齿轮减速机

齿轮减速机（共10篇）

齿轮减速机 篇1

一、故障情况

1套磷复肥装置中的回转窑干燥机, 传动装置主电机型号YJS450-6, 355kW, 6000V, 配用主减速机型号NZS1240-45VBR, 880kW, 南京高速齿轮箱厂产品, 3级变速, 其中高速端的Ⅰ轴为齿轮轴。Ⅰ轴的输入端通过液力偶合器与主电机联接, 输出端通过离合器与盘车装置联接。

主减速机Ⅰ轴运行中突然断裂, 没有库存备件, 联系减速机制造厂订购备件, 交货期至少需要1个月时间。齿轮轴断裂部位处在轴承位的轴肩根部 (图1) , 除断口外, 剩余轴段 (约2/3) 无弯曲变形, 轴颈、齿面没有明显损伤, 考虑到断口侧光轴长度足够, 且减速机箱体内空间允许, 决定采用套接的方法对断轴做再接修复。

二、修复方案

1. 确认齿轮轴结构尺寸

联系减速机制造厂提供齿轮轴图纸, 实测齿轮轴主要关键尺寸, 将实测尺寸与图纸尺寸对照, 进一步核实确认图纸准确无误, 修复过程中按图控制轴的尺寸和精度。

2. 确定新老轴段的套接结构

采用承插式孔轴过盈配合 (Φ110H7/s6) , 辅以较紧的键联接 (键槽28P9/键28h9) , 用温差法装配套接, 套接完成后再精加工新轴段的各阶梯轴段, 来控制整个轴的结构尺寸和精度, 见图2。

3. 原轴段套接部位轴头处理

车平原轴段断口并倒角, 在拟套接部位的轴头车出一段轴伸和轴肩, 以便套接和套接定位。为了不削弱轴段的原有强度, 套接部位的轴径不要缩减过多, 套接轴伸长度和键槽尺寸可参照同规格轴在联轴器处轴伸的尺寸来确定。

4. 新轴段材料选择与坯料准备

图纸注明原齿轮轴材料为20CrNi2MoA, 厂方介绍可用20CrMnMo替代, 选用机械性能与原材料接近 (略低) 且易于采购到的40Cr棒料。参照同规格轴所配联轴器尺寸, 确定套接长度以及新轴段套接部位的内外径尺寸、键槽尺寸。轴的实接长度加上套接深度, 再适当放些加工余量, 即为坯料长度。套接部位的外圆直径, 再放些加工余量, 为坯料的直径。

5. 新轴段加工和热处理

新轴段由坯料到粗加工端面、轴径、套孔, 经过调质热处理后, 再精加工套孔和套孔内键槽。注意套孔和套孔内键槽的精加工在套接前进行, 轴径和轴颈上键槽的精加工待套接完成后进行。

套孔端口适当倒角以利于装配, 轴头钻M30螺纹孔做吊装孔。为避免因轴肩过大造成轴肩根部应力集中, 同时也为避免与减速机箱壁抵触, 将大轴肩车成锥形。

6. 新老轴段套接

将键装配入老轴段轴伸的键槽内;用油浴加热或电阻炉加热新轴段至200～250℃后, 对新老轴段进行套接。加热温度根据轴径尺寸及过盈量按公式1计算。

式中t———加热温度, ℃

i———最大过盈量, mm

d———孔径, mm

k2———套接件的线膨胀系数, 钢取k2=1.1×10-5/℃

t0———环境温度, ℃

7. 轴的后续加工

新老轴段套接成一体后, 按照原图精加工新轴段上的轴肩、轴颈及键槽, 控制形位尺寸偏差和加工精度, 保证轴的各尺寸符合原图纸要求。回装后的减速机见图3。

四、修复效果

整个修复过程用时5天, 接好的齿轮轴回装后, 减速机运行正常。运行月余后, 原厂新备件到货, 利用停车机会用新轴换下了旧轴, 旧轴备用。这次对减速机齿轮轴的再接抢修, 缩短了故障停机时间, 减少了生产损失, 是一次成功的尝试。由于公司机加工能力有限, 且不具备热处理条件, 修复方案的实施由原武汉七零一一厂协助完成。

