在直線傳動領域,齒輪齒條,同步帶,絲杠三種傳動方式為常見,下面來分析一下他們各自的優點缺點。
優點:承載力大,傳動精度較高,可達0.1mm,可-長度對接延續,傳動速度可以-,>;2m/s。
缺點:若加工安裝精度差,傳動噪音大,磨損大。
典型用途:大版面鋼板、玻璃數控切割機,建筑施工升降機可達30層樓高。
優點:承載力較大,負載再大就要加寬皮帶,傳動精度較高,傳動長度不可太大,否則需要考慮較大的彈性變形和振動,傳動距離大尤其不適合定位、連續性運動控制,如大版面數控設備的xy軸,但是可用于伺服電機到傳動齒輪或伺服電機到絲杠的短距離傳動。
缺點:短距離傳動速度可以-,噪音低。
典型用途: 小型數控設備、某些打印機
1普通梯形絲杠可以自鎖,這是優點,但是傳動效率低下,韓國齒條同步器,比上述二者低許多,所以不適合高速往返傳動。缺點是時間久了傳動間隙大,回程精度差,用在垂直傳動較合適。
2滾珠絲杠不能自鎖,傳動-,精度高,噪音低,適合高速往返傳動,但是水平傳動時跨距大了要考慮-轉速和自重下垂變形,所以傳動長度不可太大,要么改用絲母旋轉絲杠不動,但還是不能太長,要么就用齒輪齒條。典型用途:數控機床,小版面數控切割機。
非圓齒輪在運動學、幾何學等方---有-的傳動特點,但其尚未得到較為廣泛的應用,主要原因是設計和制造的困難。計算機技術和數控技術在非圓齒輪的設計和制造中的應用將解決該問題。為使計算機技術和數控技術在非圓齒輪的設計和制造中發揮好的作用,莫過于開發非圓齒輪的cad/cam系統。 為此,本文先對非圓齒輪的發展情況進行了綜合考察,介紹了計算機技術和數控技術在非圓齒輪的設計和制造方面的新進展情況。接著介紹非圓齒輪設計和制造的基本理論及發展,為系統開發建模時打下基礎。確定采用visual basic 語言來開發非圓齒輪的cad/cam 系統。構建了系統的基本框架,然后設計了包括給定傳動比函數、給定主動輪節曲線、實現再現函數等非圓齒輪節曲線設計模塊,同步器,開發非圓齒輪的齒廓設計模塊以及非圓齒輪加工模塊。 系統框架設計符合現代系統開發的基本原則和要求,采用面向對象進行開發,氣缸高速同步器,模塊的增加和修改非常方便,界面和交互性好。作者開發了一個對函數進行自動計算的控件,輸入傳動要求即可進行自動設計,氣缸同步升降器,節曲線的設計是全自動化的。所開發的每個節曲線模塊,都舉例進行設計。用vba 模擬加工過程生成橢圓齒輪的齒廓,所生成齒廓是矢量圖形,便于數控編程。在加工模塊中,設計了滾齒機和插齒機的數控程序自動生成。在所設計的各模塊中都通過了一般的測試,證明無誤。
升降機配件中磨損-,容易發生斷裂的就是齒輪,為什么升降機齒輪出現斷裂的現象呢?
在齒輪嚙合過程中,從動輪的輪齒與主動輪相接觸是由齒頂掃向齒根,齒根部位往往承受的交變彎曲應力,而節線上部的齒面承受的是脈動交變壓應力。較低的齒表面硬度會造成齒輪表面抗接觸疲勞強度降低,在交變應力作用下形成磨損-的齒面和表面麻點甚至剝落坑。齒根處較低的硬度將降低齒輪的彎曲疲勞強度。再加上該處有夾雜物存在,因此在交變應力作用下,疲勞裂紋在齒根處萌生并擴展。
上述分析看出,
齒表面硬度相對較低,致使齒輪在傳動過程中齒表面形成-磨損,在接觸應力作用下,齒表面形成接觸疲勞損傷。另外,升降機齒輪材料存在較-的組織缺陷,有鑄造缺陷和較大尺寸的夾雜物,使得材料的疲勞抗力降低。
結論與建議齒輪材料中有夾雜物存在以及齒根表面硬度較低,在承受交變應力作用下,疲勞裂紋在齒根部處起源,后造成齒輪的斷裂。建議按照齒輪使用條件合理選擇齒輪用材料和處理工藝,-足夠的齒表面硬度和-的組織狀態;對升降機齒輪運轉狀況進行測試,以獲得齒輪運行狀況的具體數據,為齒輪的設計、加工提供依據。