理論上講是由于齒輪所承受負(fù)載超過齒輪抗彎強(qiáng)度,導(dǎo)致齒斷。齒輪所承受的負(fù)載由靜負(fù)載和沖擊負(fù)載組成,靜負(fù)載一般為負(fù)載轉(zhuǎn)矩,沖擊負(fù)載一般為零件慣量加減速產(chǎn)生的沖擊力。
實(shí)例說明:鐵錘釘釘子
我們手拿鐵錘打釘子至木頭,我們先用靜負(fù)載力打釘子,靜力為錘子重量和手可施加的壓力,可想而知,這釘子是釘不進(jìn)木頭的,這時候我們用沖擊負(fù)載力來打釘子,釘子即可輕松釘入木頭,由此例子,我們可以知道沖擊力是很大的,那沖擊力是怎么來的呢?
當(dāng)錘頭接近釘子時,其速度為V1,當(dāng)接觸釘子瞬間,其速度迅速降為V2,由于V1遠(yuǎn)大于V2,因此產(chǎn)生了很大的加速度a,根據(jù)牛頓定律,沖擊力F=ma,m為錘頭質(zhì)量,錘頭質(zhì)量越大,沖擊力越大,同尺寸的錘子,采用比重大的材料制造,其質(zhì)量就大,因此同尺寸錘頭,鐵錘比鋁錘有力,因?yàn)殍F比鋁比重大。解決措施
1、靜負(fù)載由于為負(fù)載轉(zhuǎn)矩,較難優(yōu)化。
2、動負(fù)載為沖擊力,參考鐵錘釘釘子實(shí)例說明,根據(jù)F=ma,我們可以采用以下辦法優(yōu)化,減小沖擊力,防止齒輪崩齒。
(1)零件采用輕材料代替重材料,減小m。(2)減少零件尺寸,優(yōu)化形狀,減少轉(zhuǎn)矩慣量。
( 3)采用變頻器控制電機(jī)啟動,停止加減速時間,減小a,實(shí)現(xiàn)緩加速緩減速。