1機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)的萌芽

因?yàn)閭鲃?dòng)系統(tǒng)是機(jī)械不可缺少的組成部分，所以傳動(dòng)系統(tǒng)與機(jī)械是同時(shí)產(chǎn)生的，甚至可以說(shuō)，因?yàn)橛辛藗鬟\(yùn)裝置，機(jī)械才得以產(chǎn)生。比如，我國(guó)春秋時(shí)期即已經(jīng)廣泛使用的桔槔，便可以視為簡(jiǎn)單的機(jī)械，其中，最為智慧的，就是杠桿原理的運(yùn)用，而這里的杠桿，恰恰就是傳動(dòng)系統(tǒng)，可見(jiàn)傳動(dòng)系統(tǒng)在機(jī)械中的重要作用，同時(shí)也說(shuō)明，對(duì)于機(jī)械的不自覺(jué)使用，早在春秋時(shí)期，智慧的先人就已經(jīng)開始了。另外，指南車是展示我國(guó)先人智慧的又一發(fā)明，這是利用齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)和離合裝置來(lái)指示方向的車輛。關(guān)于指南車的記載，雖有神話成分，或存在史實(shí)上的矛盾，但《宋史•輿服志》記載的指南車結(jié)構(gòu)和技術(shù)規(guī)范，尤其是齒輪大小和齒數(shù)的詳細(xì)記載，不僅證明指南車在我國(guó)古代確實(shí)存在，也顯示了我國(guó)古代機(jī)械制造的高超水平。另?yè)?jù)考證，早在戰(zhàn)國(guó)到西漢之間，機(jī)械傳動(dòng)的重要標(biāo)志——齒輪，就已經(jīng)誕生了，另參酌其他古籍，當(dāng)可推知，指南車的發(fā)明，肯定早于宋代，中國(guó)古代科技史學(xué)家王振鐸認(rèn)為，三國(guó)時(shí)[期的馬鈞發(fā)明了指南車，頗為可信。放眼國(guó)外，關(guān)于機(jī)械的記載與使用也比較早。早在古希臘時(shí)期，就有機(jī)械傳動(dòng)的記載。羅馬時(shí)代，則發(fā)明了水力驅(qū)動(dòng)，木制齒輪傳動(dòng)的“谷物碾磨機(jī)”，后來(lái)，瑞典人在谷物磨中率先采用了斜齒輪傳動(dòng)，在傳動(dòng)技術(shù)史上稱得上是突破，只不過(guò)，這種斜齒輪是由石頭制成的，在材料上顯得過(guò)于原始。進(jìn)入14世紀(jì)，以時(shí)鐘的發(fā)明為標(biāo)志，齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)產(chǎn)生了一個(gè)飛躍。因?yàn)闀r(shí)鐘比較精細(xì)，傳動(dòng)齒輪自然也需要精密化、小巧化，于是，人們開始研究金屬齒輪。先人的智慧值得景仰，但在工業(yè)革命之前，各類傳動(dòng)系統(tǒng)也和機(jī)械本身一樣，處于原始階段。直到18世紀(jì)初，蒸汽機(jī)進(jìn)入實(shí)用，相續(xù)在礦井排水、鐵路機(jī)車、加工制造等領(lǐng)域大顯身手，現(xiàn)代意義的機(jī)械才得以產(chǎn)生。從本質(zhì)上來(lái)說(shuō)，蒸汽機(jī)是機(jī)械的動(dòng)力系統(tǒng)，它的飛躍對(duì)于傳動(dòng)系統(tǒng)自然提出了更高的需求，從那以后，高標(biāo)準(zhǔn)、高質(zhì)量的金屬齒輪傳動(dòng)得到了極大應(yīng)用。

