時間：2023-03-17 18:08:34
序論：在您撰寫機(jī)械傳動論文時，參考他人的優(yōu)秀作品可以開闊視野，小編為您整理的7篇范文，希望這些建議能夠激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，引導(dǎo)您走向新的創(chuàng)作高度。
機(jī)械設(shè)備是工業(yè)自動化生產(chǎn)設(shè)施，用其取代人工參與生產(chǎn)活動具有實用性特點，幫助企業(yè)解決高難度生產(chǎn)操作任務(wù)。隨著工業(yè)生產(chǎn)與制造規(guī)模擴(kuò)大化，機(jī)械設(shè)備工作期間產(chǎn)生的能耗系數(shù)越來越大，這與機(jī)械傳動系統(tǒng)效能存在直接關(guān)系。對機(jī)械傳動產(chǎn)生影響的主要因素有：（1）結(jié)構(gòu)因素。當(dāng)前，機(jī)械設(shè)備已廣泛應(yīng)用于不同領(lǐng)域，在工業(yè)制造與生產(chǎn)中發(fā)揮重要作用，自動化控制系統(tǒng)是主要模式。不同機(jī)械設(shè)備對內(nèi)部結(jié)構(gòu)要求不一樣，機(jī)械傳動能耗系數(shù)過大，很大一部分原因是由于內(nèi)部結(jié)構(gòu)不合理，機(jī)械零部件配合系數(shù)低，導(dǎo)致整臺設(shè)備運行速率地下。機(jī)械傳動有帶傳動、鏈傳動、齒輪傳動等不同方式，若傳動結(jié)合組合不科學(xué)則會影響工作效率。（2）操作因素。實際應(yīng)用階段，操作人員掌控設(shè)備方法不標(biāo)準(zhǔn)，容易造成機(jī)械零部件損耗過大，傳動系統(tǒng)運行帶來的能耗量過大。例如，數(shù)控機(jī)床操作人員對主軸控制不穩(wěn)定，傳動部件啟動后出現(xiàn)磨損，整臺機(jī)床工作效能將受到很大的影響。對于手動機(jī)械來說，人工操作水平直接決定機(jī)械傳動作業(yè)效率，一旦出現(xiàn)失誤則會增大能耗系數(shù)。（3）保養(yǎng)因素。除了日常使用外，后期保養(yǎng)對機(jī)械系統(tǒng)功能也有很大的影響，也是降低系統(tǒng)能耗系數(shù)的一大原因。機(jī)械化工程普及背景下，機(jī)械設(shè)備取代人工操作是必然趨勢，長期依賴機(jī)械設(shè)備也導(dǎo)致荷載量大增、故障率提高、維修次數(shù)增多。而后期保養(yǎng)措施不當(dāng)將增加傳動系統(tǒng)的能耗指標(biāo)，對人員及設(shè)備安全構(gòu)成威脅。
2機(jī)械傳動系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計方法
機(jī)械傳動系統(tǒng)是機(jī)械系統(tǒng)的核心構(gòu)成，傳動機(jī)構(gòu)的工作效率對整個機(jī)械設(shè)備運行有直接性影響。為了順序現(xiàn)代機(jī)械工程改造要求，必須要提出切實可行的節(jié)能設(shè)計改造方案，維持機(jī)械工程運行速率的穩(wěn)定性。結(jié)合常見的機(jī)械傳動方式，其節(jié)能設(shè)計改造方法：（1）齒輪傳動。齒輪傳動是依靠主動齒輪依次撥動從動齒輪來傳遞動力的，齒輪傳動節(jié)能設(shè)計的要點是保證齒輪瞬時角速度比始終保持穩(wěn)定。定軸齒輪系在工作時所有齒輪的回轉(zhuǎn)軸線固定不變。設(shè)計人員可根據(jù)齒輪傳動類型詳細(xì)設(shè)計，以最優(yōu)齒輪組合方式執(zhí)行傳動工作。例如，從零部件耗損率控制角度考慮，設(shè)計改造時可按照兩齒輪傳動時的相對運動為平面運動、空間運動，再將其分為平面齒輪傳動、空間齒輪傳動，選擇最高效的方式作為機(jī)械設(shè)備動力來源，減少了齒輪嚙合磨損。（2）蝸輪蝸桿傳動。渦輪蝸桿傳動效率偏低，且零部件磨損較大，長時間運行會出現(xiàn)不同程度的故障問題，阻礙了機(jī)械設(shè)備的穩(wěn)步運行。在節(jié)能改造設(shè)計中，可用專用工具安裝或拆卸，禁止用錘子敲擊減速機(jī)部件；根據(jù)公差配合要求裝配蝸輪輸出軸；嚴(yán)格采用原廠配備的齒輪和蝸輪蝸桿進(jìn)行成對更換；在空心軸上涂紅丹油或防粘劑，防止配合面積垢和過度磨損產(chǎn)生的生銹。（3）帶傳動。機(jī)械設(shè)備選用帶傳動系統(tǒng)具有安裝便捷、易操控等特點，但是帶傳動長時間處于高速、高溫旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下，易容易出現(xiàn)斷裂、耗損等問題。節(jié)能設(shè)計中，需對主動輪、從動輪、環(huán)形帶等進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，進(jìn)而提高傳動機(jī)構(gòu)的穩(wěn)定性。（4）鏈傳動。鏈傳動由主動鏈輪、從動鏈輪和環(huán)形鏈條組成，環(huán)形鏈條作為中間撓性件裝在平行軸上，動力和運動的傳遞依靠鏈輪輪齒與鏈條的嚙合動作完成。一般來說，鏈傳動節(jié)能設(shè)計與改造需注意鏈條、鏈輪的高效搭配。例如，鏈傳動工作時，為了便于鏈條聯(lián)成環(huán)形時內(nèi)、外鏈板正好相接，鏈接數(shù)一般取偶數(shù)；為了便于鏈接的嚙合，鏈輪軸面齒形兩側(cè)應(yīng)設(shè)計成圓弧狀；鏈傳動接頭處需要用開口銷或彈簧夾夾緊。鏈傳動節(jié)能設(shè)計要考慮傳動機(jī)構(gòu)形式，合理控制小鏈齒輪數(shù)量，小鏈齒輪數(shù)盡量多一些。
3機(jī)械傳動系統(tǒng)防護(hù)設(shè)計
機(jī)械工程快速發(fā)展趨勢下，人們對機(jī)械系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組合形式展開深入研究，如何在滿足機(jī)械系統(tǒng)工作性能前提下，通過優(yōu)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)以實現(xiàn)節(jié)能化控制，這是現(xiàn)代機(jī)械科技改造的先進(jìn)趨勢。機(jī)械傳動系統(tǒng)防護(hù)也是節(jié)能改造設(shè)計的一部分內(nèi)容，可綜合防范機(jī)械故障發(fā)生帶來的異常損耗。（1）齒輪傳動。傳動系統(tǒng)是機(jī)械設(shè)備的核心部分，能夠為整臺裝備提供足夠的動力來源，維持內(nèi)部元器件持續(xù)運轉(zhuǎn)。為了保證傳動系統(tǒng)工作的連續(xù)性和穩(wěn)定性，避免傳動系統(tǒng)零部件產(chǎn)生異常工況造成的危險事故，齒輪傳動機(jī)構(gòu)必須安裝全封閉的防護(hù)裝置。（2）皮帶傳動。動力是維持一切機(jī)器設(shè)備運行的基本條件，傳動系統(tǒng)是機(jī)械設(shè)備創(chuàng)造動力的根源。皮帶傳動裝置可以采用全封閉型防護(hù)裝置或帶有金屬骨架的防護(hù)網(wǎng)，也可以采用防護(hù)欄桿，從而保證皮帶傳動的耐用性和連續(xù)性。（3）聯(lián)軸器。除了對機(jī)械設(shè)備直接性的改造設(shè)計，還要注重設(shè)備使用后期的綜合養(yǎng)護(hù)，才可不斷延長設(shè)備的使用壽命。聯(lián)軸器需要加裝防護(hù)罩，確保其在工作時不被破壞，從而延長使用壽命，比如Ω型防護(hù)罩；安全聯(lián)軸器可以保證其在工作時沒有突出的部分，確保聯(lián)軸器的工作安全。
