機械傳動論文范文

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第1篇

鏈傳動這部分的教學目標應該是：學生掌握鏈傳動的優缺點、應用范圍、常見類型、套筒滾子鏈和套筒鏈的結構構成；掌握鏈傳動速度不均勻性產生的原因、傳動比計算方法、動載荷產生的原因；掌握鏈傳動工作拉力、離心拉力、垂度拉力及軸上載荷的計算方法；掌握鏈傳動主要參數的確定方法、參數大小對性能的影響過程；掌握鏈傳動的設計過程和步驟；弄清鏈輪的結構特點、鏈傳動的空間布置方法、方法、張緊方法；了解齒形鏈的設計方法。根據上述教學目標，筆者構建了鏈傳動設計部分的教學邏輯：1．講解鏈傳動的優缺點。應明確鏈傳動的優缺點是通過與皮帶傳動和齒輪傳動相比較而得出的，鏈傳動是典型的介于皮帶傳動和齒輪傳動之間的一種傳動形式；2．講解鏈傳動的結構構成特點。鏈的類型有三種，即傳動鏈、起重鏈、曳引鏈三種。最常用的是傳動鏈，傳動鏈主要用來傳遞動力，傳動鏈又可分為套筒鏈、套筒滾子鏈（簡稱滾子鏈）、齒形鏈和成型鏈。滾子鏈是最為常用的一種傳動鏈，講解其結構時要結合結構示意圖進行講解，并說明每一部分的功能；3．講解鏈輪的結構。這里要分成滾子鏈鏈輪和齒形鏈鏈輪兩種鏈輪來講解。要結合鏈輪的結構圖，說明滾子鏈輪的齒形為什么是“三圓弧一直線”結構，齒形鏈鏈輪為什么要做成直邊的齒形，說清楚鏈輪的幾個主要結構參數，以及如何計算這些幾何參數，說清楚鏈和鏈輪的常用材料是什么；4．講解鏈傳動的運動特性。這部分要通過示意圖和公式推導，證明鏈傳動時為何會產生速度的變化、為何會產生加速度、為何會產生沖擊載荷，以及這些參數的計算表達，進而揭示鏈傳動規律性變化的運動特性本質；5．講解鏈傳動的受力分析。受力分析要結合前面的運動分析及前面的皮帶傳動的有關公式推導過程進行講解，結合示意圖，說清楚工作拉力、離心拉力、垂度拉力的產生原因及公式計算方法；6．講解傳動鏈的傳動失效形式。這部分要結合鏈傳動的過程中，各元件的運動方式、受力分析進行講解，指出影響每一種失效形式的因素有哪些及如何影響；7．講解功率曲線及鏈傳動選型方法。這部分要結合鏈傳動的失效形式進行講解，說明功率曲線的由來，如何根據功率曲線進行實際選型，以及如何進行鏈傳動的靜強度計算；8．講解鏈傳動設計步驟。設計步驟其實就是最為重要的設計思想，是實際設計過程需要遵守的設計流程。這部分的講解可以結合一個設計題目進行講解，通過設計過程，讓學生弄懂鏈傳動的設計步驟。這部分的教學還要告訴學生如何選擇諸如鏈輪齒數、傳動比、鏈節距、中心距、鏈節數等參數，說明這些參數的數值過大或過小會產生什么樣的性能影響；9．講解鏈傳動的布置和張緊。這部分要說明為什么鏈傳動與帶傳動的布置方法會有所區別，講清楚鏈傳動的張緊意義與皮帶傳動的區別，講解張緊方法及注意事項。按照上述的教學邏輯，教師將可以實現知識點上的教學連續性和相互關聯性，便于實施層層遞進的教學過程，方便學生的學習和掌握。

二、鏈傳動設計部分幾個重點內容的教學方法

鏈傳動的教學內容雖然很多，但關鍵是要抓住最為關鍵的幾部分，其他部分難度不大，可望迎刃而解。鏈傳動這部分的教學難點和重點包括：鏈傳動的運動特性、鏈傳動的受力及失效形式、鏈傳動的結構與參數選擇。為了提高上述幾個難點部分的教學效果，筆者采用了以下的教學方法。

