齿轮传动的应用

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。