4結(jié)束語
鏈傳動這部分的教學(xué)目標(biāo)應(yīng)該是：學(xué)生掌握鏈傳動的優(yōu)缺點、應(yīng)用范圍、常見類型、套筒滾子鏈和套筒鏈的結(jié)構(gòu)構(gòu)成；掌握鏈傳動速度不均勻性產(chǎn)生的原因、傳動比計算方法、動載荷產(chǎn)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(shù)的確定方法、參數(shù)大小對性能的影響過程；掌握鏈傳動的設(shè)計過程和步驟；弄清鏈輪的結(jié)構(gòu)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(shè)計方法。根據(jù)上述教學(xué)目標(biāo)，筆者構(gòu)建了鏈傳動設(shè)計部分的教學(xué)邏輯：1．講解鏈傳動的優(yōu)缺點。應(yīng)明確鏈傳動的優(yōu)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(jié)構(gòu)構(gòu)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?zhǔn)亲顬槌Ｓ玫囊环N傳動鏈，講解其結(jié)構(gòu)時要結(jié)合結(jié)構(gòu)示意圖進(jìn)行講解，并說明每一部分的功能；3．講解鏈輪的結(jié)構(gòu)。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(jié)合鏈輪的結(jié)構(gòu)圖，說明滾子鏈輪的齒形為什么是“三圓弧一直線”結(jié)構(gòu)，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(jié)構(gòu)參數(shù)，以及如何計算這些幾何參數(shù)，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(dǎo)，證明鏈傳動時為何會產(chǎn)生速度的變化、為何會產(chǎn)生加速度、為何會產(chǎn)生沖擊載荷，以及這些參數(shù)的計算表達(dá)，進(jìn)而揭示鏈傳動規(guī)律性變化的運動特性本質(zhì)；5．講解鏈傳動的受力分析。受力分析要結(jié)合前面的運動分析及前面的皮帶傳動的有關(guān)公式推導(dǎo)過程進(jìn)行講解，結(jié)合示意圖，說清楚工作拉力、離心拉力、垂度拉力的產(chǎn)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(jié)合鏈傳動的過程中，各元件的運動方式、受力分析進(jìn)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(jié)合鏈傳動的失效形式進(jìn)行講解，說明功率曲線的由來，如何根據(jù)功率曲線進(jìn)行實際選型，以及如何進(jìn)行鏈傳動的靜強(qiáng)度計算；8．講解鏈傳動設(shè)計步驟。設(shè)計步驟其實就是最為重要的設(shè)計思想，是實際設(shè)計過程需要遵守的設(shè)計流程。這部分的講解可以結(jié)合一個設(shè)計題目進(jìn)行講解，通過設(shè)計過程，讓學(xué)生弄懂鏈傳動的設(shè)計步驟。這部分的教學(xué)還要告訴學(xué)生如何選擇諸如鏈輪齒數(shù)、傳動比、鏈節(jié)距、中心距、鏈節(jié)數(shù)等參數(shù)，說明這些參數(shù)的數(shù)值過大或過小會產(chǎn)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(qū)別，講清楚鏈傳動的張緊意義與皮帶傳動的區(qū)別，講解張緊方法及注意事項。按照上述的教學(xué)邏輯，教師將可以實現(xiàn)知識點上的教學(xué)連續(xù)性和相互關(guān)聯(lián)性，便于實施層層遞進(jìn)的教學(xué)過程，方便學(xué)生的學(xué)習(xí)和掌握。
二、鏈傳動設(shè)計部分幾個重點內(nèi)容的教學(xué)方法
鏈傳動的教學(xué)內(nèi)容雖然很多，但關(guān)鍵是要抓住最為關(guān)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(xué)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(jié)構(gòu)與參數(shù)選擇。為了提高上述幾個難點部分的教學(xué)效果，筆者采用了以下的教學(xué)方法。
（一）結(jié)合示意圖和公式推導(dǎo)深入分析鏈傳動的運動特性講解過程中先結(jié)合鏈傳動的動畫，讓學(xué)生看清楚，鏈傳動是如何工作的。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合圖2進(jìn)行講解。從圖2可以看出，當(dāng)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(dāng)于鏈節(jié)距p，邊數(shù)相當(dāng)于鏈輪齒數(shù)z。輪子每轉(zhuǎn)一周，帶子轉(zhuǎn)過的長度應(yīng)為np，當(dāng)兩鏈輪轉(zhuǎn)速分別為n2和n3時，存在關(guān)系式。
（二）結(jié)合公式推導(dǎo)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(yīng)結(jié)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(xiàn)動力傳遞的。因此，它的工作拉力可以直接應(yīng)用功率P（kW）和鏈速ν（m／s）進(jìn)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(zhì)量q和鏈速ν，可以用下面的方程進(jìn)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(zhì)量較大，會產(chǎn)生垂度拉力Ff。這一定要結(jié)合圖3進(jìn)行講解。可以看出，這個力學(xué)模型是一個高度簡化的處理方法，將鉸接的鏈節(jié)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(xué)平衡關(guān)系，并推導(dǎo)出垂度拉力的計算公式。該力學(xué)平衡關(guān)系。
