牙科手机机芯齿轮轴组件研究

牙科手机机芯齿轮轴组件研究

舒荟

广东丹特尔医疗科技有限公司       528226

摘要：齿轮在机械传动中较为常见，在牙科手机中，机芯齿轮轴组件属于重要零部件，相关计算以及设计工作将会直接影响整个产品的工作效率。因此，要求行业应切实加强机芯齿轮轴组件研究工作，加强各项设计工作，有效提升设计精密度，进而确保牙科手机质量，促进口腔设备学长效发展。本文围绕牙科手机进行分析，具体分析机芯齿轮轴组件，以供参考。

关键词：牙科手机；机芯；齿轮轴组件

引言：牙科手机能够帮助医师钻孔、清理噬斑，具有较强的实用性。我国口腔医学领域发展使牙科手机应用也逐渐广泛化，并且在科学技术发展的情况下得到更新，进而为患者提供更加高效、便捷的处理工作，有利于减轻患者的痛苦。因此，行业应高度重视牙科手机研究工作，可以机芯齿轮轴组件作为研究重点，进而有效保障牙科手机质量，促进行业整体发展。

1.牙科手机发展历程

牙科手机产生的灵感来源于1728年，有学者提出可应用棒钻，对患者进行根管治疗。在1778年，半手工牙钻诞生，虽然没有在技术方面实现有效革新，但是这也是首次对牙科工具的使用。1868年，气动牙科手机出现，设置风力为踩踏风箱，应用效果理想。而后续比利时医生认为，如果能够提升牙科手机转速，可确保设备工作性能稳定性，进而有效提升患者舒适感。该医生在1911年发明了电动引擎的牙科手机，但是最后由于轴承过热导致失败。进入到1957年，高速气动涡轮手机面世，并逐渐在商业中推广。就目前而言，牙科手机技术发展逐渐成熟化。

2.牙科手机机芯齿轮轴组件

2.1手机齿轮类型

    当前应用较为广泛的牙科手机结构组成包括机头、前壳体、手柄等，可通过两个传动轴，形成完整的传动系统，并且传动轴分别处于前壳体、手柄中。机头、前壳体拼接部分存在直齿锥齿轮。而传动轴主要采取特定钝角设计，能够提升牙科手机的灵活度，使设备使用更加方便，进而有效缓解牙科医生疲劳感。传动轴齿轮相啮合传动。当前牙科手机外形相对较小，手柄部位15~20mm。

2.2手机齿轮常规材料

具体对手机齿轮常规材料进行分析。其中，不锈钢（9Cr18）在耐磨损能力方面具有重要优势，并且材料还具有良好的抗腐蚀能力，硬度可满足手机齿轮需求。近年来，该材料在行业中较为常见，主要用于作为轴承，坚固耐用。牙科手机内部齿轮尺寸相对较小。工作人员应合理选择材料，要求尺寸具有较强稳定性。因为设备在后续需要长期高速工作，材料选择应关注强度、耐磨性等指标。440C不锈钢齿面硬度较高，在给予淬火处理后，能够有效提升材料耐磨性，材料整体韧性、耐腐蚀性良好，硬度可控制在58~60HRC范围内。材料属于硬齿面类型，在当前牙科手机中较为常见。

2.3齿轮轴组件结构

    牙科手机齿轮轴组件主要包括三种传动结构，第一传动齿轴上端存在机头齿，下端存在第一传动尾齿。传动轴座呈现凸台结构，下端设置盲孔。该传动轴座上还存在第二传动齿轴，上部分设置传动齿，与第一传动尾齿呈现啮合连接。在第二传动齿轴中，下端可进一步延伸到盲孔中，并在下端设置第二传动尾齿。可将连轴套上部分插入到盲孔中。在连轴套内部，可设置第三传动齿轮，上部分与第二传动尾齿形成啮合连接，并将拔插杆穿插在第三传动齿轴中[1]。

2.4齿轮啮合状态的瞬态动力学分析

2.4.1分析流程

本文应用simulation软件，对齿轮啮合状态展开分析。该软件能够改善传统CAE软件存在的不足，能够在同一环境中完成集成线性、非线性结构动力学分析，经统一设置，可有效提升仿真平台模型处理能力。具体流程：借助软件设置文件名，可将模型导入到模块中，根据计算需求，设计出相应的模型。本次研究为满足计算，选择模型为锥齿轮，因为模型最初为实体模型，需要在网格划分以及离散处理后，形成数学模型，为后续计算工作提供支持。获取模型参数，计算应力，进而配套相应的网格划分模式，使网格模型可满足后续研究工作。基于研究要求，为满足边界条件，可适当添加荷载，在处理后，根据本次模型的求救类型，选择选型，进一步进行计算。应根据工程实际要求，根据求解问题，坚持因地制宜的原则，合理确定施加负荷，并进一步施加在有限元模型中。考虑到本次计算工作时间较长，工作人员应注意观察，如果计算期间存在不收敛现象，应通过修改求解。在后续处理工作中，应通过求解，计算出结果，并获取到相应的数据。所有计算结果均明确显示，并完成图像化处理。在该阶段，用户可选择后处理器包括两种，即通用后处理器、时间历程后处理器，用户可基于实际情况，合理选择后处理器，完成相应的分析工作。

2.4.2结果分析

经分析结果显示，在初始阶段，齿轮等效应力伴随一段峰值情况，后续在齿轮运转的情况下，等效应力呈现稳定状态，最终形成应力波动形式，具有规律性的特点。在该阶段，最大接触应力尚未呈现强烈起伏状态，这时峰谷值主要处于250MPa左右。初始阶段，能够发现齿轮在啮合的情况下伴随响应，这也会进一步产生等效应力。考虑到齿轮传动在实际中将会伴随安装、加工方面的问题，这也会导致齿轮间存在齿侧间隙，影响结果分析。当手机齿轮呈现高速运转状态，受到齿侧间隙影响，将会使齿轮接触状态出现变化，改变齿轮动态性能，齿轮接触后还会出现再接触情况，进而改变等效应力。锥齿轮在啮合期间，由于齿轮啮合状态出现变化，将会使载荷分配同样出现变化。啮合形式具有交替性，该情况的出现将会引发应力值变化。在单对齿中，退出啮合后，可进一步产生双对齿轮。同时，在临界点，由于应力突变，还会引发应力波动。本次研究工作，对比齿轮应力，等效应力相对更低。应力现象主要集中在齿根。基于等效弹性应变模块，以时间变化作为背景，椎齿轮等效弹性应变将会呈现平稳状态。通过对机芯齿轮应力分布、最大接触应力呈现的变化规律进行分析，能够为后续齿轮精度、强度设计提供依据，进而有效提升产品设计效果，确保产品质量

[2]。

结论：综上所述，本文基于牙科手机在临床中的重要性，围绕牙科手机发展历程进行分析，在明确牙科手机类型、齿轮常规材料以及齿轮轴组件结构的基础上，进一步对齿轮啮合状态的瞬态动力学展开研究，通过应用专业软件建模处理，经有限元分析，计算出齿面接触应力、啮合状态，并对设计合理性进行分析。通过本次研究，能够为后续高速牙科手机研究工作提供指导，有利于制定更加完善、科学的加工工艺，进一步减少生产成本，进而提升产品品质。

参考文献：

[1]宋思平,王瑶,刘漫丽等.基于VOSviewer的牙科手机研究热点可视化分析[J].医疗卫生装备,2022,43(06):59-64+69.

[2]王翌晨,吴书彬,张东生等.高速涡轮牙科手机的不良事件分析与维护工程[J].中国医学装备,2021,18(03):181-183.