開口齒輪傳動機構設計方式之研究
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摘 要：齒輪傳動就是通過齒輪副傳遞運動以及動力傳動裝置，實現傳動效果。是一種在現代設備中應用較為廣泛的機械傳動模式，其傳動精準，效率相對較高，整體結構相對較為緊湊，有著良好的穩定性，應用期限較長。而開口齒輪傳動機則是一種沒有防塵罩以及機殼的設備，齒輪完全暴露在外面的一種形式。此種類型的齒輪很容易受到外界物質的侵蝕，導致潤滑不良等問題，在工作環境惡劣的環境中，很容易出現磨損問題，在運行中適用于低速傳動。文章主要對開口齒輪傳動機構設計方式進行了簡單的研究論述，綜合齒輪類型、開口齒輪特征以及各項因素，探究了傳動機構設計方式，希望可以為提升開口齒輪傳動性能，提升工作效率提供有效參考。
關鍵詞：開口齒輪;傳動機構;設計方式
中圖分類號：TE931 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2019）08-0086-02
Abstract： Gear transmission is to realize the transmission effect through the transmission motion of gear pair and the power transmission device. It is a kind of mechanical transmission mode which is widely used in modern equipment. it has the advantages of accurate transmission， relatively high efficiency， relatively compact overall structure， good stability and long application period. The open gear transmission is a kind of equipment without dust cover and casing， and the gear is completely exposed to the outside. This type of gear is easy to be corroded by external materials， resulting in poor lubrication and other problems. in the bad working environment， it is easy to appear wear problems， which is suitable for low-speed transmission in operation. In this paper， the design mode of open gear transmission mechanism is briefly studied and discussed. combining the gear type， open gear characteristics and various factors， the design mode of transmission mechanism is explored， hoping to improve the transmission performance of open gear and provide effective reference so as to improve work efficiency.
Keywords： open gear; transmission mechanism; design mode
在不同的傳動形式中，齒輪傳動機構是一種在現代機械中應用較為廣泛的模式，齒輪傳動具有較為顯著的優勢，可以為各項生產作業奠定基礎。其中齒輪的傳動機構是較為關鍵的內容。而開口齒輪作為一種有效的傳動機制，在實踐中應用廣泛。隨著各種技術手段的不斷發展，開口齒輪傳動機構設計也在不斷完善，重視開口齒輪傳動機構設計分析，明確不同設計方式的優點，可以為開口齒輪傳動機構設計提供有效參考。