（三）深入分析鏈傳動的參數(shù)選擇及確定方法這部分的講解要結(jié)合鏈傳動的設(shè)計步驟進(jìn)行。一般來說，設(shè)計滾子鏈時的原始數(shù)據(jù)為：傳動的功率、小鏈輪和大鏈輪的轉(zhuǎn)速（或傳動比）、原動機(jī)種類、載荷性質(zhì)及傳動用途等。設(shè)計步驟可以歸納為：選擇鏈輪齒數(shù)z1、z2，確定傳動比i，確定鏈傳動的型號，確定鏈節(jié)距，確定中心距和鏈長，鏈速和鏈輪的極限轉(zhuǎn)速，計算鏈傳動作用在軸上的力FQ等7個環(huán)節(jié)。這些環(huán)節(jié)說到底就是確定有關(guān)參數(shù)。在講解選擇大小鏈輪齒數(shù)時，關(guān)鍵是小鏈輪齒數(shù)的選擇，大鏈輪齒數(shù)根據(jù)傳動比自然就同時產(chǎn)生了。要說清楚小鏈輪齒數(shù)對鏈傳動的平穩(wěn)性和使用壽命有較大的影響，鏈輪齒數(shù)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(jié)間的相對轉(zhuǎn)角，從而增大功率消耗；3．增加鉸鏈承壓面間的壓強(qiáng)（因齒數(shù)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(shù)愈多，分度圓直徑的增量Δd就愈大，所以鏈節(jié)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(shù)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(chǎn)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(shù)太少，這將加速輪齒的磨損，容易出現(xiàn)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(shè)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(jù)額定功率和小鏈輪的轉(zhuǎn)速－功率曲線即可確定。但在確定過程中，教師一定要告訴學(xué)生，確定的型號并不是唯一的，可以根據(jù)自己面對的實際設(shè)計要求進(jìn)行一定的調(diào)整。比如說，如果動載荷不是一個關(guān)鍵的問題，希望鏈傳動的鏈條數(shù)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(dāng)然，這時可能需要采用多排鏈傳動。從而讓學(xué)生掌握如何靈活地在應(yīng)用中選擇鏈傳動型號。鏈節(jié)距是鏈傳動十分重要的參數(shù)。在講解過程中，教師要告訴學(xué)生，鏈節(jié)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(guān)系。要告訴學(xué)生，在設(shè)計時，在承載能力足夠條件下，應(yīng)選取較小節(jié)距的單排鏈，高速重載時，可選用小節(jié)距的多排鏈。一般，載荷大、中心距小、傳動比大時，選小節(jié)距多排鏈；速度不太高、中心距大、傳動比小時選大節(jié)距單排鏈。中心距的選擇同樣也是一個權(quán)衡的過程，因為當(dāng)鏈速不變，中心距小、鏈節(jié)數(shù)少的傳動，在單位時間內(nèi)同一鏈節(jié)的屈伸次數(shù)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(fā)生松邊上下顫動的現(xiàn)象，使傳動運行不平穩(wěn)。因此，實際設(shè)計時，推薦的最適宜的中心距a＝（30～50）p。但要告訴學(xué)生，這樣的確定方法只是一種近似的方法，關(guān)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(jīng)驗為驅(qū)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(jié)合前面關(guān)于鏈傳動的動載荷現(xiàn)象進(jìn)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(zhì)量很高，鏈節(jié)距較小，鏈輪齒數(shù)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(zhuǎn)速和極限轉(zhuǎn)速，可以通過有關(guān)手冊查到，告訴學(xué)生盡可能在最佳速度下設(shè)計，但不是絕對的。鏈輪軸上的受力FQ計算只要應(yīng)用公式就可以算出來。但要告訴學(xué)生，為了減少鏈傳動過程中鏈輪軸上的力，應(yīng)該盡量減少鏈的松邊垂度，并介紹減少垂度的有關(guān)方法。在上述有關(guān)設(shè)計步驟和參數(shù)確定方法講完后，教師要結(jié)合一個鏈傳動的設(shè)計例題進(jìn)行強(qiáng)化，讓學(xué)生真正掌握設(shè)計過程及每一步應(yīng)該解決的問題。
三、結(jié)束語
從客觀現(xiàn)實來看，我國礦山機(jī)械事故的發(fā)生概率大，最根本的原因在于對齒輪機(jī)械的故障分析水平低。從另一方面來看，由于井下工程建設(shè)生產(chǎn)的環(huán)境十分惡劣，對工程生產(chǎn)會產(chǎn)生直接的影響，與此同時在生產(chǎn)的建設(shè)過程中，對人的身體也會產(chǎn)生直接傷害。在井下的生產(chǎn)中，機(jī)械的使用通常是在白天進(jìn)行的，而工人也是以三班倒形式進(jìn)行輪流工作，這些客觀因素都會直接導(dǎo)致機(jī)械更容易出現(xiàn)故障，如果不能做到及時的維護(hù)，那么對日常工作將產(chǎn)生極其惡劣的影響。
1傳動齒輪失效的成因分析
現(xiàn)代井下運輸基本上都依靠齒輪運輸作為主要的運輸基礎(chǔ)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(zhì)條件的影響，其工作量十分大，這樣就導(dǎo)致齒輪經(jīng)常處于高負(fù)荷狀態(tài)下工作。而這些都會加重工作的負(fù)擔(dān)，導(dǎo)致在生產(chǎn)中產(chǎn)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(jìn)行基層生產(chǎn)的過程中，通過層面的生產(chǎn)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(jī)制，也大大加重了工作負(fù)擔(dān)。因此在井下運輸中，齒輪的消耗是十分快的，而在建設(shè)過程中，齒輪的磨損，也會直接影響到生產(chǎn)的可持續(xù)性。
2）表面金屬疲勞。金屬疲勞顧名思義是齒輪表面或內(nèi)部出現(xiàn)的一種材料損傷情況，對于持續(xù)性的高效率生產(chǎn)，齒輪的金屬內(nèi)部構(gòu)造會產(chǎn)生一定的拉傷，主要成因就是因為在生產(chǎn)的過程中，生產(chǎn)力超過了齒輪的額定荷載上線，從而導(dǎo)致內(nèi)部出現(xiàn)裂紋，而生產(chǎn)過程中，這些裂紋就會導(dǎo)致齒輪的斷裂，嚴(yán)重?fù)p害了井下生產(chǎn)傳動系統(tǒng)的安全性。