（一）結合示意圖和公式推導深入分析鏈傳動的運動特性講解過程中先結合鏈傳動的動畫，讓學生看清楚，鏈傳動是如何工作的。在此基礎上，結合圖2進行講解。從圖2可以看出，當鏈繞在鏈輪上時，這一段鏈條將曲折成正多邊形的一部分。因此鏈傳動的運動情況和繞在多邊形輪子上的帶傳動很相似，邊長相當于鏈節距p，邊數相當于鏈輪齒數z。輪子每轉一周，帶子轉過的長度應為np，當兩鏈輪轉速分別為n2和n3時，存在關系式。

（二）結合公式推導講解鏈傳動的受力及失效形式講解鏈傳動的受力分析時，應結合皮帶傳動的受力分析講解。首先要說明鏈傳動與皮帶傳動的不同在于，鏈傳動是一種嚙合傳動，它不是靠摩擦力實現動力傳遞的。因此，它的工作拉力可以直接應用功率P（kW）和鏈速ν（m／s）進行計算。計算公式為。和皮帶傳動一樣，鏈傳動也存在離心拉力，計算方法與皮帶傳動的離心拉力完全一樣，離心拉力Fc的大小取決于每米鏈長的質量q和鏈速ν，可以用下面的方程進行計算。和皮帶傳動不同的是，鏈傳動由于不需要很大的張緊力，所以松邊一般會有比較大的垂度，加之鏈的質量較大，會產生垂度拉力Ff。這一定要結合圖3進行講解。可以看出，這個力學模型是一個高度簡化的處理方法，將鉸接的鏈節看作一個剛體，從中間對稱斷開，而將鏈與鏈輪嚙合處看作是自由鉸接點，采用力矩平衡的方法建立力學平衡關系，并推導出垂度拉力的計算公式。該力學平衡關系。