2機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)的發(fā)展

19世紀(jì)末，電動(dòng)機(jī)和內(nèi)燃機(jī)獲得廣泛使用，對(duì)機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)提出了更高要求，到20世紀(jì)初期，機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)有了很大發(fā)展，直齒輪、斜齒輪、錐齒輪和蝸桿傳動(dòng)相繼問(wèn)世，性能、精度及耐久性方面都有了很大發(fā)展，基本上可以滿足機(jī)械工業(yè)的需要。20世紀(jì)40年代后，齒輪幾何學(xué)逐漸發(fā)展成為一門獨(dú)立的學(xué)科，齒形、嚙合及齒輪之間的展成關(guān)系，可以通過(guò)數(shù)學(xué)計(jì)算實(shí)現(xiàn)精確化，這使得機(jī)械傳動(dòng)真正成為一門科學(xué)。在精確計(jì)算的支撐下，研究人員逐步掌握了齒輪傳動(dòng)的表面接觸強(qiáng)度及輪齒彎曲強(qiáng)度，基于動(dòng)載荷的機(jī)械傳動(dòng)設(shè)計(jì)也初步成型，并應(yīng)用于高速重載的汽輪發(fā)電機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)。這期間，研究人員還提出了齒輪齒廓和齒向修形設(shè)計(jì)的方法，以提高承載能力。進(jìn)入20世紀(jì)60年代，肇端于美國(guó)的宇航技術(shù)取得突破性進(jìn)展，導(dǎo)航系統(tǒng)、火箭助推器對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)的要求非常高，不僅要求傳動(dòng)系統(tǒng)體積小、承載能力強(qiáng)，可靠性更成為首要的考量標(biāo)準(zhǔn)。為此，研究人員不遺余力，對(duì)直齒、斜齒、錐齒的表面疲勞強(qiáng)度進(jìn)行了深入研究，并進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目煽啃栽鲩L(zhǎng)試驗(yàn)，通過(guò)研究，發(fā)現(xiàn)傳動(dòng)系統(tǒng)的原材料和齒輪的嚙合性不僅關(guān)乎其承載能力，也與其可靠性密切相關(guān)，這一發(fā)現(xiàn)促成了非金屬材料（如高強(qiáng)度塑料）齒輪的產(chǎn)生。進(jìn)入70年代后，機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)更有了飛躍式的發(fā)展，空間嚙合理論成為這一時(shí)期的亮點(diǎn)，研究人員相繼推出曲線錐齒輪、環(huán)面蝸桿、點(diǎn)接觸蝸桿及圓弧齒輪等新式傳動(dòng)系統(tǒng)，極大推動(dòng)了機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)的發(fā)展。值得一提的是，我國(guó)正是在這一時(shí)期，在機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)領(lǐng)域，迎頭趕上發(fā)達(dá)國(guó)家，達(dá)到了世界先進(jìn)國(guó)家的水平。20世紀(jì)80年代以后，隨著知識(shí)經(jīng)濟(jì)的到來(lái)，機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)更是突飛猛進(jìn)，在空間嚙合理論的推動(dòng)下，少齒差行星傳動(dòng)、變型伺服傳動(dòng)、新型蝸桿傳動(dòng)等新型傳動(dòng)系統(tǒng)相繼出現(xiàn)，彈性變形理論、制造誤差的嚙合理論、局部共軛理論及失配嚙合理論，都達(dá)到很高水平，齒間載荷分配和應(yīng)力分析也得到廣泛應(yīng)用。這期間，傳動(dòng)系統(tǒng)減振降噪研究，也成為一個(gè)熱點(diǎn)，并獲得諸多成果，輪齒三維任意可控修形設(shè)計(jì)便是其中最為重要的創(chuàng)舉，根據(jù)輪齒修形的要求，多自由度數(shù)控齒輪加工機(jī)床紛紛問(wèn)世。傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)研究更為深入，研究人員提出了齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)故障診斷、狀態(tài)監(jiān)控和失效預(yù)警的思路，并開發(fā)出相應(yīng)的監(jiān)控與診斷軟件，用于冶金、船舶、電廠等大型關(guān)鍵設(shè)備的傳動(dòng)系統(tǒng)，使之走上了智能化的臺(tái)階，取得了較好的效果。同時(shí)，傳動(dòng)系統(tǒng)的研究由微觀返向宏觀，即傳動(dòng)系統(tǒng)的研究并不單純以傳動(dòng)系統(tǒng)為對(duì)象，而是把機(jī)械作為一個(gè)整體來(lái)研究，傳動(dòng)系統(tǒng)與整機(jī)的匹配、協(xié)調(diào)，越來(lái)越受到重視。