3）塑性流動。塑性變形會導(dǎo)致嚴(yán)重的飛邊現(xiàn)象產(chǎn)生，對周邊的生產(chǎn)等也會產(chǎn)生影響。由于齒面失去了部分的作用效果，在使用中就會導(dǎo)致出現(xiàn)人字形的魚尾狀皺紋，并導(dǎo)致整體結(jié)構(gòu)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(chǎn)中，齒輪發(fā)生斷裂的原因有很多，斷裂導(dǎo)致的問題則影響嚴(yán)重。其中最主要的斷裂原因分別為疲勞損傷斷裂、負(fù)荷斷裂、磨損斷裂以及淬煉斷裂等。出現(xiàn)以上問題的主要因素在于，制造加工的過程中沒有嚴(yán)格按照相關(guān)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行澆筑制造。導(dǎo)致在生產(chǎn)后，齒輪中出現(xiàn)較大的缺陷，在使用中引起了一系列的嚴(yán)重影響。其次在安裝的使用過程中，沒有選擇較大的使用標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致在生產(chǎn)的過程中，齒輪長時間處于超高負(fù)荷的生產(chǎn)之中。
2提高礦用機(jī)械齒輪使用時間的主要措施
針對礦山機(jī)械的日常使用中，由于極易出現(xiàn)磨損問題，在日常的使用中，需要從以下幾點進(jìn)行注意，并在使用中進(jìn)行及時維護(hù)，才能夠確保安全生產(chǎn)。
1）應(yīng)用短圓柱型的滾子，輔助齒輪進(jìn)行傳動運輸，保證在齒輪的日常運行中，能夠安全有效地進(jìn)行生產(chǎn)，而在這一類的生產(chǎn)中，需要通過對技術(shù)上的科研改進(jìn)，進(jìn)而確保整體生產(chǎn)的有效性。在生產(chǎn)過程中，煤礦的機(jī)械齒輪其轉(zhuǎn)動控制作用，對于緩解機(jī)械生產(chǎn)中的消耗，都有較高的減緩作用，這樣對煤礦的日常生產(chǎn)都能夠有效降低其生產(chǎn)的成本。在生產(chǎn)的過程中，通過對煤礦機(jī)械齒輪的有效控制，能夠在現(xiàn)代技術(shù)的帶動下，為工作提供有效的生產(chǎn)形勢。
2）利用短圓柱滾子的結(jié)構(gòu)特點，在使用轉(zhuǎn)輪進(jìn)行外圈固定的過程中，不僅能夠有效增強(qiáng)滾柱的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，同時也能夠更好地促進(jìn)柱子的良好性，而采取輪齒的鉆孔排距，在運輸?shù)倪^程中，由于阻力的調(diào)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(tǒng)運輸裝置，能夠在延續(xù)煤礦機(jī)械的運轉(zhuǎn)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(diào)試過程中的使用情況呈現(xiàn)一定的正比例關(guān)系。在使用的過程中，從煤礦機(jī)械的齒輪油能否保證滾子順暢性進(jìn)行分析，內(nèi)圈和軸距之間，其圓柱式滾子，能夠更好地保證施工的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。
3）煤礦運輸機(jī)械的齒輪中短圓柱滾子的數(shù)量。在對煤礦機(jī)械的短圓柱滾子型號的確定過程中，針對運輸?shù)奶攸c進(jìn)行型號確定，其選擇需要遵循以下幾點。首先，煤礦機(jī)械的齒輪從短圓柱滾子的數(shù)量進(jìn)行確定，歸納其中可能出現(xiàn)的諸多失誤，并以此來完成整體機(jī)械的模型設(shè)計。在設(shè)計的過程中，分析煤礦機(jī)械的齒輪短圓柱滾子數(shù)量，以對其中的典型性進(jìn)行確定。礦山機(jī)械的功率通常較高，所以在進(jìn)行工作的運行過程中，其負(fù)荷也比較大，所以在進(jìn)行型號的選擇上，一般需要控制在k＝10的基礎(chǔ)以上，其中k＝10是滿足基本使用定律的根本。為保證在生產(chǎn)張軸承的承重效應(yīng)符合工作需求，需要對不符合的零部件進(jìn)行取締。
4）針對機(jī)械齒輪的處理。不論在何種環(huán)境下使用大型機(jī)械，對齒輪的都是保證機(jī)械正常運行的根本所在。而針對煤礦井下操作環(huán)境中的惡劣性，對齒輪的更為重要，在進(jìn)行齒輪的過程中，從齒輪和軸承的抗震性、抗沖擊性、精準(zhǔn)性等多個方面進(jìn)行考慮后，方可進(jìn)行精密，保證軸承的承受力，在日常的操作范圍之內(nèi)。井下作業(yè)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(yuǎn)遠(yuǎn)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(chǎn)作業(yè)，而在生產(chǎn)作業(yè)的過程中，惡劣的環(huán)境也會加重這一生產(chǎn)的機(jī)械部件。所以及時有效的工作，對機(jī)械零部件的使用壽命，以及井下生產(chǎn)都有不錯的促進(jìn)作用。大型礦井下，對機(jī)械工作量大的設(shè)備，應(yīng)當(dāng)保持其齒構(gòu)件在生產(chǎn)工作中的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，這樣才能夠確保生產(chǎn)工作的有序進(jìn)行。
3結(jié)語
關(guān)鍵詞：煤礦機(jī)械；傳動齒輪；失效；有效措施
在煤礦產(chǎn)業(yè)中，傳動齒輪應(yīng)用非常廣泛，是煤礦機(jī)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(dǎo)致超重現(xiàn)象，長時間高強(qiáng)度的工作就會導(dǎo)致傳動齒輪出現(xiàn)問題，導(dǎo)致機(jī)器癱瘓，影響煤礦的施工作業(yè)，降低生產(chǎn)效率，甚至造成安全隱患。
1傳動齒輪的工作環(huán)境及工作特點
煤礦的生產(chǎn)作業(yè)一般都是在礦井中進(jìn)行的，傳動齒輪的工作環(huán)境大多都是在地下進(jìn)行生產(chǎn)作業(yè)，井下的環(huán)境比較復(fù)雜惡劣，所以傳動齒輪要適應(yīng)井下復(fù)雜的結(jié)構(gòu)情況，因此相對而言傳動結(jié)構(gòu)也復(fù)雜一點。由于煤礦是重型產(chǎn)業(yè)，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(qiáng)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(xiàn)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(jīng)過時間慢慢磨損的，不影響齒輪的正常轉(zhuǎn)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(fā)出噪音，由于磨損的程度比較大，損失機(jī)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(yán)重的損傷，嚴(yán)重影響傳動齒輪工作的效率，破壞了齒輪的結(jié)構(gòu)，大大縮短齒輪的使用壽命；磨料性磨損是指在齒輪中間進(jìn)入了一些顆粒，增大了齒輪間的摩擦系數(shù)，摩擦力增大，加速了齒輪的磨損，可能會出現(xiàn)齒輪停止轉(zhuǎn)動的現(xiàn)象；腐蝕性磨損就是在齒輪轉(zhuǎn)動的過程中與周圍的化學(xué)物質(zhì)發(fā)生的反應(yīng)，發(fā)生了齒輪表面的腐蝕，嚴(yán)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(yīng)力的反復(fù)作用下，造成材料的疲勞，當(dāng)作用的應(yīng)力超出了材料的疲勞極限時，裂紋就會延伸擴(kuò)張，加速齒輪的損壞，出現(xiàn)齒輪失效。