（三）深入分析鏈傳動的參數選擇及確定方法這部分的講解要結合鏈傳動的設計步驟進行。一般來說，設計滾子鏈時的原始數據為：傳動的功率、小鏈輪和大鏈輪的轉速（或傳動比）、原動機種類、載荷性質及傳動用途等。設計步驟可以歸納為：選擇鏈輪齒數z1、z2，確定傳動比i，確定鏈傳動的型號，確定鏈節距，確定中心距和鏈長，鏈速和鏈輪的極限轉速，計算鏈傳動作用在軸上的力FQ等7個環節。這些環節說到底就是確定有關參數。在講解選擇大小鏈輪齒數時，關鍵是小鏈輪齒數的選擇，大鏈輪齒數根據傳動比自然就同時產生了。要說清楚小鏈輪齒數對鏈傳動的平穩性和使用壽命有較大的影響，鏈輪齒數不宜過多或過少。過少時：1．增加傳動的不均勻性和動載荷；2．增加鏈節間的相對轉角，從而增大功率消耗；3．增加鉸鏈承壓面間的壓強（因齒數少時，鏈輪直徑小，鏈的工作拉力將增加），從而加速鉸鏈磨損等；4．增加鏈傳動的圓周力，從而加速了鏈條和鏈輪的損壞。可以看出，若Δp不變（磨損量一定），則鏈輪齒數愈多，分度圓直徑的增量Δd就愈大，所以鏈節愈向外移，鏈從鏈輪上脫落下來的可能性也就愈大，鏈的使用期限也就愈短。因此，鏈輪最多齒數限制。在講解傳動比的確定方法時，說明鏈傳動的傳動比一般i≤8，推薦i＝2～3．5，在低速和外廓尺寸不受限制的地方允許到10（個別情況可到15）。要說清楚傳動比過大和過小會產生什么樣的問題。比如傳動比過大，則鏈包在小鏈輪上的包角過小，嚙合的齒數太少，這將加速輪齒的磨損，容易出現跳齒，破壞正常嚙合，但傳動比過小則會使得傳動的變速效果降低。設計時如何最終確定合適的傳動比，一定要綜合考慮。鏈傳動的型號確定很簡單，就是根據額定功率和小鏈輪的轉速－功率曲線即可確定。但在確定過程中，教師一定要告訴學生，確定的型號并不是唯一的，可以根據自己面對的實際設計要求進行一定的調整。比如說，如果動載荷不是一個關鍵的問題，希望鏈傳動的鏈條數少一些，可以選擇上一級大型號的鏈傳動；如果希望鏈的動載荷小一些，可以選擇低一級的鏈傳動型號。當然，這時可能需要采用多排鏈傳動。從而讓學生掌握如何靈活地在應用中選擇鏈傳動型號。鏈節距是鏈傳動十分重要的參數。在講解過程中，教師要告訴學生，鏈節距越大，鏈和鏈輪齒各部分尺寸也愈大，鏈的拉曳能力也越大，但傳動的速度不均勻性、動載荷、噪聲等都將增加，并講清楚為什么會有上述因果關系。要告訴學生，在設計時，在承載能力足夠條件下，應選取較小節距的單排鏈，高速重載時，可選用小節距的多排鏈。一般，載荷大、中心距小、傳動比大時，選小節距多排鏈；速度不太高、中心距大、傳動比小時選大節距單排鏈。中心距的選擇同樣也是一個權衡的過程，因為當鏈速不變，中心距小、鏈節數少的傳動，在單位時間內同一鏈節的屈伸次數勢必增多，因此會加速鏈的磨損。中心距大、鏈較長，則彈性較好，抗震能力較高，又因磨損較慢，所以鏈的使用壽命較長。但中心距如果太大，又會發生松邊上下顫動的現象，使傳動運行不平穩。因此，實際設計時，推薦的最適宜的中心距a＝（30～50）p。但要告訴學生，這樣的確定方法只是一種近似的方法，關鍵是實際工作中要不斷摸索。比如可以采用類比法、實驗法等以經驗為驅動的方法，通過實踐逐漸掌握最佳的中心距確定方法。鏈速的確定要結合前面關于鏈傳動的動載荷現象進行講解，因為鏈速的提高受到動載荷的限制，所以一般最好不超過12m／s。如果鏈和鏈輪的制造質量很高，鏈節距較小，鏈輪齒數較多，安裝精度很高，以及采用合金鋼制造的鏈，則鏈速也允許超過20m／s～30m／s。每一種型號的鏈都存在一個最佳轉速和極限轉速，可以通過有關手冊查到，告訴學生盡可能在最佳速度下設計，但不是絕對的。鏈輪軸上的受力FQ計算只要應用公式就可以算出來。但要告訴學生，為了減少鏈傳動過程中鏈輪軸上的力，應該盡量減少鏈的松邊垂度，并介紹減少垂度的有關方法。在上述有關設計步驟和參數確定方法講完后，教師要結合一個鏈傳動的設計例題進行強化，讓學生真正掌握設計過程及每一步應該解決的問題。

三、結束語

第2篇

從客觀現實來看，我國礦山機械事故的發生概率大，最根本的原因在于對齒輪機械的故障分析水平低。從另一方面來看，由于井下工程建設生產的環境十分惡劣，對工程生產會產生直接的影響，與此同時在生產的建設過程中，對人的身體也會產生直接傷害。在井下的生產中，機械的使用通常是在白天進行的，而工人也是以三班倒形式進行輪流工作，這些客觀因素都會直接導致機械更容易出現故障，如果不能做到及時的維護，那么對日常工作將產生極其惡劣的影響。

1傳動齒輪失效的成因分析

現代井下運輸基本上都依靠齒輪運輸作為主要的運輸基礎支持。而齒輪的常見性問題成因則主要分為以下幾點。

1）磨損。井下煤礦運輸，主要由于地質條件的影響，其工作量十分大，這樣就導致齒輪經常處于高負荷狀態下工作。而這些都會加重工作的負擔，導致在生產中產生較大影響。而齒輪磨損，則成為了最主要的損傷形式之一。在進行基層生產的過程中，通過層面的生產使用方法，也會加重齒輪的使用壽命。而在運輸中，過長的皮帶運輸機制，也大大加重了工作負擔。因此在井下運輸中，齒輪的消耗是十分快的，而在建設過程中，齒輪的磨損，也會直接影響到生產的可持續性。

