng)技術(shù)——電磁傳動(dòng)相關(guān)研究工作進(jìn)行探討，希望可以讓大家對(duì)機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)有所了解和把握，便于更好的開(kāi)展日常工作。

1 蝸輪蝸桿傳動(dòng)

在傳統(tǒng)傳動(dòng)方式中，蝸輪蝸桿傳動(dòng)占據(jù)著很大比例。憑借著高傳動(dòng)比，結(jié)構(gòu)緊湊、工作穩(wěn)定、低噪音等優(yōu)點(diǎn)，蝸輪蝸桿傳動(dòng)技術(shù)廣泛應(yīng)用在各個(gè)生產(chǎn)領(lǐng)域，但隨著社會(huì)發(fā)展，生產(chǎn)要求的提高，蝸輪蝸桿傳動(dòng)效率低、生命周期短和高昂的成本使其越來(lái)越不適應(yīng)現(xiàn)代化生產(chǎn)的需求。關(guān)于蝸輪蝸桿傳動(dòng)的研究正在積極推進(jìn)中，其研究方向主要有蝸輪材料和蝸輪蝸桿加工工藝的改進(jìn)與完善。

1.1 關(guān)于蝸輪材料的研究分析

蝸輪是蝸輪蝸桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的關(guān)鍵部件。蝸輪材料性能與蝸輪蝸桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的工作狀況密切相關(guān)。當(dāng)前，蝸輪蝸桿傳動(dòng)受到限制的領(lǐng)域，很大一方面原因是蝸輪材質(zhì)達(dá)不到使用環(huán)境的要求。國(guó)內(nèi)外的研究機(jī)構(gòu)已經(jīng)就蝸輪材質(zhì)進(jìn)行了很長(zhǎng)一段時(shí)間的研究，并取得了較為顯著的進(jìn)展。改進(jìn)后的材料，能夠顯著降低蝸輪蝸桿接觸面間的摩擦力，控制齒面工作溫度，避免齒面膠合現(xiàn)象的發(fā)生，從而提高承載能力和效率。有研究表面，材料中通過(guò)加入石英和石墨，可以是材料產(chǎn)自潤(rùn)滑性，延長(zhǎng)蝸輪石英壽命，降低成本。

工程塑料也是當(dāng)前蝸輪材質(zhì)的重要發(fā)展方向。以聚酰亞胺為代表的部分高性能工程塑料可以大幅提高蝸輪材質(zhì)的機(jī)械性能和耐磨性能。但這些工程塑料生產(chǎn)成本高，加工難度大，限制了其在傳動(dòng)機(jī)構(gòu)方面的應(yīng)用。目前常用的工程塑料改性方法是將多種材料混合制成復(fù)合材料，以之加工制成的蝸輪具有很強(qiáng)的機(jī)械性能、耐摩擦及耐高溫性能。

1.2 關(guān)于蝸輪蝸桿加工工藝的研究分析

作為傳動(dòng)部件，蝸輪蝸桿長(zhǎng)期處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下，零部件磨損速度較快，必須經(jīng)常更換配件，才能保障工作狀態(tài)正常。同時(shí)，蝸輪蝸桿有漸開(kāi)線、阿基米德螺旋線等多種齒面齒形，彼此間加工工藝差異很大。如何改進(jìn)蝸輪蝸桿加工工藝，使其滿足使用要求的同時(shí)提高經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益就成為研究的重點(diǎn)。隨著研究工作的不斷深入，蝸輪蝸桿加工工藝的研究主要集中于加工效率和加工精度的提高兩個(gè)方面。以前使用傳統(tǒng)機(jī)床進(jìn)行蝸輪、蝸桿的加工，受技術(shù)條件所限，許多產(chǎn)品設(shè)計(jì)無(wú)法實(shí)現(xiàn)，生產(chǎn)效率較低，引入數(shù)控機(jī)床加工蝸輪蝸桿后，加工能力大幅增強(qiáng)，許多高性能蝸輪蝸桿得以成為現(xiàn)實(shí)。

2 非接觸傳動(dòng)

非接觸傳動(dòng)又稱之為磁力傳動(dòng)，其以電磁場(chǎng)為介質(zhì)進(jìn)行動(dòng)力傳遞。相較于傳統(tǒng)的接觸式傳動(dòng)方式，非接觸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)不依靠表面接觸，傳動(dòng)部件損耗低，使用時(shí)限較長(zhǎng)。

2.1 磁力傳動(dòng)技術(shù)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)分析

一是傳動(dòng)機(jī)構(gòu)以磁場(chǎng)為出傳動(dòng)媒介，元器件沒(méi)有直接接觸，故而不會(huì)產(chǎn)生摩擦損耗，由于不需要潤(rùn)滑，所以日常維護(hù)成本較低，使用壽命較長(zhǎng)。二是和傳統(tǒng)傳動(dòng)方式有噪音產(chǎn)生不同，磁力傳動(dòng)不會(huì)產(chǎn)生噪音，表面加工精度標(biāo)準(zhǔn)較低。三是具有較高的傳動(dòng)效率。這是因?yàn)?，傳?dòng)接觸式傳動(dòng)中一部分能量在傳動(dòng)中以克服摩擦阻力的形式消耗掉了，磁力傳動(dòng)沒(méi)有這方面的消耗，所以傳動(dòng)效率更高。

2.2 磁力傳動(dòng)的缺陷和不足

磁力傳動(dòng)雖然有很多優(yōu)點(diǎn)，但同時(shí)也有許多不足。由于磁力傳動(dòng)以電磁場(chǎng)為動(dòng)力傳動(dòng)介質(zhì)，一旦磁場(chǎng)受到外界因素的干擾而發(fā)生變化，就會(huì)影響傳動(dòng)機(jī)制的運(yùn)作。二是在系統(tǒng)啟動(dòng)過(guò)程中，主動(dòng)磁轉(zhuǎn)子與從動(dòng)磁轉(zhuǎn)子間存在磁轉(zhuǎn)角差，并且該轉(zhuǎn)角差并不恒定，而是隨時(shí)間變化。三是系統(tǒng)啟動(dòng)中傳動(dòng)動(dòng)作有滯后現(xiàn)象，對(duì)于工作精度較高的環(huán)境不適用。

3 結(jié)束語(yǔ)

人類社會(huì)的發(fā)展伴隨著人類對(duì)自然世界的探索與實(shí)踐。隨著生產(chǎn)水平的不斷提高，生產(chǎn)領(lǐng)域的擴(kuò)大，生產(chǎn)環(huán)境和生產(chǎn)要求也日益復(fù)雜化。傳動(dòng)機(jī)構(gòu)作為機(jī)械設(shè)備的基本組成元素，必須要適應(yīng)這種發(fā)展變化。除了上面提及的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，聯(lián)軸器、離合器、滾珠絲杠等其他傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，都可以從加工材料和生產(chǎn)工藝兩方面加以改進(jìn)。面對(duì)太空、深海應(yīng)用領(lǐng)域的出現(xiàn)，在極端苛刻復(fù)雜環(huán)境下應(yīng)用，具有極高的機(jī)械強(qiáng)度、耐高溫、耐低溫、耐腐蝕的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)元件的開(kāi)發(fā)正成為當(dāng)前機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)研究的重點(diǎn)科目。

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