2.3傳動齒輪膠合失效
齒輪的轉(zhuǎn)動需要油的幫助，在強(qiáng)重力作用下，齒輪間的油不能及時的補(bǔ)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(zhuǎn)的情況下，溫度上升，可能造成齒輪的膠合，出現(xiàn)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(fù)荷斷裂以及淬性斷裂等。疲勞斷裂就是齒輪在彎曲應(yīng)力的反復(fù)作用下，出現(xiàn)裂痕，當(dāng)應(yīng)力超出了齒輪的疲勞極限時，裂痕繼續(xù)擴(kuò)張，導(dǎo)致斷裂；高負(fù)荷斷裂是指在高強(qiáng)度的作業(yè)狀態(tài)下，負(fù)荷已經(jīng)超出了齒輪的額定負(fù)荷導(dǎo)致的破壞性斷裂，或者由于腐蝕使得齒輪部分點出現(xiàn)點蝕，導(dǎo)致斷裂等；淬性斷裂是指傳動齒輪經(jīng)過熱處理時產(chǎn)生了過大的內(nèi)應(yīng)力，產(chǎn)生裂紋，外界的壓應(yīng)力與彎曲應(yīng)力的作用下，產(chǎn)生疲勞，當(dāng)超過它的疲勞極限時就會促使裂紋延伸，導(dǎo)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(jié)果。
3傳動齒輪出現(xiàn)失效的具體原因
設(shè)計階段：由于齒輪工作環(huán)境的特殊性，決定了煤礦機(jī)械齒輪設(shè)計的特殊性，在設(shè)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(tǒng)的設(shè)計來設(shè)計煤礦機(jī)械傳動齒輪，造成傳動齒輪不能滿足礦井下高強(qiáng)度，環(huán)境復(fù)雜的要求，達(dá)不到韌度、抗沖擊和耐疲勞的要求，這是導(dǎo)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(shè)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(zhì)量把控不嚴(yán)格，鍛造時化學(xué)成分超標(biāo)或者化學(xué)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(biāo)，就會增加齒輪的脆性，容易發(fā)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(dǎo)致傳動齒輪的失效，安裝的位置出現(xiàn)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(bǔ)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(dǎo)致傳動齒輪的失效。
4避免傳動齒輪失效的有效措施
根據(jù)上述傳動齒輪出現(xiàn)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(xiàn)。
4.1齒輪設(shè)計階段控制
設(shè)計階段要充分的對煤礦齒輪的工作環(huán)境進(jìn)行研究考察，只有充分了解齒輪的工作環(huán)境和工作性能的需要，才能對齒輪提出合理化的設(shè)計。根據(jù)煤礦齒輪工作的特殊性，優(yōu)化齒輪的設(shè)計方案，滿足齒輪抗沖擊力、耐疲勞性以及承載力的要求，進(jìn)行精確的計算，在符合國家標(biāo)準(zhǔn)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(qiáng)度，最好經(jīng)過研究確定選材，確定油等，以免后期工作出現(xiàn)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(zhì)量，要嚴(yán)格控制齒輪制造過程中的質(zhì)量，改善制造工藝，提高工藝質(zhì)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(yīng)該根據(jù)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(tài)。
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(biāo)準(zhǔn)還很嚴(yán)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(yīng)該有專業(yè)人士來進(jìn)行指導(dǎo)，運用專業(yè)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(hù)階段控制
在傳動齒輪的使用過程中，應(yīng)盡量不要超過傳動齒輪的額定負(fù)荷量，油也要及時補(bǔ)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(zhì)，保持純凈，雜質(zhì)進(jìn)入齒輪間會增大摩擦系數(shù)，影響齒輪的正常工作。設(shè)備的使用過程中應(yīng)該定期維護(hù)保養(yǎng)，并檢查傳動齒輪，及時發(fā)現(xiàn)問題并處理問題，對于可能發(fā)生的問題做到及早預(yù)防，防患于未然，防止出現(xiàn)傳動齒輪的失效問題。
5結(jié)束語
煤礦產(chǎn)業(yè)是我國比較重要的一部分，煤礦的產(chǎn)量決定于煤礦機(jī)械的工作效率，影響著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，傳動齒輪在煤礦機(jī)械中發(fā)揮著重要的作用，保證傳動齒輪的正常工作是保證煤礦機(jī)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(jìn)行研究，找到避免失效的有效措施，每個階段嚴(yán)格把關(guān)，將失效概率降到最低，提高生產(chǎn)效率。
參考文獻(xiàn)
[1]張玉玉.分析煤礦機(jī)械傳動齒輪失效形式[J].黑龍江科技信息，2015，23：80.
[2]劉穎.煤礦機(jī)械傳動齒輪失效形式分析及改進(jìn)措施[J].煤炭技術(shù)，2013，1：38-39.
[3]蔚海文.煤礦機(jī)械傳動齒輪失效形式及對措[J].山西焦煤科技，2011，4：50-53.
