減速器:張藝博 河南科技大學機械制造及自動化河南洛陽471000

摘要:20世紀70-80年代，世界上減速器技術有了很大的發展，且與新技術革命的發展緊密結合。減速器是各類機械設備中廣泛應用的傳動裝置。減速器設計的優劣直接影響機械設備的傳動性能。本文通過對減速器的發展及優化設計方法的分析，提出了減速器設計中應考慮的約束條件、目標函數和變量等。

一、什么是減速器
減速器是-種動力傳達機構，利用齒輪的速度轉換器，將馬達的回轉數減速到所要的回轉數，并得到較大轉矩的機構。

二、安裝和調整的要求
1.滾動軸承的安裝滾動軸承安裝時軸承內圈應緊貼軸肩，要求縫隙不得通過0.05mm厚的塞尺。
2.軸承軸向游隙對隙可調整的軸承軸向游隙數值。點擊查看圓錐滾子軸承軸向游隙;角接觸球軸承軸向游隙
3.齒輪(蝸輪)嚙合的齒側間隙可用塞尺或壓鉛法。即將鉛絲放在齒槽上，然后轉動齒輪而壓扁鉛絲，測量兩齒側被壓扁鉛絲厚度之和即為齒側的大小。

三、密封要求
1.箱體剖分面之間不允許填任何墊片，但可以涂密封膠或水玻璃以保證密封;
2.裝配時，在擰緊箱體螺栓前，應使用0. 05mm的塞尺檢查箱蓋和箱座結合面之間的密封性；
3.軸伸密封處應涂以潤滑脂。各密封裝置應嚴格按要求安裝

四、潤滑要求
1.合理確定潤滑油和潤滑脂類型和牌號
2.軸承脂潤滑時，潤滑脂的填充量- -般為可加脂空間的1/2 ~2/3。
3.潤滑油應定期更換，新減速器第一次使用時， 運轉7~14天后換油，以后可以根據情況每隔3~ ^6個月換一次油。

五、試驗要求
1.空載運轉:在額定轉速下正、反運轉1 ~2小時;
2.負荷試驗:在額定轉速、額定負荷下運轉，至油溫平衡為止。對齒輪減速器，要求油池溫升不超過35℃, 軸承溫升不超過40℃;對蝸桿減速器，要求油池溫升不超過60℃,軸承溫升不超過50℃;
3.全部試驗過程中，要求運轉平穩，噪聲小，聯接固定處不松動，各密封、結合處不松動。

六、包裝和運輸要求
1.外伸軸及其附件應涂油包裝;
2.搬運、起吊時不得使用吊環螺釘及吊耳以上技術要求不一定全部列出，有時還需另增項目，主要由設計的具體要求而定。

七、技術要求
1.裝配前，所有零件用煤油清洗，滾動軸承用汽油清洗，不許有任何雜物存在。內壁涂上不被機油腐蝕的涂料兩次;
2.嚙合側隙用鉛絲檢驗不小于0.16mm，鉛絲不得大于最小側隙的4倍;
3.用涂色法檢驗斑點。按齒高接觸點不小于40%;按齒長接觸斑點不小于50%。必要時可用研磨或刮后研磨以便改善接觸情況;
4.應調整軸承軸向間隙: φ 40為0.05- -0.1mm, φ 55為0. 08- -0.15mm;
5.檢驗減速器剖分面、各接觸面及密封處，均不許漏油。剖分面允許涂以密封油漆或水玻璃，不允許使用任何填料;
6.機座內裝N100潤滑油至規定高度。

八、下面我介紹我國減速器的發展現狀
國內的減速器多以齒輪傳動、蝸桿傳動為主，但普遍存在著功率與重量比小，或者傳動比大而機械效率過低的問題。另外，材料品質和工藝水平上還有許多弱點，特別是大型的減速器問題更突出，使用壽命不長。國內使用的大型減速器(500kw 以上)，多從國外(如丹麥、德國等)進口。60年代開始生產的少齒差傳動、擺線針輪傳動、諧波傳動等減速器具有傳動比大，體積小、機械效率高等優點。但受其傳動的理論的限制，不能傳遞過大的功率，功率一般都要小于40kw。由于在傳動的理論上、工藝水平和材料品質方面沒有突破，因此，沒能從根本上解決傳遞功率大、傳動比大、體積小、重量輕、機械效率高等這些基本要求。90年代初期，國內出現的三環(齒輪)減速器，是一種外平動齒輪傳動的減速器，它可實現較大的傳動比，傳遞載荷的能力也大。它的體積和重量都比定軸齒輪減速器輕，結構簡單，效率亦高。由于該減速器的三軸.平行結構，故使功率/體積(或重量)比值仍小。且其輸入軸與輸出軸不在同一軸線上，這在使用上有許多不便。北京理工大學研制成功的"內平動齒輪減速器”不僅具有三環減速器的優點外，還有著大的功率/重量(或體積)比值，以及輸入軸和輸出軸在同一軸線 上的優點，處于國內領先地位。國內有少數高等學
校和廠礦企業對平動齒輪傳動中的某些原理做些研究工作，發表過一些研究論文，在利用擺線齒輪作平動減速器開展了一-些工作。