1 齒輪傳動類型
齒輪傳動根據不同的分類方式與手段可以劃分為不同的類型，其主要如下：（1）根據傳動比。綜合一對齒輪傳動傳動比恒定性劃分，可以將其劃分為定傳動比以及變傳動比兩種齒輪傳動。變傳動比齒輪的齒輪多為非圓形，稱之為非圓齒輪傳動，在特殊的機械中應用。定傳動比齒輪傳動機構中的齒輪均為圓形，也稱之為圓形齒輪傳動機構。定傳動比的齒輪傳動種類繁多，根據主、從動回轉軸線的平行性，可以將其分為平面齒輪傳動以及空間齒輪傳動兩種類型。（2）根據齒廓形狀。根據齒輪曲線形狀差異的不同，可以將其劃分為開線齒輪傳動、擺線齒輪傳動以及拋物線齒輪傳動、圓弧齒輪傳動等不同的類型，在實踐中漸開線齒輪傳動是一種應用廣泛的類型。（3）根據工作條件。基于齒輪傳動工作條件劃分，可以將其劃分為閉式齒輪傳動、開式齒輪傳動以及半開式齒輪傳動幾種不同的類型。開式齒輪因為其傳動過程中輪齒呈現外露的狀態，導致一些灰塵很容易的落在齒面表面之上。（4）按齒面硬度。根據齒面硬度可以劃分為軟齒面以及硬齒面齒輪傳動兩種不同形式。
2 開口齒輪傳動機構設計準則
齒輪傳動的不同失效形式不會在齒輪上同時發生，但是不同的失效形式卻相互影響。在特定的條件中，因為齒輪這段、齒面點蝕等因素的影響就會加劇齒面的磨損性問題，磨損也會誘發齒輪折斷等問題。在特定的條件中，要重視齒輪傳動設計，綜合具體的工作條件判斷主要失效方式，合理設計分析。開口齒輪傳動中主要的失效形式就是齒面磨損性問題，而因為磨損機理相對較為復雜，缺乏成熟的設計方式，在設計過程中綜合齒根彎曲的疲勞強度進行計算分析，通過增大模數的10%～20%的方式達到加大齒厚的效果，進而延長整體的使用壽命，合理綜合磨損等影響因素，對其系統化的設計分析。開口齒輪的機殼以及齒輪完全的暴露在外面，此種類型的傳動模式會導致外界雜質入侵、潤滑不良等問題，導致齒輪容易磨損，在實踐中指適宜低速的運轉。在現階段，隨著工作環境的優化，外界污染等問題得到了有效緩解，在設計過程中要對其系統化的設計分析，要綜合不同的工作條件因素，合理的設計分析。 3 開口齒輪傳動機構安裝條件
開口齒輪傳動機構在設計過程中必須要構建正確的安裝條件信息，避免其出現卡死以及憋勁等問題，要保障開口齒輪傳統機構的穩定運行。安裝條件分析開口齒輪傳統機構在安裝中的條件需求，綜合齒輪外嚙合原理進行分析，了解開口齒輪傳動機構的設計需求，綜合要求合理的設計分析。
4 開口齒輪傳動機構設計方式之研究
在進行開口齒輪的傳動機構設計過程中，要分析齒輪齒條傳動、帶傳動、齒輪傳動，綜合傳統機構性能要求以及開口齒輪傳統機構設計計算方法、斜齒輪傳統機構等因素，合理設計，其具體如下：（1）開口齒輪傳動機構原理。a.齒輪齒條傳動。齒輪齒條工作原理就是一種利用齒輪回轉運動將其轉為齒條的往復性的直線運動模式，也可以將在往復直線運動狀態的齒輪轉變為一種回轉運動模式。齒輪的齒條機構是通過齒輪以及齒條構成的，在設計中要綜合要求合理設計。齒條主要可以分為直齒齒條和斜齒齒條兩種類型。b.帶傳動。帶傳動就是基于張緊在帶輪上柔韌帶運動以及動力傳遞的機械傳動模式。綜合傳動原理之間的差異性，主要可以分為有靠帶以及帶輪間之間產生摩擦力傳動的一種摩擦型帶傳動模式，也可以通過靠帶以及帶輪的齒相互嚙合實現傳動的一種同步性的帶傳動。c.齒輪傳動。齒輪傳動的結構與汽車差速器較為相似，其主要是通過左右半軸齒輪以及兩個行星齒輪、齒輪架共同組成。傳動機械設計要求高精度、運動平穩，其工作可靠性，在進行開口齒輪傳動機構設計過程中，要綜合傳動機構與其他不同環節的影響性。（2）傳統機構性能要求。a.轉動慣量小。在不影響機械系統剛度的基礎之上，要盡可能減少傳動機構的質量以及轉動的慣量，如果其轉動的慣量過大就會導致機械負載不斷增大;而系統響應速度則就會逐漸降低，其靈敏度也會不斷下降;系統在運行中其固有頻率不斷減小，就會誘發諧振問題。b.剛度大。