判斷方法液壓傳動系統(tǒng)在施工的過程中可能會出現(xiàn)一些小的故障，雖然并不會明顯地表現(xiàn)出來，對于當(dāng)時的施工也并沒有影響，卻為以后的工作埋下了隱患。因此，必須要有專業(yè)的檢查人員來對液壓傳動系統(tǒng)進(jìn)行定期的檢查，從而能夠及時發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中存在的故障隱患，并進(jìn)行及時地維修，排除故障，保證系統(tǒng)的正常運作。定期檢查分析判斷法是唯一一種能夠在故障發(fā)生之前檢測出來的方法，也是維護(hù)液壓傳動系統(tǒng)最實用的方法。
2工程機(jī)械液壓傳動系統(tǒng)故障的處理方法
2.1液壓泵故障處理方法
液壓泵在液壓傳動系統(tǒng)中主要承擔(dān)的提供動力的任務(wù)，在施工中，常用的液壓泵有齒輪油泵和葉片泵等類型。齒輪油泵在使用的過程中常出現(xiàn)的故障就是液體的泄露，當(dāng)液壓泵中的液體泄露出去之后，泵內(nèi)的流量和壓力都將變小，無法達(dá)到工作時的需求，這時，可以檢查軸承、齒輪，及時更換損壞的元件。而葉片泵常發(fā)生的故障則是由于定子與配流盤相互磨損引起的，維修時應(yīng)當(dāng)將葉片泵進(jìn)行拆解，并且更換磨損嚴(yán)重的定子，同時檢查轉(zhuǎn)子和葉片是否存在磨損現(xiàn)象，當(dāng)出現(xiàn)問題時，也要及時維修。
2.2液壓馬達(dá)故障處理方法
相對于液壓泵來說，液壓馬達(dá)出現(xiàn)故障的頻率要小得多。因此，液壓馬達(dá)并不需要頻繁的維修，只需要在平時使用時注意保養(yǎng)和維護(hù)，就能夠大大降低馬達(dá)故障的可能性。在使用的過程中，加入液壓馬達(dá)的液壓油要選用合格、干凈的油，并且要進(jìn)行仔細(xì)地過濾，防止雜質(zhì)進(jìn)入馬達(dá)，液壓油中含有雜質(zhì)，將會嚴(yán)重磨損液壓馬達(dá)，減少馬達(dá)的壽命。另外，在更換油管的時候，要注意不要讓液壓馬達(dá)內(nèi)的液壓油泄露出來，否則空氣進(jìn)入馬達(dá)，將會引起震動和噪音，將會損壞馬達(dá)，影響正常運行。
2.3液壓油缸故障處理方法
液壓油缸是為液壓傳動系統(tǒng)提供壓力的部位。液壓油缸經(jīng)常發(fā)生的故障分為兩種，一種是液壓油泄露，另外一種則是運動爬行。如果液壓油缸發(fā)生液壓油泄露的情況，就要及時檢查油缸的密封元件是否破損，如果發(fā)生損壞，就要及時更換，阻止液壓油繼續(xù)泄露。如果液壓油缸存在運動爬行的故障，則要仔細(xì)地分析究竟是那種原因，其中原因可能會使油缸密封元件緊弛度不合適，有可能是空氣進(jìn)入了油缸內(nèi)，或者是液壓油內(nèi)含有雜質(zhì)等，不同的原因要運用不同的方式來排除故障。
2.4控制閥故障處理方法
控制閥在液壓傳動系統(tǒng)中發(fā)揮著調(diào)節(jié)與控制液壓的作用。控制閥之間、控制閥與其他元件之間的配合必須非常精密，才能夠保證機(jī)械的正常運行，因此，在維修時必須注意不要損壞控制閥。當(dāng)控制閥出現(xiàn)一般的故障時，在維修的過程中應(yīng)當(dāng)盡量避免抽動控制閥，如果抽動次數(shù)過多，也會影響其精密性，使其無法正常工作。控制閥出現(xiàn)故障的原因可能是閥芯被磨損，這時可以研磨接觸線，以此來進(jìn)行修正。如果不是閥芯的故障，那么有可能是調(diào)壓彈簧出現(xiàn)了問題，那么就要對此進(jìn)行維修。
2.5管接頭故障處理方法
管接頭指的就是液壓傳動系統(tǒng)中那些管道的銜接與焊接處，在機(jī)械工作過程中，由于高頻率的震動，很容易使管接頭損壞。進(jìn)行維修時，就要注意管路的安置，在不影響系統(tǒng)正常運作的前提下，要盡量保持兩管道之間的距離，防止管道接觸而產(chǎn)生的摩擦，這樣，就能大大降低磨損的可能性。另外，在進(jìn)行管道安裝時，一定要保持清潔，管路上不能有雜質(zhì)、氧化物等物質(zhì)，如果管道安裝時需要彎曲，要保證其彎曲直徑在其能承受的范圍內(nèi)，并且讓彎曲處盡量遠(yuǎn)離接口處。
3工程機(jī)械液壓傳動系統(tǒng)故障的預(yù)防
關(guān)鍵詞：機(jī)械傳動齒輪失效主要形式預(yù)防措施
齒輪傳動是現(xiàn)代機(jī)械傳動中廣泛采用的主要運動形式之一。做為最常見的機(jī)械傳動零件，它優(yōu)點很多應(yīng)用廣泛。但是，齒輪傳動也存在其固有的缺點：不能緩和沖擊作用。當(dāng)制造、安裝和使用過程中出現(xiàn)不當(dāng)情況往往會引起較大的振動、噪聲，甚至發(fā)生斷裂等失效故障。產(chǎn)生齒輪失效的原因比較復(fù)雜，下面就此進(jìn)行探討。
1、齒輪失效的主要形式
1.1 輪齒折斷
輪齒受力后，相當(dāng)于懸臂梁受載，齒根部彎曲應(yīng)力最大，同時齒根又有較大的應(yīng)力集中，因此，輪齒彎曲折斷一般發(fā)生在齒根部分。齒輪傳動工作時，輪齒每嚙合一次，齒根彎曲應(yīng)力變化一次。當(dāng)彎曲應(yīng)力超過彎曲疲勞極限，輪齒重復(fù)受載后，齒根處就會產(chǎn)生疲勞裂紋，并逐漸擴(kuò)展，致使輪齒折斷，這種折斷稱為疲勞折斷。輪齒受到短時意外的嚴(yán)重過載或沖擊載荷作用也易造成突然折斷，這種折斷稱為過載折斷。
1.2 齒面點蝕
齒面點蝕是一種在輪齒表面上出現(xiàn)麻點的齒面疲勞損傷。齒輪傳動工作時，輪齒表面的接觸應(yīng)力呈脈動變化。在接觸應(yīng)力作用下工作一定時間后，靠近節(jié)線的齒根表面就會出現(xiàn)若干小裂紋，油滲入裂紋，當(dāng)裂紋隨輪齒嚙合而閉合后，封閉在裂紋中的油在壓力作用下，產(chǎn)生楔擠作用而使裂紋擴(kuò)大，最后導(dǎo)致表層小片狀剝落而形成麻點狀凹坑，稱為齒面疲勞點蝕。齒輪發(fā)生齒面點蝕后，嚴(yán)重影響傳動的工作平穩(wěn)性并產(chǎn)生振動和噪音，影響傳動的正常工作，甚至導(dǎo)致傳動的破壞。
1.3 齒面膠合
膠合是比較嚴(yán)重的粘著磨損，在高速重載傳動中時，因滑動速度高而產(chǎn)生的瞬時高溫會使油膜破裂，造成齒面間的粘焊現(xiàn)象，粘焊處被撕脫后，輪齒表面沿滑動方向均成溝痕，這種膠合稱為熱膠合。在低速重載傳動中，不易形成油膜，摩擦熱雖不大，但也可能因重載而出現(xiàn)冷粘著，這種膠合稱為冷膠合。熱膠合是高速、重載材料傳動的主要失效形式。
1.4 齒面磨損
互相嚙合的兩齒廓表面有相對滑動，在載荷作用下，會引起齒面的磨損。如果磨損的速度符合預(yù)定的設(shè)計使用期限，則應(yīng)視為正常磨損。正常磨損的齒面很光亮，沒有明顯的痕跡。在規(guī)定的磨損量界限內(nèi)，并不影響齒輪的工作能力。但齒面磨損嚴(yán)重后，輪齒將失去正確的齒形，會導(dǎo)致嚴(yán)重的噪音和振動，影響齒輪正常工作，齒厚逐漸減薄，最后導(dǎo)致輪齒因強(qiáng)度不足而折斷。