3機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)的展望

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，機(jī)械傳動(dòng)的模式早已不再局限于齒輪、鏈條等接觸式傳動(dòng)，通過(guò)電磁感應(yīng)原理來(lái)傳遞動(dòng)力的非接觸傳動(dòng)（如電磁軸承、電磁傳動(dòng)等）已進(jìn)入實(shí)用，與傳統(tǒng)的接觸式傳動(dòng)相比，非接觸傳動(dòng)具有無(wú)磨損、壽命長(zhǎng)、效率高等優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)然，傳統(tǒng)的軸承等接觸式傳動(dòng)，仍大有用武之地。今后，機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)領(lǐng)域的研究，應(yīng)在優(yōu)化改進(jìn)傳統(tǒng)傳動(dòng)技術(shù)的基礎(chǔ)上，探尋創(chuàng)新型傳動(dòng)模式，在一段時(shí)間內(nèi)，研究重點(diǎn)仍然是前者。大體來(lái)說(shuō)，機(jī)械傳動(dòng)的研究方向主要有以下幾點(diǎn)：

【內(nèi)容摘要】在工業(yè)大環(huán)境下，信息技術(shù)發(fā)展已經(jīng)成為了極有利的競(jìng)爭(zhēng)手段，如何提高現(xiàn)有的生產(chǎn)水平使市場(chǎng)發(fā)展更具有號(hào)召力成為了許多工業(yè)生產(chǎn)企業(yè)需要思考的問(wèn)題，并試圖通過(guò)信息技術(shù)發(fā)展來(lái)強(qiáng)化工程技術(shù)水平，提升產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)效率，幫助優(yōu)化工程配置。本文將主要闡述當(dāng)前工程機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)的主要工作原理及其發(fā)展?fàn)顟B(tài)，結(jié)合現(xiàn)代信息化發(fā)展分析信息化對(duì)其產(chǎn)生推動(dòng)作用的具體表現(xiàn)。

【關(guān)鍵詞】機(jī)械傳動(dòng)技術(shù);信息化發(fā)展;推動(dòng)作用

當(dāng)前我國(guó)社會(huì)已經(jīng)走入新的階段，傳統(tǒng)技術(shù)開始逐漸過(guò)渡到信息化科學(xué)技術(shù)，從一定程度上來(lái)說(shuō)技術(shù)手段的發(fā)展使得社會(huì)的各行各業(yè)都有了較大的改變，替換了原有的生產(chǎn)面貌，工程機(jī)械的運(yùn)作也有了較大的突破。而人類社會(huì)發(fā)展也對(duì)新時(shí)期的技術(shù)生產(chǎn)提出了更高的要求。工程機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)隨著時(shí)展不斷進(jìn)行改進(jìn)和完善工作，信息化對(duì)其產(chǎn)生了強(qiáng)有力的推動(dòng)作用，使得改變?cè)心Ｊ?，不斷提高工作效率，幫助降低能源的浪費(fèi)情況，為其提供了更多的應(yīng)用途徑。

一、工程機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)的工作原理及發(fā)展?fàn)顟B(tài)

所謂的工程機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)就是說(shuō)利用齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)和鏈條的銜接、液壓動(dòng)力來(lái)完成一系列的能量轉(zhuǎn)換過(guò)程。每一個(gè)部分都需要進(jìn)行動(dòng)力傳輸來(lái)幫助各個(gè)組成部位能夠隨之運(yùn)轉(zhuǎn)起來(lái)，并充分發(fā)揮不同的工作職能。工程機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)主要分為三個(gè)方面，包括機(jī)械傳動(dòng)、流體傳動(dòng)、電傳動(dòng)過(guò)程。第一種機(jī)械傳動(dòng)相對(duì)來(lái)說(shuō)工作原理較為簡(jiǎn)單，它是一種對(duì)動(dòng)力進(jìn)行直接傳遞的工作過(guò)程，各個(gè)動(dòng)力的傳輸需要依賴于齒輪的互相傳動(dòng)以及其他零部件的運(yùn)動(dòng)過(guò)程。第二種流體傳動(dòng)則與前者不同，它主要是通過(guò)液壓形成的動(dòng)力來(lái)完成能量轉(zhuǎn)化過(guò)程實(shí)現(xiàn)機(jī)械正常的運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程。第三種電傳動(dòng)相比前兩種類型，其應(yīng)用范圍較小，但往往能夠更有效地幫助遠(yuǎn)距離運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化過(guò)程，借助于電能來(lái)帶動(dòng)機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)。在工程機(jī)械領(lǐng)域里，傳動(dòng)設(shè)備一直是核心工作，它能夠?yàn)樯a(chǎn)發(fā)展提供有利條件，創(chuàng)造更好的生產(chǎn)模式推動(dòng)工程發(fā)展。隨著信息技術(shù)在我國(guó)迅猛發(fā)展，工程機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)也開始摒棄原有的生產(chǎn)開發(fā)模式，對(duì)其工作手段進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，充分結(jié)合計(jì)算機(jī)設(shè)備和相關(guān)電子動(dòng)力管理系統(tǒng)來(lái)完善工程技術(shù)，使得領(lǐng)域內(nèi)的生產(chǎn)發(fā)展有了很大的改變，加快了現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)步伐。