齿轮减速机 篇2

齿轮减速器是原动机和工作机之间的独立的闭式传动装置，用来降低转速和增大转矩，以满足工作需要，在某些场合也用来增速，称为增速器。其特点是减速电机和大型减速机的结合。无须联轴器和适配器，结构紧凑。负载分布在行星齿轮上，因而承载能力比一般斜齿轮减速机高。满足小空间高扭矩输出的需要。广泛应用于大型矿山，钢铁，化工，港口，环保等领域。与K、R系列组合能得到更大速比。按照齿形分为圆柱齿轮减速器、圆锥齿轮减速器和圆柱—圆锥齿轮减速器;二级圆柱齿轮减速器就是按其分类来命名的。圆柱齿轮减速器的设计是按传统方法进行的。设计人员按照各种资料、文献提供的数据，结合自己的设计实验，并对已有减速器做一番对比，初步定出一个设计方案，然后对这个方案进行一些验算，如果验算通过了，方案便被肯定了。显然，这个方案是可采用的。但这往往使设计的减速器有很大的尺寸富余量，造成财力、物力和人力的极大浪费。因此，优化圆柱齿轮减速器势在必行。

圆柱齿轮传动与普通定轴齿轮传动相比较，具有质量小、体积小、传动比大、承载能力大以及传动平稳和传动效率高等优点，这些已被我国越来越多的机械工程技术人员所了解和重视。由于在各种类型的圆柱齿轮传动中均有效的利用了功率分流性和输入、输出的同轴性以及合理地采用了内啮合，才使得其具有了上述的许多独特的优点。圆柱齿轮传动不仅适用于高速、大功率而且可用于低速、大转矩的机械传动装置上。它可以用作减速、增速和变速传动，运动的合成和分解，以及其特殊的应用中；这些功用对于现代机械传动发展有着重要意义。因此，圆柱齿轮传动在起重运输、工程机械、冶金矿山、石油化工、建筑机械、轻工纺织、医疗器械、仪器仪表、汽车、船舶、兵器、和航空航天等工业部门均获得了广泛的应用。对这种减速器进行优化设计，必将获得可观的经济效益。

选做这个毕业设计，一方面对于减速器的内部结构和工作原理也有一定的了解和基础，其次通过对圆柱齿轮减速器这一毕业课题设计可以巩固我大学4年来所学的专业知识，对于我也是一种检验。可以全面检验我大学所学的知识是否全面，是否能灵活运用到实际生活工作中。在做的过程中我还可以不断学习和拓宽视野和思路，做到理论与实际相结合的运用。最重要的是对于即将离校走向社会的我是一种挑战，培养我独立思考，树立全局观念，为以后的我奠定坚实的基础。

二、国内外研究概况及发展趋势（含文献综述）：

随着时代进步，科技与时俱进，对于齿轮的传动越来越多的科技因素在起 着主导地位。世界上一些工业发达国家，如日本、德国、英国、美国和俄罗斯等，对齿轮传动的应用，生产和研究都十分重视，在结构优化、传动性能，传动功率、转矩和速度等方面均处于领先地位，并出现一些新型的圆柱传动技术，如封闭圆柱齿轮传动、圆柱齿轮变速传动和微型圆柱齿轮传动等早已在现代化的机械传动设备中获得了成功的应用。圆柱齿轮传动在我国已有了许多年的发展史，很早就有了应用。然而，自20世纪60年代以来，我国才开始对圆柱齿轮传动进行了较深入、系统的研究和试制工作。无论是在设计理论方面，还是在试制和应用实践方面，均取得了较大的成就，并获得了许多的研究成果。

