揚(yáng)州大學(xué)研發(fā)團(tuán)隊(duì)的新發(fā)明可用于汽車、高鐵

點(diǎn)擊：次 更新日期：2023-05-07 09:20:18
在如今的市場(chǎng)中，齒輪分為直齒、斜齒、人字齒等品種。雖然人們?nèi)粘２怀Ｒ?jiàn)到齒輪，但它們與大家的生活息息相關(guān)，交通工具、生產(chǎn)加工 …… 它們幾乎覆蓋各個(gè)方面。

　　近日，通過(guò)一年多的研發(fā)，揚(yáng)州大學(xué)團(tuán)隊(duì)在輪齒上加上了弧度，從而發(fā)明出了一款平面螺旋齒線圓柱齒輪，它的壽命更長(zhǎng)、生產(chǎn)加工時(shí)間更短，可以直接替換日常所用的傳統(tǒng)齒輪，將來(lái)可用于汽車、高鐵等多處。3 月 30 日，現(xiàn)代快報(bào)記者對(duì)研發(fā)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了采訪。

　　這個(gè)科研團(tuán)隊(duì)是由揚(yáng)州大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院的 6 名師生組成的。此前，團(tuán)隊(duì)老師宋愛(ài)平總結(jié)出幾種在用的傳統(tǒng)齒輪的優(yōu)缺點(diǎn)發(fā)現(xiàn)：直齒傳動(dòng)性能較差、斜齒傳動(dòng)存在軸向分力、人字齒加工復(fù)雜，并且它們安裝和加工誤差，易導(dǎo)致斷齒。


　　在此之前，曾有人提出過(guò)廣義的弧齒圓柱齒輪概念，對(duì)此，宋愛(ài)平老師也進(jìn)行過(guò)研究，但加工成本高、精度難提升等原因，使得這條路并不可行。不過(guò)，這也給他帶來(lái)了思路：在齒輪的輪齒上加上弧度，可以有效提高其承載能力，使其壽命加長(zhǎng)。原有的理念行不通，那就進(jìn)行研發(fā)改造。2021 年底，由宋愛(ài)平帶領(lǐng)的科研團(tuán)隊(duì)組建了起來(lái)，開(kāi)始研究如何往輪齒上 " 加弧度 "。

　　" 我們用給輪齒‘加弧度’的理念在電腦上對(duì)加工方法進(jìn)行模擬仿真，得出一種理論上的新齒輪。" 團(tuán)隊(duì)成員蔣凱佳介紹，經(jīng)過(guò)數(shù)十次的失敗、總結(jié)，最終得到了模擬結(jié)果：新齒輪的齒面分為凹齒面與凸齒面，看上去就是帶有弧度的樣子，這能有效降低斷齒的可能性。根據(jù)其齒線特征，團(tuán)隊(duì)將其命名為平面螺旋齒線圓柱齒輪。

　　理論通過(guò)了，接下來(lái)就是要將這種齒輪從電腦中 " 拿 " 出來(lái)。可沒(méi)有制造該齒輪的機(jī)床怎么辦?這可難不倒學(xué)習(xí)機(jī)械工程的師生。他們對(duì)現(xiàn)有的機(jī)床進(jìn)行了改造，加上了定制道具、定制系統(tǒng)等。


　　終于，近日，這款齒輪的鑄鐵實(shí)體被制造了出來(lái)。大家驚喜地發(fā)現(xiàn)，齒輪不但實(shí)現(xiàn)了模擬時(shí)的高壽命，還比同等尺寸的傳統(tǒng)齒輪滾齒加工效率高出了 4 到 5 倍，且質(zhì)量非常好，光潔度也高。

　　" 它可以用在汽車變速箱、高鐵傳動(dòng)齒輪箱里面，并且可以直接替換傳統(tǒng)齒輪。" 蔣凱佳介紹，目前，團(tuán)隊(duì)可以實(shí)現(xiàn) 20mm 至 4m 直徑的平面螺旋齒線圓柱齒輪的制造加工。

　　現(xiàn)代快報(bào)記者了解到，該項(xiàng)發(fā)明已經(jīng)申請(qǐng)了 6 項(xiàng)專利。同時(shí)，團(tuán)隊(duì)還在對(duì)其精度的提高進(jìn)行研究和實(shí)驗(yàn)。
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