1.5 齒面塑性變形
當(dāng)齒輪材料較軟而載荷及摩擦力又很大時，在嚙合過程中，齒面表層材料就會沿著摩擦力的方向產(chǎn)生塑性變形，從而破壞正確齒形。在主動輪齒面節(jié)線的兩側(cè)，齒頂和齒根的摩擦力方向相背，在節(jié)線附近形成凹溝；在從動輪齒節(jié)線的兩側(cè)，齒頂和齒根摩擦力方向相對，因此在節(jié)線附近形成凸脊，齒面塑性流動破壞了正確的漸開線齒廓，導(dǎo)致輪齒從動失效。
2、導(dǎo)致齒輪失效現(xiàn)象的主要誘因分析
(1)制造誤差齒輪制造時造成的主要異常有:偏心、齒距偏差和齒形誤差等。
所謂偏心，是指齒輪(一般為旋轉(zhuǎn)體)的幾何中心和旋轉(zhuǎn)中心不重合。齒距偏差是指齒輪的實際齒距與公稱齒距之差;而齒形誤差是指漸開線齒廓有誤差。
(2)裝配不良齒輪裝配不當(dāng)，會造成齒輪的工作性能惡化。例如，在齒寬方向只有一端接觸，或者齒輪的直線性偏差等，使齒輪所承受的載荷在齒寬方向不均勻，不能平穩(wěn)地傳遞動力。這種情況使齒的局部增加多余的載荷，有可能造成斷齒，此現(xiàn)象稱為“一端接觸”。
3、預(yù)防和改進(jìn)齒輪傳動失效的措施探討
3.1 優(yōu)化設(shè)計
機(jī)械齒輪在不加大外形尺寸的條件下，如何提高其強(qiáng)度和壽命是從設(shè)計環(huán)節(jié)預(yù)防和改進(jìn)齒輪傳動失效的主要方向。特別是對于承受重載和沖擊載荷的機(jī)械齒輪,其彎曲極限應(yīng)力強(qiáng)度和接觸耐久性極限強(qiáng)度都必須得到有效提升，這就需要不斷優(yōu)化設(shè)計，包括優(yōu)化選材、優(yōu)化齒形結(jié)構(gòu)、采用先進(jìn)加工和處理工藝，這樣才能通過表面光潔度、合理的硬度和嚙合參數(shù)、有效的參數(shù)、裝配要求等工藝的提升，來實現(xiàn)避免齒輪傳動失效的現(xiàn)象。
3.2 合理選材
齒輪材料的選擇,要根據(jù)強(qiáng)度、韌性和工藝性能要求,綜合考慮。對于承受重載和沖擊載的齒輪,采用含Ni的以Ni-Cr和Ni-Cr-Mo合金滲碳鋼為主的鋼材(含Ni量2%-4%)；對于負(fù)載比較穩(wěn)定或功率較小、模數(shù)較小的齒輪,亦可選用無Ni-Mn鋼。同時，應(yīng)盡量選用冶金質(zhì)量好的真空脫氣精煉鋼和電渣重熔合金鋼，這種鋼材的純度高,具有較好的致密度,含氧、氮和非金屬等雜質(zhì)極少,塑性和韌性高,減少了機(jī)械性能和各向異性，齒輪極限荷可提高15%-20%。
3.3 應(yīng)用熱處理工藝術(shù)
傳動機(jī)械齒輪的承載能力不僅取決于表面硬度,還取決于表層向芯部過渡區(qū)的剪切強(qiáng)度的比值。深層滲碳淬火是提高芯部硬度的有效措施，滲碳齒輪經(jīng)過淬火和回火，不但能硬化表層,還能產(chǎn)生壓應(yīng)力。它可比單純滲碳齒輪的強(qiáng)度極限應(yīng)力提高13%以上,壽命可提高1倍。需注意的是，在熱處理后，還應(yīng)進(jìn)行油浴人工時效處理。
3.4 表面強(qiáng)化處理
對齒面和齒根進(jìn)行噴丸強(qiáng)化處理,通常是齒輪加工的最后一道工序,可在滲碳淬火或磨齒后進(jìn)行。嚴(yán)格按照設(shè)計的噴丸工藝要求操作，能使齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度提高30%-50%,使齒根彎曲疲勞強(qiáng)度得到改善能有效地阻止裂紋擴(kuò)展,使實際載荷比外加載荷小得多。
3.5 正確安裝運行
實踐表明，齒輪的安裝精度對其承載能力、磨損和使用壽命影響很大。無論是新安裝、更換或檢修安裝，都應(yīng)按照安裝技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，確保齒輪軸心線的水平度、平行度、中心距、軸承間隙、齒輪側(cè)隙、頂隙、接觸區(qū)域或軸向竄動量等。
3.6 有效
對于齒輪的磨損失效有著重要的影響,應(yīng)當(dāng)引起足夠的重視。機(jī)械傳動齒輪的接觸應(yīng)力通常很高,因此輪齒接觸表面材質(zhì)的局部彈性形變不容忽視，因此，應(yīng)根據(jù)各類工況對齒面強(qiáng)度的影響進(jìn)行具體分析，通過有效、合理來避免齒輪失效現(xiàn)象的發(fā)生。
4、結(jié)語
齒輪的失效形式雖然多種多樣，但在實際工作應(yīng)具體分析齒輪失效的誘因，才能作出正確的選擇，合理加強(qiáng)齒輪加工、使用和維修保養(yǎng)措施，從而有效避免齒輪失效現(xiàn)象的發(fā)生。
參考文獻(xiàn)
關(guān)鍵詞：煤礦機(jī)械；傳動齒輪；失效；有效措施
在煤礦產(chǎn)業(yè)中，傳動齒輪應(yīng)用非常廣泛，是煤礦機(jī)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(dǎo)致超重現(xiàn)象，長時間高強(qiáng)度的工作就會導(dǎo)致傳動齒輪出現(xiàn)問題，導(dǎo)致機(jī)器癱瘓，影響煤礦的施工作業(yè)，降低生產(chǎn)效率，甚至造成安全隱患。
1 傳動齒輪的工作環(huán)境及工作特點
煤礦的生產(chǎn)作業(yè)一般都是在礦井中進(jìn)行的，傳動齒輪的工作環(huán)境大多都是在地下進(jìn)行生產(chǎn)作業(yè)，井下的環(huán)境比較復(fù)雜惡劣，所以傳動齒輪要適應(yīng)井下復(fù)雜的結(jié)構(gòu)情況，因此相對而言傳動結(jié)構(gòu)也復(fù)雜一點。由于煤礦是重型產(chǎn)業(yè)，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(qiáng)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(xiàn)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(jīng)過時間慢慢磨損的，不影響齒輪的正常轉(zhuǎn)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(fā)出噪音，由于磨損的程度比較大，損失機(jī)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(yán)重的損傷，嚴(yán)重影響傳動齒輪工作的效率，破壞了齒輪的結(jié)構(gòu)，大大縮短齒輪的使用壽命；磨料性磨損是指在齒輪中間進(jìn)入了一些顆粒，增大了齒輪間的摩擦系數(shù)，摩擦力增大，加速了齒輪的磨損，可能會出現(xiàn)齒輪停止轉(zhuǎn)動的現(xiàn)象；腐蝕性磨損就是在齒輪轉(zhuǎn)動的過程中與周圍的化學(xué)物質(zhì)發(fā)生的反應(yīng)，發(fā)生了齒輪表面的腐蝕，嚴(yán)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(yīng)力的反復(fù)作用下，造成材料的疲勞，當(dāng)作用的應(yīng)力超出了材料的疲勞極限時，裂紋就會延伸擴(kuò)張，加速齒輪的損壞，出現(xiàn)齒輪失效。