近20多年来，尤其是我国改革开放以来，随着我国科学技术水平的进步和发展，我国已从世界上许多工业发达国家引进了大量先进的机械设备和技术，经过我国机械科技人员不断积极的吸收和消化，与时俱进，开拓创新地努力奋进，使我国的齿轮传动技术有了迅速的发展。国内减速器行业重点骨干企业的产品品种、规格及参数覆盖范围近几年都在不断扩展，产品质量已达到国外先进工业国家同类产品水平。纵观国内减速器行业的现状，为保持行业的健康可持续发展在充分肯定行业不断发展、进步的同时，更应看到存在的问题，并积极研究对策，采取措施，力争在较短时间内能有所进展。目前，同外减速器行业存在的比较突出的问题是，行业整体新产品开发能力弱、工艺创新及管理水平低，企业管理方式较为粗放，相当比例的产品仍为中低档次、缺乏有国际影响力的产品品牌、行业整体散、乱情况依然较为严重。基于此，推进行业优势企业间的购并、整合，尽快形成有着一定的市场影响力的品牌、有较大规模的和实力、有较强产品研发和技术支持能力的这样若干个集团型企业，如此放能在与国外同行的竞争中保持一定的优势并不断得以发展。

国内减速器行业重点骨干企业的产品品种、规格及参数覆盖范围近几年都在不断扩展，产品质量已达到国外先进工业国家同类产品水平，完全可承担起为国民经济各行业提供传动装置配套的重任，部分产品还出口至欧美及东南亚地区。

目前，国内各类通用减速器的标准系列已达数百个，基本可满足各行业对通用减速器的需求。在第一代通用硬齿面齿轮减速器及圆弧圆柱蜗杆减速器系列产 2 品的基础上，由西安重型机械研究落开发并完成标准化的新一代圆柱及圆锥——圆柱齿轮减速器及圆弧圆柱蜗杆减速器业已投方市场。新一代减速器的突出特点为不仅在产品性能参数上进一步进行于优化，而且在系列设计上完全遵从模块化的设计原则，产品造型更加美观，更宜于组织批量生产，更适应现代工业不断发展而对基础件产品提出的愈来愈高的配套要求。此外，南京高精齿轮股份有限公司也推动了PR系列的模块式齿轮减速器系列产品。但总体而言，国内同外减速器系列产品的开发及更新工作近几年进展缓慢，与国外同行在此方面的差距有拉大的趋势。而且与市场的需求也很不适应，西安重型机械研究所及国内其他单位今年已着手开始这方面的开发级标准化工作。

在通用减速器的制造方面，国内目前生产厂家数目众多，如对各种类型的圆柱齿轮机圆锥——圆柱齿轮或者齿轮——蜗杆减速器系列产品，国内主要厂家有南京高精齿轮股份有限公司、宁波东力传动设备有限公司、江阴齿轮箱制造有限公司、江苏泰星减速器有限公司、江苏金象减速机有限公司、山西平遥减速机厂等。对象蜗杆减速器，目前国内主要生产圆弧圆柱蜗杆减速器、锥面包络圆柱蜗杆减速器、平面二次包络环面蜗杆减速器等多种类型，主要生产厂家有江苏金象减速机有限公司、首钢机械制造公司、杭州减机厂、杭州万杰减速剂有限公司、天津万新减速机厂、上海浦江减速机有限公司等，对各种通用圆柱齿轮减速器、包括标准的NGW系列圆柱齿轮减速器，也包括各类回转圆柱减速器及封闭式圆柱齿轮检录其等，主要生产厂家有荆州巨鲸动机械有限公司、洛阳中重齿轮箱有限公司、西安重型机械研究所、石家庄科一重工有限公司、内蒙兴华机械厂等。