剛度就是彈性體在產生單位變形量中需要的作用力，有足夠的剛度，伺服系統動力損失就會減小，機構的固有頻率高，高于機構的整體頻帶寬度就會降低共振幾率，也可以在根本上提升閉環系統的穩定性。c.阻尼合適。在機械系統產生振動的時候，系統的阻尼會不斷提升，其最大的振幅的衰減速度也會相對較快，而大阻尼則就會降低精度，減少穩態誤差問題。在設計過程中要合理的選擇傳動系統的阻尼。（3）開口齒輪傳統機構設計計算方法。a.無側隙嚙合。因為齒輪傳動過程中，其瞬時傳動比屬于常數，傳動的精確的要求較高，可以實現零側隙的誤會差，整體強度也較大，可以承受重載，其結構相對較為緊湊，有著摩擦力小、效率高的優勢，齒輪的傳動副是一種應用較為廣泛的傳動機構。在一些產品中要求傳動機構具有良好的自動變向作用，因此，齒輪的傳動機構就要通過必要的手段及時消除齒側間隙問題，達到機構的雙向傳動精準度。b.側隙。齒輪在傳動的時候，齒輪的節圓的齒槽寬度與在另一個齒輪的節圓位置上的齒槽厚度的差額就是齒間側隙，稱之為側隙。齒輪嚙合傳動中，為了保障在嚙合齒廓中形成較為良好的潤滑油膜，避免在齒輪運行摩擦中出現膨脹而出現齒輪卡死等問題，就要保障齒廓中具有良好的間隙。但是因為在齒側間隙中會出現齒間沖擊性問題，這樣就會影響齒輪傳動的整體平穩性。此間隙在設計過程要通過齒輪公差保證分析。在進行齒輪的運動設計過程中要根據無齒側間隙對其進行合理的設計分析。c.無側隙嚙合設計。在進行無側隙嚙合設計過程中，因為齒輪油沒有達到降溫、潤滑以及保護的作用，就會導致齒輪在運行中出現各種質量問題。對此，在設計過程中要提升齒輪加工的精準度，這樣才可以保障其整體的穩定運行。（4）直齒圓柱齒輪傳動機構。a.偏心軸套調整方法。轉動偏心軸套就可以達到調整兩嚙合齒輪中心距的效果，進而避免直齒圓柱型齒輪傳動過程中因為齒側間隙以及其他因素而誘發的換向死區問題。此種方式結構簡單，在進行側隙調整之后無法達到自動補償的效果。b.雙片薄齒輪錯齒調整方式。利用兩薄片齒輪之間的錯齒方式達到消除齒側間隙的效果，在反向的時候則不會出現死區問題，可以實現自動化的補償，但是此種方式結構相對較為復雜。（5）斜齒輪傳統機構。a.墊片調整方法。通過兩薄片齒輪以及寬齒輪的嚙合作用，利用兩薄片以及斜齒輪的錯位通過二者之間的軸向距離獲得信息。通過調整墊片的厚度，保障軸向分開距離適宜，錯開螺旋線，繼而達到消除齒間側隙的目的。此種方式結構簡單便捷，但是在應用過程中要進行反復的調整，合理的測試齒輪的嚙合狀態與信息，通過反復的調節墊片厚度的方式可以保障其達到規范要求，同時齒側間隙也無法實現自動補償。b.軸向壓簧調整方式。通過彈簧的軸向力方式實現薄片斜齒輪之間的錯位，保障齒側面可以分別的與寬齒輪齒槽的兩個側面緊密貼合。此種方式可以實現齒側間隙的自動化補償，但是其軸向的尺寸相對較大，結構之間缺乏緊湊性。（6）齒輪齒條傳動機構。在其傳動負載相對較小的時候，可以通過雙片薄齒輪錯齒的方式進行調整，保障在兩片博齒輪的齒側可以與齒條齒槽兩側相對應，進而達到消除齒側間隙的效果。在傳動負載相對較大的時候，可以通過雙齒輪調整方式進行控制。
5 開式齒輪傳動的潤滑方法
在一些特定的場合中可以實現潤滑油的循環回流，要設置油池。開口齒輪的傳動潤滑方式屬于全損耗類型，無論何種類型的全損耗潤滑系統，都只是在齒輪的表面存在一層薄層覆蓋膜，常常在外界的潤滑條件中。在一些新油以及脂補充到齒面的時候，受到齒面壓力作用影響而擠出，在受到齒輪回轉過程中離心力等不同因素的綜合作用影響，其在齒面上僅僅留下了一層薄油膜，綜合齒輪磨合等作用的影響，潤滑油要具有高粘度、高稠度、強粘附性的特征，這樣才可以保障油膜可以連續的保持在相同的齒輪表面之上。
6 結束語
開口齒輪傳動機構設計方式過程中要綜合各種因素系統分析，了解主要影響因素，綜合不同技術手段與計算方式，全面分析，綜合安裝要求、功能特征合理的計算各項參數信息，重視開口齒輪傳動機構設計方式與要素，在科學手段支持之下，合理設計。同時，要綜合開口齒輪容易受到損耗與外界因素侵蝕的特征，重視齒輪的潤滑管理，在根本上提升齒輪的整體性能指標，進而為各項工作開展奠定基礎。
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