机械压力机主传动形式的确定_鲁克平
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机械压力机主传动形式的确定
鲁克平
（齐齐哈尔二机床（集团）有限责任公司设计院，黑龙江齐齐哈尔161005）
摘目前双点和四点机械压力机最基本的传动形式为同向传动和异向传动。文中重点介绍了同向传动和异向传动要：
以及如何确定机械压力机的主传动形式。的特点，
机械；压力机；传动形式；同向传动；异向传动关键词：
中图分类号：T G305文献标识码：A 文章编号：1002－2333（2011）03－0125－02
1
1引言
机械压力机有
的主要优点就是受力状态好，驱动大齿轮轴用可分式轴承座和轴承盖固定，安装维修都非常方便。由于两轮转向相反，偏心部分及连杆等附加部分的不平衡力在运动时可以互相抵消，所以异向传动的压力机不存在配重问题。
图3为曲柄滑块机构受力分析简图，其中P 为工件P AB 为连杆给予滑块的作用力，Q 为导轨给的变形抗力，
予滑块的反作用力。从图中可以看出，在曲柄同向转动时，Q 的方向也相同，这就加大了滑块导轨的压力而影响滑块的运动精度，而当曲柄异向转动时，Q 的方向相反可以互相抵消，从而改变了滑块的受力状况。考虑这一因素的影响，异向传动的压力机连杆可以和滑块的点直接相连，而同向传动的压力机必须通过导柱和导套再同滑块的点相连（见图4），目的是通过导柱和导套的导向作用减小滑块导轨的受力，提高滑块的运动精度。
ω
O
多种传动形式，但目前双点或四点机械压力机最基本的传
2
3
4
图1同向传动
4. 主大齿轮
2
即动形式只有两种，我们通常所说的同向传动和异向传动。图1和图2为最常用的两种传动形式。从图1和图2可以看出，所谓的同向传动和异向传动就是
1. 驱动小齿轮2. 驱动大齿轮3. 主小齿轮
4
3
15
指两个主大齿轮经过驱动小齿轮、驱动
3. 驱
图2
1. 驱动小齿轮动左齿轮
异向传动
2. 驱动右齿轮
大齿轮和主小齿轮的传动后最终的旋转方向。在选择压力
A
αβP AB B P
Q
12
4. 主小齿轮5. 主大齿轮
机的传动形式时，一定要首先了解两种传动形式的特点和设计的依据，根据实际情况进行合理的选择。22.1
同向传动和异向传动的特点同向传动的特点
从图1的简图可以看出，采用同向传动形式的机械压力机比异向传动可以减少一套驱动齿轮和主小齿轮，两级齿轮在高度方向可以布置得尽可能低，并且全部在压力机的上横梁之内，使上横梁上容易布置其它部件。
由于两主大齿轮转向相同，机器在上死点启动和停止时，偏心齿轮或偏心套等部分的不平衡重量会导致机器振动，使机器产生晃动。为了克服该振动就必须在偏心齿轮和偏心套上增加配重，以达到提高机器稳定性和工作精度的目的。对于曲柄单动压力机来说，进行这样的配重计算以及配重块的布置都是比较容易的，而对于多连杆压力机和双动压力机来说，要准确计算其配重和合理布置其配重块就有一定难度。2.2
异向传动的特点
图2为压力机异向传动最常用的形式。这种传动形式
图3曲柄滑块机构
受力分析
图4同向传动连接简图
1. 导柱
2. 导套
一般四点大台面的压力机都采用四片主齿轮，即每一主小齿轮轴上加工两处齿轮。根据人字齿轮的啮合特点，要实现一根轴上两处人字齿啮合在加工和装配上都有一定的难度，所以异向传动的四点压力机高速级采用人字齿轮，低速级采用直齿轮，这样更便于装配和调整。
由于异向传动的结构形式在高度方向所占空间较大，驱动大齿轮一般都在横梁外面，对横梁上的其它部件的布置和外观有些影响。相对同向传动多了一套大驱动齿轮和小主齿轮轴，所以加工和制造成本都高于同向传动。
机械工程师2011年第3期
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齿轨轮不耐磨和断齿原因分析
闫雪侠，白西训，史华丽（西安煤矿机械有限公司，西安710032）