在各类专用传动装置的开发机制造方面，国内近几年取得的明显的进展，如重庆齿轮箱有限责任公司生产的MDH28型磨机边缘驱动传动装置，其最大功率已达7000KW，传动转矩达5000KN.m，总重46吨，生产的1700热连轧主传动齿轮箱子的最大模数为30，重量达180吨。由杭州前进齿轮箱有限公司生产的gwc70/76型1.2万吨及装箱船用齿轮箱，传动功率已达6250KW。(转载中国锻压网)由南京高精齿轮股份有限公司及重庆齿轮箱有限公司生产的里磨系列齿轮箱最大功率已达3800KW，由西安重型机械研究所、洛阳重重齿轮箱有限公司、荆州巨鲸传动机械有限公司等开发制造的重载圆柱齿轮箱系列产品在矿山、冶金、建材、煤炭及水电等行业也都得到了广泛应用，其中西安重型机械研究所开发的水泥行业辊压机悬挂系列圆柱齿轮箱的输入功率已达1250KW，用于铝造轧 机的圆柱齿轮箱有司责任公司、杭州前进出论箱有限公司、西安重型机械研究所开发的风力发电增速箱系列产品也逐步取代进口产品，广泛应用于国内风电行业。在大型齿圈的制造方面，国内目前最大直径为9.936米，净重达80吨的齿圈已由中信重机制造完成，并用于武钢集团年产500万吨氧化球生产线，至此用于大型烧结机、磨机、回转窑的大型驱动装置以及用于转炉及烧结设备的大型柔性传动装置国内均可圈套供货，而无需再行进口。

在其他类型新产品的开发方面，行业企业也取得了不少成果，如西安重型机械研究所开发的工程车辆变速箱和风机及泵用差动节能调速装置、洛阳中重齿轮箱有限公司的大型矿井提升机圆柱齿轮箱、江苏金象减速机公司的磨机驱动齿轮箱、北京太富力传动有限公司的大型三环传动齿轮箱及传动装置等，也都受到了市场的欢迎并得以广泛应用。

在行业企业的产能扩展及技术改造方面，近几年呈现出跨越式的发展，这一方面得益于近几年市场强劲需求的拉动，另一方面也是受企业扩大生产规模、提升加工制造水平、进而提升企业竞争力的主观愿望的驱动，国内主要产品厂家近二年购进的关键加工设备，如大型磨齿机、镗铣床、技工中心及热处理设备等，累计超过200余台（套），预计行业产能扩大一倍以上，技改工作的开展固然有提审行业企业规模和生产集中度及竞争力的客观效果，但由于仍存在行业企业数量多、规格小及水平参差不齐等实际问题，因之随着市场需求的回落和国外同行厂商大规模进入国内市场，行业竞争必将进一步加剧，这也必将促进行业企业间的购并、整合甚至转型。

据有关资料介绍，人们认为目前齿轮传动技术的发展方向如下：

（1）标准化、多品种 目前世界上已经有50多个渐开线圆柱齿轮传动系列设计；而且还演化出多种形式的圆柱减速器、差速器和圆柱变速器等多种产品。

（2）硬齿面、高精度 圆柱传动机构中的齿轮广泛采用渗碳和氮化等化学热处理。齿轮制造精度一般均在6级以上。显然，采用硬齿面、高精度有利于进一步提高承载能力，使齿轮尺寸变得更小。

（3）高转速、大功率 圆柱齿轮传动机构在高速传动中，如在高速汽轮中已获得日益广泛的应用，其传动功率也越来越大。

大规格、大转矩 在中低速、重载传动中，传递大转矩的大规格的圆柱齿轮传 动已有了较大的发展。

三、研究内容及实验方案：

在圆柱齿轮传动的设计时，应该根据设计任务书所要求该圆柱传动的要求（原始数据及设计技术要求），进一步分析该传动所需的使用要求、工作状况和所需齿轮的机械特性，首先应了解和掌握该圆柱齿轮传动的已知条件；通常，已知的其原始数据为输入功率、输入转速、传动比、工作特性和载荷工况等。

建立优化设计模型，优化问题的数学是实际优化设计问题的数学抽象。在明确设计变量、约束条件、目标函数之后，优化设计问题就可以转化成一般数学问题。采用惩罚函数法对设计参数进行约束优化，以中心距最小为目标进行优化设计，并与常规设计进行比较。进而绘制出减速器装配图及主要零件图。