2）表面金屬疲勞。金屬疲勞顧名思義是齒輪表面或內部出現的一種材料損傷情況，對于持續性的高效率生產，齒輪的金屬內部構造會產生一定的拉傷，主要成因就是因為在生產的過程中，生產力超過了齒輪的額定荷載上線，從而導致內部出現裂紋，而生產過程中，這些裂紋就會導致齒輪的斷裂，嚴重損害了井下生產傳動系統的安全性。

3）塑性流動。塑性變形會導致嚴重的飛邊現象產生，對周邊的生產等也會產生影響。由于齒面失去了部分的作用效果，在使用中就會導致出現人字形的魚尾狀皺紋，并導致整體結構的滑動。

4）斷裂問題。斷裂意味齒輪都將失去使用作用。在生產中，齒輪發生斷裂的原因有很多，斷裂導致的問題則影響嚴重。其中最主要的斷裂原因分別為疲勞損傷斷裂、負荷斷裂、磨損斷裂以及淬煉斷裂等。出現以上問題的主要因素在于，制造加工的過程中沒有嚴格按照相關質量標準進行澆筑制造。導致在生產后，齒輪中出現較大的缺陷，在使用中引起了一系列的嚴重影響。其次在安裝的使用過程中，沒有選擇較大的使用標準，導致在生產的過程中，齒輪長時間處于超高負荷的生產之中。

2提高礦用機械齒輪使用時間的主要措施

針對礦山機械的日常使用中，由于極易出現磨損問題，在日常的使用中，需要從以下幾點進行注意，并在使用中進行及時維護，才能夠確保安全生產。

1）應用短圓柱型的滾子，輔助齒輪進行傳動運輸，保證在齒輪的日常運行中，能夠安全有效地進行生產，而在這一類的生產中，需要通過對技術上的科研改進，進而確保整體生產的有效性。在生產過程中，煤礦的機械齒輪其轉動控制作用，對于緩解機械生產中的消耗，都有較高的減緩作用，這樣對煤礦的日常生產都能夠有效降低其生產的成本。在生產的過程中，通過對煤礦機械齒輪的有效控制，能夠在現代技術的帶動下，為工作提供有效的生產形勢。

2）利用短圓柱滾子的結構特點，在使用轉輪進行外圈固定的過程中，不僅能夠有效增強滾柱的結構穩定性，同時也能夠更好地促進柱子的良好性，而采取輪齒的鉆孔排距，在運輸的過程中，由于阻力的調控，也能夠在一定的運輸量上降低功率的損耗。這樣不僅減少了對工程施工的施工要求，在電損耗上，也有效地減少了對齒輪的消耗。在減少齒輪損耗的過程中，采取有效的系統運輸裝置，能夠在延續煤礦機械的運轉中，提供更為有效的電能損耗減免效益，其減少的頻率與安裝調試過程中的使用情況呈現一定的正比例關系。在使用的過程中，從煤礦機械的齒輪油能否保證滾子順暢性進行分析，內圈和軸距之間，其圓柱式滾子，能夠更好地保證施工的質量標準。

3）煤礦運輸機械的齒輪中短圓柱滾子的數量。在對煤礦機械的短圓柱滾子型號的確定過程中，針對運輸的特點進行型號確定，其選擇需要遵循以下幾點。首先，煤礦機械的齒輪從短圓柱滾子的數量進行確定，歸納其中可能出現的諸多失誤，并以此來完成整體機械的模型設計。在設計的過程中，分析煤礦機械的齒輪短圓柱滾子數量，以對其中的典型性進行確定。礦山機械的功率通常較高，所以在進行工作的運行過程中，其負荷也比較大，所以在進行型號的選擇上，一般需要控制在k＝10的基礎以上，其中k＝10是滿足基本使用定律的根本。為保證在生產張軸承的承重效應符合工作需求，需要對不符合的零部件進行取締。

