[科普中国]-机械传动元件

机械传动是机械制造工业中非常重要的技术之一，机械传动元件是实现机械传动的具体实施者，它的优劣直接影响机械传动的精度、效率等功能。

研究背景机械传动是机械制造工业中非常重要的技术之一，因为只要有运动的地方就要有传动。无论何种形式的能量，如想变为特定的运动，实现特定的功能，都必须通过传动装置来实现。

当今在机械传动领域里的研究与开发工作，主要是使其已有的功能优化。研究工作是在深入了解现有功能的基础上，优化已有的产品。开发工作集中在2个方面: 一是降低机械传动机构的成本，提高承载能力、寿命和传动效率，降低噪音、重量、故障率和运行成本; 另一方面是采用其他手段来完成所要求的功能，如可采用电子装置数控系统来补充或取代机械装置，实现过去机械元件的功能。不过从目前情况来看，只有在个别情况下，才有可能由电子元件取代机械传动。在大多数情况下，机械元件特别是齿轮，还作为常规传动的元件。因此，目前的很多改进仍是针对机械传动。1

改进措施1)结构设计及装配的改进

可以通过改善齿轮箱的结构设计和装配来减小齿轮传动装置的尺寸和重量。即一方面使齿轮箱的结构轻巧，同时还要尽量提高箱体的刚性。如德国的传动装置制造企业隆德( NORD)齿轮箱有限公司制造的整体式箱体，所有的轴承都位于一个封闭的铸件箱体中，因而在高负载的传动输出端就不会出现承受径向力和力矩的受力面，从而可获得刚性好、无扭曲而又轻巧的齿轮箱体，这样可以减轻重量，降低费用。

2)制造

通过试验可以观察到齿轮齿面在传动过程中受载后的弹性变形，可在制造时把齿廓磨成球面，使齿轮在预定载荷作用下产生最理想的齿面接触状态。另外，对齿轮的精加工，如齿轮珩磨和螺旋伞齿轮的磨削，都有利于提高齿轮传递扭矩的能力。

传动轴承材料的进步最近在轴承材料领域里也有很明显的进步，这在很大程度上影响轴承的能力。如国外新出现一种新型的氮合金可淬透钢Cro nidur 30，相对于传统的轴承钢GCr15及与之类似的材料，具有更好的耐腐蚀性和很高的热硬性。这种钢可取代所有传统的高淬透性轴承钢，可以消除腐蚀问题，并提高疲劳强度，对于提高轴承的寿命有很大的潜力。另外，还有一种新型轴承钢，称之为低氮钢LN S， 这种钢的原始状态含有少量的氮，利用一种获得德国专利的淬火方法淬火后，可在钢的表面层产生硬化，从而使材料达到边缘层硬、耐疲劳和耐磨，而材料心部软而韧，明显提高了承载能力和热强度，具有非常高的耐腐蚀和耐磨性，因此特别适用于高转速和高温条件下的滚动轴承。如再与陶瓷滚动体联用，由于陶瓷硬度高、强度高、重量轻，故这种轴承就特别适用于非常高的转速。所以LNS和Cronidur 30一样，也是高速、承受较大热负荷和机械负荷的轴承的改进型轴承材料，目前已用于航空发动机等领域。2

本词条内容贡献者为:

任毅如 - 副教授 - 湖南大学