2.3 傳動齒輪膠合失效
齒輪的轉(zhuǎn)動需要油的幫助，在強(qiáng)重力作用下，齒輪間的油不能及時的補(bǔ)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(zhuǎn)的情況下，溫度上升，可能造成齒輪的膠合，出現(xiàn)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(fù)荷斷裂以及淬性斷裂等。疲勞斷裂就是齒輪在彎曲應(yīng)力的反復(fù)作用下，出現(xiàn)裂痕，當(dāng)應(yīng)力超出了齒輪的疲勞極限時，裂痕繼續(xù)擴(kuò)張，導(dǎo)致斷裂；高負(fù)荷斷裂是指在高強(qiáng)度的作業(yè)狀態(tài)下，負(fù)荷已經(jīng)超出了齒輪的額定負(fù)荷導(dǎo)致的破壞性斷裂，或者由于腐蝕使得齒輪部分點出現(xiàn)點蝕，導(dǎo)致斷裂等；淬性斷裂是指傳動齒輪經(jīng)過熱處理時產(chǎn)生了過大的內(nèi)應(yīng)力，產(chǎn)生裂紋，外界的壓應(yīng)力與彎曲應(yīng)力的作用下，產(chǎn)生疲勞，當(dāng)超過它的疲勞極限時就會促使裂紋延伸，導(dǎo)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(jié)果。
3 傳動齒輪出現(xiàn)失效的具體原因
設(shè)計階段：由于齒輪工作環(huán)境的特殊性，決定了煤礦機(jī)械齒輪設(shè)計的特殊性，在設(shè)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(tǒng)的設(shè)計來設(shè)計煤礦機(jī)械傳動齒輪，造成傳動齒輪不能滿足礦井下高強(qiáng)度，環(huán)境復(fù)雜的要求，達(dá)不到韌度、抗沖擊和耐疲勞的要求，這是導(dǎo)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(shè)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(zhì)量把控不嚴(yán)格，鍛造時化學(xué)成分超標(biāo)或者化學(xué)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(biāo)，就會增加齒輪的脆性，容易發(fā)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(dǎo)致傳動齒輪的失效，安裝的位置出現(xiàn)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(bǔ)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(dǎo)致傳動齒輪的失效。
4 避免傳動齒輪失效的有效措施
根據(jù)上述傳動齒輪出現(xiàn)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(xiàn)。
4.1 齒輪設(shè)計階段控制
設(shè)計階段要充分的對煤礦齒輪的工作環(huán)境進(jìn)行研究考察，只有充分了解齒輪的工作環(huán)境和工作性能的需要，才能對齒輪提出合理化的設(shè)計。根據(jù)煤礦齒輪工作的特殊性，優(yōu)化齒輪的設(shè)計方案，滿足齒輪抗沖擊力、耐疲勞性以及承載力的要求，進(jìn)行精確的計算，在符合國家標(biāo)準(zhǔn)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(qiáng)度，最好經(jīng)過研究確定選材，確定油等，以免后期工作出現(xiàn)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(zhì)量，要嚴(yán)格控制齒輪制造過程中的質(zhì)量，改善制造工藝，提高工藝質(zhì)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(yīng)該根據(jù)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(tài)。
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(biāo)準(zhǔn)還很嚴(yán)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(yīng)該有專業(yè)人士來進(jìn)行指導(dǎo)，運用專業(yè)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(hù)階段控制
在傳動齒輪的使用過程中，應(yīng)盡量不要超過傳動齒輪的額定負(fù)荷量，油也要及時補(bǔ)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(zhì)，保持純凈，雜質(zhì)進(jìn)入齒輪間會增大摩擦系數(shù)，影響齒輪的正常工作。設(shè)備的使用過程中應(yīng)該定期維護(hù)保養(yǎng)，并檢查傳動齒輪，及時發(fā)現(xiàn)問題并處理問題，對于可能發(fā)生的問題做到及早預(yù)防，防患于未然，防止出現(xiàn)傳動齒輪的失效問題。
5 結(jié)束語
煤礦產(chǎn)業(yè)是我國比較重要的一部分，煤礦的產(chǎn)量決定于煤礦機(jī)械的工作效率，影響著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，傳動齒輪在煤礦機(jī)械中發(fā)揮著重要的作用，保證傳動齒輪的正常工作是保證煤礦機(jī)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(jìn)行研究，找到避免失效的有效措施，每個階段嚴(yán)格把關(guān)，將失效概率降到最低，提高生產(chǎn)效率。
參考文獻(xiàn)
[1]張玉玉.分析煤礦機(jī)械傳動齒輪失效形式[J].黑龍江科技信息，
2015，23：80.
[2]劉穎.煤礦機(jī)械傳動齒輪失效形式分析及改進(jìn)措施[J].煤炭技術(shù)，2013，1：38-39.
[3]蔚海文.煤礦機(jī)械傳動齒輪失效形式及對措[J].山西焦煤科技，2011，
4：50-53.