二、信息化對(duì)工程機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)的推動(dòng)作用

摘要：為了提高煤礦開采工程的安全性和工作效率，針對(duì)機(jī)械設(shè)備在復(fù)雜惡劣的開采環(huán)境下常常出現(xiàn)傳動(dòng)齒輪失效的問(wèn)題，分析煤礦機(jī)械傳動(dòng)齒輪的工作情況，結(jié)合環(huán)境等方面因素探究其失效原因，并采取相應(yīng)措施對(duì)煤礦機(jī)械傳動(dòng)齒輪進(jìn)行優(yōu)化。

關(guān)鍵詞：煤礦機(jī)械；傳動(dòng)齒輪；齒輪失效；潤(rùn)滑技術(shù)

引言

傳動(dòng)齒輪廣泛應(yīng)用于煤礦機(jī)械設(shè)備中，是煤礦機(jī)械生產(chǎn)傳動(dòng)過(guò)程中必不可少的重要因素。煤礦機(jī)械傳動(dòng)齒輪可以在任意兩軸之間產(chǎn)生傳遞動(dòng)力，但其工作過(guò)程中常常伴隨失效問(wèn)題，導(dǎo)致設(shè)備功能得不到充分發(fā)揮，大大降低了煤礦開采的工作效率，因此，煤礦機(jī)械傳動(dòng)齒輪優(yōu)化工作勢(shì)在必行[1]。煤礦生產(chǎn)工作需要具備一定程度的安全性，對(duì)此，煤礦企業(yè)應(yīng)對(duì)機(jī)械傳動(dòng)齒輪進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)計(jì)，針對(duì)其存在的失效問(wèn)題制訂合理的解決方案，優(yōu)化煤礦機(jī)械傳動(dòng)齒輪設(shè)計(jì)制造及安裝流程，進(jìn)而安全、高效地開展煤礦開采工作。

1煤礦機(jī)械設(shè)備傳動(dòng)齒輪失效形式

煤礦開采工作大部分時(shí)間是在井下，其機(jī)械設(shè)備面臨著極為惡劣的作業(yè)環(huán)境，因此，對(duì)機(jī)械設(shè)備有很高的質(zhì)量要求。煤礦機(jī)械傳動(dòng)齒輪對(duì)機(jī)械設(shè)備作業(yè)、機(jī)械能量傳輸、煤礦開采機(jī)械運(yùn)行等環(huán)節(jié)影響重大，是煤礦開采設(shè)備中極為重要的一個(gè)組成部分。在煤礦開采過(guò)程中，井下環(huán)境惡劣、空間狹窄且聚有大量粉塵，對(duì)齒輪損耗極大，同時(shí)存在著不可避免的人為損壞，導(dǎo)致煤礦機(jī)械傳動(dòng)齒輪失效的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。對(duì)此，需分析煤礦機(jī)械傳動(dòng)齒輪失效的主要形式，具體情況如下：

摘要：為了提高煤礦開采工程的安全性和工作效率，針對(duì)機(jī)械設(shè)備在復(fù)雜惡劣的開采環(huán)境下常常出現(xiàn)傳動(dòng)齒輪失效的問(wèn)題，分析煤礦機(jī)械傳動(dòng)齒輪的工作情況，結(jié)合環(huán)境等方面因素探究其失效原因，并采取相應(yīng)措施對(duì)煤礦機(jī)械傳動(dòng)齒輪進(jìn)行優(yōu)化。

關(guān)鍵詞：煤礦機(jī)械;傳動(dòng)齒輪;齒輪失效;潤(rùn)滑技術(shù)

