机械结构设计中抗磨损的改造措施研究

蒋涛涛

摘 要：众所周知，只要机械在运转，必然会产生机械的磨损问题。为了解决机械结构设计中的磨损问题，首先我们必须对磨损问题的危害引起重视，因为磨损不仅会对生产质量产生影响，还会使生产效率降低。针对机械结构设计中存在的磨损问题，我们要进行科学合理的抗磨损改造设计，从而使设备的故障率尽可能降低，使设备的使用时间更长。

关键词：机械结构设计;抗磨损;改造措施

前言

在机械自动化生产的过程中，生产型企业对于机械设备的依赖性非常强。所以，对于这类企业而言，必须面对机械结构磨损问题，分析成套设备可能导致的影响，有针对性地设计抗磨损方法，对机械设备的应用性能进行改进。我们知道，在几乎所有的机械结构设计中，传动机构是设备中的非常关键的部件，这类部件传输动能为机构运转提供动力。如果传动机构出现磨损，那么就会使机械设备难以正常运行。笔者以传动机构为例，对其抗磨损提出了改造措施。

1.传动结构磨损导致的不良后果

为了认清机械结构设计中磨损的危害，我们有必要对传动结构磨损导致的不良后果有较为清晰的认识。下面，我们将从三个方面进行分析。

1.1 降低安全系数

如果机械设备出现传动结构磨损，那么其安全系数有可能会大幅度降低。这是因为如果出现磨损，时间一长，这个对应的传动结构发生断裂，机械设备出现故障的概率会大大提高。如果一套机械设备的某一部分元器件發生故障，甚至可能引发整个机械设备处于罢工状态。所以，我们必须对传动结构磨损导致安全系数降低这一不良后果引起重视。

1.2 降低运转性能

对于一个优秀的机械结构设计而言，必须设计好抗磨损方案。否则，时间一长，我们无法对机械的动力系统准确地调节和控制，就会使生产企业的生产效率降低。更严重的是，我们可能无法接受到操作人员发出的操作指令。如果是这样，那么生产经济效益无疑会大大降低，我们生产企业的机械设备运转性能无法得到有效保障。

1.3 降低生产质量

如果机械结构设计出现了磨损严重的情况，就会导致机械设备零部件的正常运转受到影响，甚至会使设备的生产质量大大降低。鉴于此，如果设备生产出来的产品质量降低了，那么整条生产线的生产质量会降低，还可能会影响到生产线的生产效率。

2.传动结构抗磨损设计

2.1 链传动的抗磨损设计

对于机械抗磨损设计，第一要考虑的就是链传动的抗磨损设计。为了减低链传动的抗磨损，我们可以从链传动结构组成进行分析。先对链轮进行抗磨损设计进行分析，我们知道，两个链轮的受力分析是重点。链轮的状态通常是固定的，当链条处于转动状态的时候，链轮可能发生松动，甚至可能发生位置的移动。另外，当链轮高速运转的时候，链条可能发生急剧断裂的情况。所以，我们在链传动的抗磨损设计的时候，可以针对链条齿数和链条节距这两个因素进行改造。

比如，我们对 链轮齿数数量设计的时候，可以使用两种方案。第一种是由转动过程中链条承担的动力大小来确定，第二种是由链轮的型号来设定。我们在设计大链轮的齿数的时候，可以适当减少齿数，这样可以更好地对动能进行传递。另外，对于小齿轮，可以适当增加齿数，这样就使链传动更加平稳，还能够使链传动负荷降低。

2.2齿轮传动的抗磨损设计

在典型的机械设备传动机构中，齿轮机构是其中非常典型的一种。通过对齿轮的结构分析，不难得知其主要配件就是齿轮，并且齿轮需要根据实际情况来设定比例。我们需要对一些重要参数进行设计，比如除了轮齿、齿槽之外，还需要对齿根圆、齿顶圆进行合理设计。在齿轮传动抗磨损设计的时候，我们需要针对开式齿轮和闭式齿轮分别进行设计。

首先，我们对闭式齿轮传动的抗磨损进行分析。众所周知，齿轮传动磨损产生的摩擦力主要来源于两齿轮的表面接触。当齿轮运行之后，机械能和热能之间发生转换，金属配件会放热，从而使其温度升高，从而进一步加剧了对齿轮进行磨损作用。针对这类齿轮传动，我们设计的侧重点在于对其的抗疲劳强度的设计，我们要使齿轮的强度性能更好地发挥。比如，我们在选用齿轮设计材料的时候，可以选择强度高的金属材质。

其次，我们对开式齿轮传统抗磨损进行分析。对于这种传动结构抗磨损设计，其重点在于维持齿根弯曲疲劳强度。为此，当我们在对这类齿轮进行设计的时候，可以要求设计人员根据机械的作业载荷情况以及设备运行规模情况，对齿轮的模数合理设计。另外，对于这类齿轮结构，可以设计润滑结构，通过这类结构的辅助作用，可以大幅度减少粗糙度，并降低齿轮运行过程中产生磨损。

2.3其他传动机构的抗磨损设计

除了上文提到的链传动和齿轮传动，我们在对机械传动机构抗磨损设计的时候，还需注意绳带传动、蜗轮蜗杆传动的抗磨损设计。比如，蜗轮蜗杆传动的抗磨损设计。我们首先要对蜗轮蜗杆的传动原理进行分析，这种结构是通过传递两交错轴之间的运动和动力。蜗轮相当于齿轮传动中的齿轮，而蜗杆相当于齿轮传动中的齿条。为降低蜗轮蜗杆的摩擦力，必须对其进行优化设计。其中，我们就可以考虑如何设计好蜗轮干的长度，尽量使其与蜗轮周长保持一致，使尺寸标准统一化，避免过载传输的情况发生。为了避免传动磨损问题，蜗轮蜗杆改良设计，要考虑蜗轮杆的长度，保持与蜗轮周长一致，避免尺寸标准不一，造成的过载传输。

3.小结

在科学技术飞速发展的今天，我国工业化现代化水平不断提高，机械设备应用范围逐渐增大。为了提高机械设备的抗磨损设计，我们必须分析各个传动机构的特点，针对它们的实际结构情况进行科学合理地设计，这样才能使机械设备抗磨损性能处于最佳状态，进而使设备的使用时间达到最长寿命。

参考文献：

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