九、減速器和差速器的調整與裝配
在對BJ2020S 吉普車后橋的維修中，最主要的就是減速器主、從動圓錐齒輪的嚙合印痕及嚙合間隙;差速器半軸齒輪、行星齒輪嚙合間隙和各軸承松緊度的調整。這是一項既重要又較為困難的工作，因為后橋主、從動圓錐齒輪是在大負荷、高轉速下工作的，而且其所承受的是交變負荷，如果兩者的嚙合印痕不符合要求，或嚙合間隙不當，工作中將會出現傳動不平穩和噪音，加速齒面磨損，甚至打壞齒輪，直接影響汽車使用壽命和各項任務的完成。同時，汽車后橋的結構雖不是很復雜，但由于主、從動圓錐齒輪的體積較大，拆裝費時費力，加之一些同志對齒輪的傳動原理不夠熟悉，實踐機會又少，主、從動圓錐齒輪嚙合印痕和間隙的檢查調整及裝配就成了一一個較為復雜的問題。本文根據幾年來在教學和實際維修工作中的摸索，就BJ2020S吉普車后橋差速器齒輪和軸承的調整，主、從動圓錐齒輪嚙合印痕和間隙及主動圓錐齒輪軸承間隙的調整和裝配的有關方法、步驟談點看法和意見。

十、單級圓柱齒輪減速器的優化設計
單級主減速器可由一-對圓錐齒輪、-.對圓柱齒輪或由蝸輪蝸桿組成，具有結構簡單、質量小、成本低、使用簡單等優點。但是其主傳動比i0不能太大,般i0≤7,進一步提高i0將增大從動齒輪直徑，從而減小離地間隙，且使從動齒輪熱處理困難。單級主減速器廣泛應用于轎車和輕、中型貨車的驅動橋中。單級圓柱齒輪減速器以體積最小為優化目標的優化設計問題，是一個具有16個不等式約束的6維優化問題，其數學模型可簡記為:minf(x)x=[x 1x 2x 3x 4x 5x 6x]T∈R6 S.t.g j(x)≤0(j=1,2, 3A，16)采用優化設計方法后，在滿足強度要求的前提下，減速器的尺寸大大地降低，減少了用材及成本，提高了設計效率和質量。優化設計法與傳統設計密切相關，優化設計是以傳統設計為基礎，沿用了傳統設計中積累的大量資料，同時考慮了傳統設計所涉及的有關因素。優化設計雖然彌補了傳統設計的某些不.足，但該設計法仍有其局限性，因此可在優化設計中引入可靠性技術、模糊技術，形成可靠性優化設計或模糊可靠性優化設計等現代設計法，使工程設計技術由“硬”向“軟”發展。

十一、結語
我們的時代是充滿希望與機遇的時代。21世紀的希望在亞洲，亞洲的希望在中國。我國機械行業經過數十年發展后已比較成熟，與國外先進水平的差距日漸縮小，但還存在不少問題，所以機械科技工作者任重而道遠。我們常說:學歷不等于能力，文憑不等于水平，但知識、經驗和技能仍然是創新成功的基礎。哲學家培根提出:‘“知識就是力量”，牛頓說他的成功是站在前人肩膀上的結果。-一個十分重要的規律是所有創新都是孜孜不倦的學習和百折不撓實踐的結果。要創新，必須學習知識和技能。進入信息時代以后，知識日新月異，信息空前膨脹。一個人的知識通過大學學習只能滿足其需要知識的10~20%。其余的必須通過不斷地繼續學習才能滿足社會發展的需求。因此年輕的機械設計和生產工作者，應不斷地刻苦學習，鍥而不舍地提高自己創新的知識，經驗和技能，否則“創新”喊得再響也不過是- -句“口號”。其實，機械創新設計并非想象中那么難，也并非容易之事，只要你留心身邊的小事，善于發現，在機械方面你就會有新的創新，中國機械的明天定會登上世界的頂峰。