齿轨轮为采煤机行走机构中的重要零件，随着大功率采煤机的研制和应用，齿轨轮的使用寿命受到了极大的考摘要：
验，过度磨损和断齿失效时有发生。文中主要分析了齿轨轮不耐磨和断齿的原因以及解决办法。
有效硬化层深度；表面脱碳关键词：
中图分类号：T D421.504文献标识码：A 文章编号：1002－2333（2011）03－0126
－02
1引言
齿轨轮为采煤机行走机构中的重要零件，也为易损
B
零件。机器运转时，任何机件在接触状态下相对运动都会产生摩擦，引起磨损，采煤机在采煤行走时，依靠齿轨轮和销排啮合，受力状态复杂，而且矿井下使用环境恶劣，因此，磨损不可避免，但短时间的过量磨损和使用中的断齿给用户造成了极大的经济损失。分析影响齿轨轮不耐磨和断齿原因，找出切实可行的解决方法显得尤为重要。2
齿轨轮工作中应力分析
齿轨轮的失效主要是由两种应力造成：一种是弯曲应力，齿轨轮在和销排啮合时，齿轨轮齿根部受到很大的弯曲应力，造成脆性断齿和疲劳断齿；另一种是接触应力，即齿轨轮在和销排啮合时，两者相对运动，在摩擦力剥落，齿面塑性变形、磨损、作用下造成齿面的疲劳点蚀、擦伤、胶合等进而失效。33.1
齿轨轮失效分析实例实例1
某矿使用我公司某机型齿轨轮发生断齿，失效分析如下。（1）断口宏观分析
如图1、图2所示，从断齿宏观看，齿顶一侧（A 面）有25mm 长的掉角、掉块，图3中另一面B 面有一条由齿顶到齿根的裂纹，分析认为该裂纹为沿齿根圆R 表面萌生并扩展，但主源在掉角一侧的角上。表明齿断于齿根圆R 处，裂纹起源于齿根圆表面，掉块深度和渗碳层深度一致（图4）为2.0～3.0mm （渗碳层深度为2.4～2.5mm ），为大应力双向弯曲疲劳断裂。
（2）微观金相分析
在所取断口垂直面制备金相试样观察断口附近，即齿根处的渗碳层深度、有效硬化层深度、渗碳层组织和芯部组
图3
断齿B 面
图4断齿内部裂纹
B A
A
图1断齿全貌图2断齿A 面
织，并测定渗碳层硬度和芯部硬度。结果如下：（a ）非金属夹杂物、脆性夹杂物为1级，塑性夹杂物＜1级（满足冶金质量要求）；（b ）渗碳层表面硬度平均为HRC58.5（符合设计要求HRC58-62）；（c ）芯部硬度平均为HRC40（符合设计要求HRC38-42）；（d ）芯部组织为低碳回火马氏体（芯部组织正常）；（e ）渗碳层组织为回火马氏体、微量残余奥氏体、颗粒状碳化物（渗碳层组织正常）；（f ）渗碳层深度为2.8mm （符合设计要求）；（g ）有效硬化层深度为2.4～2.5mm 。
从微观分析可看出，不论原材料成分还是热处理后组织均没有出现问题。因此，此次断齿原因是因齿轨轮在使用过程中受较大冲击载荷及大的双向弯曲应力作用，使其齿根处受到超出其强度极限而产生晶间裂纹导致的疲劳断裂，不存在因工艺或制造过程不当原因所致。3.2
实例2
从表1我们发现几乎所有齿轨轮齿面硬度及芯部硬度均在设计要求范围（要求：齿面硬度HRC58-62，芯部硬度HRC38-42），但大多数失效齿轮有效硬化层深度没有完全达到设计要求（2.5~3.0mm或3.0~4.0mm）。
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［参考文献］3主传动形式的确定
根据上述分析，在压力机设计时传动形式的确定是综合压力机精度、成本、外观等多种因素后进行的。除用户特殊要求外，按照单动曲柄压力机采用同向传动结构形式，双动曲柄压力机和多连杆压力机采用异向传动结构形式进行设计。
［1］何德誉. 曲柄压力机［M ］. 北京：机械工业出版社，1982.
（编辑立
明）
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作者简介：鲁克平（1981-），男，助理工程师，主要从事机械压力机的
设计与研发。
收稿日期：2010-12-17
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机械工程师2011年第3期