引言

傳動(dòng)齒輪廣泛應(yīng)用于煤礦機(jī)械設(shè)備中，是煤礦機(jī)械生產(chǎn)傳動(dòng)過(guò)程中必不可少的重要因素。煤礦機(jī)械傳動(dòng)齒輪可以在任意兩軸之間產(chǎn)生傳遞動(dòng)力，但其工作過(guò)程中常常伴隨失效問(wèn)題，導(dǎo)致設(shè)備功能得不到充分發(fā)揮，大大降低了煤礦開采的工作效率，因此，煤礦機(jī)械傳動(dòng)齒輪優(yōu)化工作勢(shì)在必行[1]。煤礦生產(chǎn)工作需要具備一定程度的安全性，對(duì)此，煤礦企業(yè)應(yīng)對(duì)機(jī)械傳動(dòng)齒輪進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)計(jì)，針對(duì)其存在的失效問(wèn)題制訂合理的解決方案，優(yōu)化煤礦機(jī)械傳動(dòng)齒輪設(shè)計(jì)制造及安裝流程，進(jìn)而安全、高效地開展煤礦開采工作。

1煤礦機(jī)械設(shè)備傳動(dòng)齒輪失效形式

煤礦開采工作大部分時(shí)間是在井下，其機(jī)械設(shè)備面臨著極為惡劣的作業(yè)環(huán)境，因此，對(duì)機(jī)械設(shè)備有很高的質(zhì)量要求。煤礦機(jī)械傳動(dòng)齒輪對(duì)機(jī)械設(shè)備作業(yè)、機(jī)械能量傳輸、煤礦開采機(jī)械運(yùn)行等環(huán)節(jié)影響重大，是煤礦開采設(shè)備中極為重要的一個(gè)組成部分。在煤礦開采過(guò)程中，井下環(huán)境惡劣、空間狹窄且聚有大量粉塵，對(duì)齒輪損耗極大，同時(shí)存在著不可避免的人為損壞，導(dǎo)致煤礦機(jī)械傳動(dòng)齒輪失效的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。對(duì)此，需分析煤礦機(jī)械傳動(dòng)齒輪失效的主要形式，具體情況如下：

機(jī)械設(shè)計(jì)方法論文1

0引言

傳動(dòng)系統(tǒng)是指在機(jī)器內(nèi)部傳遞力和運(yùn)動(dòng)的裝置，主要是指通過(guò)接受發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力并且傳遞給驅(qū)動(dòng)裝置［1］，保證整機(jī)的正常運(yùn)行。另一方面，還可以增大來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)的傳動(dòng)轉(zhuǎn)矩，降低發(fā)動(dòng)機(jī)的傳輸速度或者改變發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的傳遞方向，傳動(dòng)系統(tǒng)一般可以分為機(jī)械式傳動(dòng)系統(tǒng)、液力機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)和靜液壓傳動(dòng)系統(tǒng)，其中，機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)是目前應(yīng)用最為廣泛的一種傳動(dòng)類型［2］。傳動(dòng)機(jī)構(gòu)工作性能直接影響機(jī)械工作可靠性。機(jī)械傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則與設(shè)計(jì)方法是保證傳動(dòng)系統(tǒng)合理運(yùn)行的基礎(chǔ)條件。CAD作為目前計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)工具主要用于輔助完成計(jì)算機(jī)制圖的概念設(shè)計(jì)、初步設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)等，與傳統(tǒng)人工進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算與處理相比，CAD具有顯著的創(chuàng)造性思維和綜合分析能力，是目前進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程中設(shè)計(jì)、繪圖和工程分析一體化系統(tǒng)，設(shè)計(jì)人員可以通過(guò)交互式交流與圖像顯示等對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)方案進(jìn)行不斷優(yōu)化與修改，直到獲得滿意的設(shè)計(jì)效果與合理的設(shè)計(jì)方案。

1機(jī)械傳動(dòng)的基本形式

1.1按照傳動(dòng)原理進(jìn)行分類

常見(jiàn)的機(jī)械傳統(tǒng)系統(tǒng)按照其傳動(dòng)原理分類，分為摩擦傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)、蝸桿傳動(dòng)、撓性嚙齒傳動(dòng)、螺旋傳動(dòng)、連桿機(jī)構(gòu)等［3］。摩擦傳動(dòng)包括摩擦輪傳動(dòng)、帶傳動(dòng)、繩傳動(dòng)等;齒輪傳動(dòng)包括圓柱齒輪傳動(dòng)、動(dòng)軸輪系、非圓齒輪傳動(dòng)等;蝸桿傳動(dòng)包括圓柱蝸桿傳動(dòng)、環(huán)面蝸桿傳動(dòng)。