4）針對機械齒輪的處理。不論在何種環境下使用大型機械，對齒輪的都是保證機械正常運行的根本所在。而針對煤礦井下操作環境中的惡劣性，對齒輪的更為重要，在進行齒輪的過程中，從齒輪和軸承的抗震性、抗沖擊性、精準性等多個方面進行考慮后，方可進行精密，保證軸承的承受力，在日常的操作范圍之內。井下作業過程中，由于大量的粉塵、潮濕空氣，對金屬元器件的損傷要遠遠高于地面。與此同時，地下的電離平衡與地面不同，這都會直接影響到工作面的生產作業，而在生產作業的過程中，惡劣的環境也會加重這一生產的機械部件。所以及時有效的工作，對機械零部件的使用壽命，以及井下生產都有不錯的促進作用。大型礦井下，對機械工作量大的設備，應當保持其齒構件在生產工作中的結構穩定性，這樣才能夠確保生產工作的有序進行。

3結語

第3篇

關鍵詞：煤礦機械；傳動齒輪；失效；有效措施

在煤礦產業中，傳動齒輪應用非常廣泛，是煤礦機械的一個重要組成部分，但是煤礦的運輸重量一般都很大，在施工過程中，很容易導致超重現象，長時間高強度的工作就會導致傳動齒輪出現問題，導致機器癱瘓，影響煤礦的施工作業，降低生產效率，甚至造成安全隱患。

1傳動齒輪的工作環境及工作特點

煤礦的生產作業一般都是在礦井中進行的，傳動齒輪的工作環境大多都是在地下進行生產作業，井下的環境比較復雜惡劣，所以傳動齒輪要適應井下復雜的結構情況，因此相對而言傳動結構也復雜一點。由于煤礦是重型產業，要求傳動齒輪具有比較高的承載能力和性能，礦井一般空間不是很大，所以傳動齒輪還要滿足體積小，抗沖擊能力強等特點，傳動要求高效率，盡量減少過程中能量的損失。

2傳動齒輪失效的表現形式

2.1傳動齒輪磨損失效

磨損的程度分為很多種，一般分為：正常的磨損、中度磨損、破壞性磨損、磨料性磨損以及腐蝕性磨損等。一般性的磨損不會對齒輪的傳動造成重大的影響，比如正常的磨損，這是齒輪傳動過程中必然存在的，在齒輪的使用壽命中，不會造成齒輪失效，這個磨損是經過時間慢慢磨損的，不影響齒輪的正常轉動；對于中度磨損，這個要比正常的磨損速度快一點，在齒輪傳動工作的過程中，可能會發出噪音，由于磨損的程度比較大，損失機械能，會降低齒輪工作的效率；破壞性磨損，這個磨損的程度就很大了，齒輪表面會形成嚴重的損傷，嚴重影響傳動齒輪工作的效率，破壞了齒輪的結構，大大縮短齒輪的使用壽命；磨料性磨損是指在齒輪中間進入了一些顆粒，增大了齒輪間的摩擦系數，摩擦力增大，加速了齒輪的磨損，可能會出現齒輪停止轉動的現象；腐蝕性磨損就是在齒輪轉動的過程中與周圍的化學物質發生的反應，發生了齒輪表面的腐蝕，嚴重影響齒輪的工作效率。

2.2傳動齒輪疲勞失效

在加工過程中，齒輪的表面肯定存在初始裂紋，加之傳動齒輪工作的過程中應力的反復作用下，造成材料的疲勞，當作用的應力超出了材料的疲勞極限時，裂紋就會延伸擴張，加速齒輪的損壞，出現齒輪失效。

2.3傳動齒輪膠合失效

齒輪的轉動需要油的幫助，在強重力作用下，齒輪間的油不能及時的補充，造成兩個齒輪接觸面的油膜擠破，兩個金屬齒輪直接接觸在一起，在高速運轉的情況下，溫度上升，可能造成齒輪的膠合，出現失效。

2.4傳動齒輪斷裂失效

齒輪的斷裂意味著徹底不能工作，斷裂分為疲勞斷裂，高負荷斷裂以及淬性斷裂等。疲勞斷裂就是齒輪在彎曲應力的反復作用下，出現裂痕，當應力超出了齒輪的疲勞極限時，裂痕繼續擴張，導致斷裂；高負荷斷裂是指在高強度的作業狀態下，負荷已經超出了齒輪的額定負荷導致的破壞性斷裂，或者由于腐蝕使得齒輪部分點出現點蝕，導致斷裂等；淬性斷裂是指傳動齒輪經過熱處理時產生了過大的內應力，產生裂紋，外界的壓應力與彎曲應力的作用下，產生疲勞，當超過它的疲勞極限時就會促使裂紋延伸，導致淬性斷裂，這種斷裂的特點就是初始斷裂的部位顏色會有點深，這是氧化的結果。

3傳動齒輪出現失效的具體原因

設計階段：由于齒輪工作環境的特殊性，決定了煤礦機械齒輪設計的特殊性，在設計階段，可能忽視了傳動齒輪在礦井工作的特殊性，按照傳統的設計來設計煤礦機械傳動齒輪，造成傳動齒輪不能滿足礦井下高強度，環境復雜的要求，達不到韌度、抗沖擊和耐疲勞的要求，這是導致傳動齒輪失效的自身原因之一。齒輪的制造加工階段：即使齒輪的設計沒有問題，若在制造加工方面不合格，齒輪一樣會失效，如果質量把控不嚴格，鍛造時化學成分超標或者化學成分有殘留，降低了齒輪的性能，不能滿足工作的需要。例如：在加工過程中C的含量超標，就會增加齒輪的脆性，容易發生斷裂，造成失效。齒輪的安裝使用階段：不正確的安裝方式同樣會導致傳動齒輪的失效，安裝的位置出現偏差，影響整個傳動齒輪的安全，同時，傳動齒輪的工作需要油的不斷補充，一旦缺少油就會增大摩擦力，降低齒輪工作的效率，增加磨損，導致傳動齒輪的失效。

4避免傳動齒輪失效的有效措施

根據上述傳動齒輪出現時效的形式和失效的原因，制定防止傳動齒輪失效的有效措施，避免失效問題的出現。

4.1齒輪設計階段控制

設計階段要充分的對煤礦齒輪的工作環境進行研究考察，只有充分了解齒輪的工作環境和工作性能的需要，才能對齒輪提出合理化的設計。根據煤礦齒輪工作的特殊性，優化齒輪的設計方案，滿足齒輪抗沖擊力、耐疲勞性以及承載力的要求，進行精確的計算，在符合國家標準的前提下，選擇適合煤礦特殊工作的材料，尤其是鋼材的選用尤為重要，這直接影響著齒輪的強度，最好經過研究確定選材，確定油等，以免后期工作出現漏洞。

4.2齒輪工藝制造階段控制

選材好工藝也好才能保證傳動齒輪的質量，要嚴格控制齒輪制造過程中的質量，改善制造工藝，提高工藝質量。傳動齒輪的表面不能過于光滑，研究表明，表面略微粗糙的齒輪要比表面光滑的齒輪使用壽命更長，這個粗糙度應該根據實驗來確定，合理的控制粗糙度，將齒輪的性能提升到最佳狀態。

4.3齒輪安裝階段控制

齒輪的安裝看起來很簡單，其實有比較高的要求，對于傳動齒輪的平衡度、垂直度都是有要求的，而且這個標準還很嚴格，稍微有一點偏差就會影響整體的性能，所以，在安裝階段應該有專業人士來進行指導，運用專業的工具輔助安裝，最大限度的減少齒輪間的摩擦，降低損耗，提高工作效率，延長使用壽命。

4.4齒輪使用及維護階段控制

在傳動齒輪的使用過程中，應盡量不要超過傳動齒輪的額定負荷量，油也要及時補充，保證傳動齒輪是在油的輔助下工作，此外，油不能摻入雜質，保持純凈，雜質進入齒輪間會增大摩擦系數，影響齒輪的正常工作。設備的使用過程中應該定期維護保養，并檢查傳動齒輪，及時發現問題并處理問題，對于可能發生的問題做到及早預防，防患于未然，防止出現傳動齒輪的失效問題。

5結束語

煤礦產業是我國比較重要的一部分，煤礦的產量決定于煤礦機械的工作效率，影響著經濟的發展，傳動齒輪在煤礦機械中發揮著重要的作用，保證傳動齒輪的正常工作是保證煤礦機械正常工作的重要前提，傳動齒輪失效是齒輪常見的問題，我們必須對其進行研究，找到避免失效的有效措施，每個階段嚴格把關，將失效概率降到最低，提高生產效率。

參考文獻

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