二级圆柱齿轮减速器的优化设计的一般原则是：

（1）各级传动的承载能力大致相等（可以最大性能的发挥减速器的承载能力）；

（2）在一定承载能力下，减速器具有最小的外形尺寸和重量；（3）各级传动中大齿轮的浸油深度大致相等。

四、目标、主要特色及工作进度

1、设计目标：

设计出的圆柱齿轮减速器：其输入功率P=6.2kW，输入转速n1=1450r/min，总传动比i=16.5，齿轮的宽度系数φa=0.4，工作寿命10年，每年工作300天。结构紧凑、传动功率较高，采用惩罚函数法，以中心距最小为目标进行减速器优化设计

2、圆柱齿轮减速器主要特色：

1、重量轻、体积小，结构紧凑、承载能力大

2、传动效率高

3、传动功率范围大，可以实现运动的合成与分解

4、运动平稳、抗冲击和振动的能力较强

5、采用硬齿面技术，使用寿命长，使用性广。

3、工作进度：

1.收集资料、开题报告、外文翻译

3.05－3.25

第1周—第3周 2.建立优化设计的数学模型

3.26－4.8

第4周—第6周 3．编写优化设计程序、计算

4.11－4.24

第 7周—第9周 4.减速器常规设计计算、结果分析

4.25－5.6

第10周—第12周 5.绘制减速器装配图及主要零件图

5.9－5.20

第13周—第14周 6.撰写毕业设计论文

5.21－5.31

第15周—第16周 7．答辩准备及论文答辩

6.1－6.2

第17周

五、参考文献

行星齿轮减速器效率及自锁分析 篇3

【关键词】行星齿轮；减速器；优化设计；自锁

1.引言

行星齿轮工作过程中，采用正确的齿数，获得的效率高、使用的期限延长以及传动更加可靠。行星齿轮机构的设计的工作任务艰巨，而且用普通的设计方法只能够满足一般的工作要求。所以，用体积最小的原理对行星齿轮减速器进行优化设计。

2.行星齿轮减速器结构概述

行星齿轮是被装配在一个可以自由转动的行星杆上，能够围绕自身的轴线转动，与此同时，还可以绕着行星杆转动。

由于行星杆的存在，导致了转动轴的动力的输入及输出。从而可以充分利用这一特性，使离合器在适当的时候固定某一条轴的运转，剩下的轴继续转动，这就导致了相互啮合的齿轮之间的传动有很多的配合。自动变速箱就是利用行星齿轮的这种特点，改变离合器相对运动的关系获得不同的传动比，使得速度得到一定的调节。

3.行星齿轮减速器效率的优化分析

在一个行星杆和两个太阳轮的行星轮系中，行星轮系的传动效率影响着减速器的整体的效率。一般采用“行星轮系转化法”，首先需要弄清楚周转轮系和定轴轮系在效率方面的应有内在关系，以此来计算周转轮系的效率的方法。

3.12K-H型行星齿轮系统的传动效率

行星齿轮传动系统的传动效率与功率的传递相关，选择齿轮系统的不同构件作为主动件，功率的传递的方向不同，相对应的功率的平衡方程也不相同。图1为周转轮系，分别以行星杆H和太阳轮1为主动构件，得到对应的行星齿轮传动系统的效率计算公式。如表1。

3.2行星齿轮减速器的效率分析

1）当时，行星齿轮系为负号机构，这时不管以太阳轮为主动件还是行星杆为主动件，行星轮系的效率一般要大于转化机构的效率。但是，想要运用负号機构达到较大的减速传动比，最主要的是加大行星齿轮减速器的转化机构的传动比。

2）当时，行星齿轮传动系统为正号机构。当时，行星齿轮系统的效率随着的变大而变大，然而不会比大。当正号机构被应用在减速装置时，即使在行星齿轮减速机构的减速比很大的情况下，减速机构都不会发生自锁的现象。

4.行星齿轮（Planetary Gear Trains）传动自锁条件分析

如果传动的输入部件、输出部件以及固定部件，它们分别用字母表示为A、B和C。行星齿轮减速器的传动中，A部件仅仅能够作为输入部件，B仅仅能够作为输出部件，输入和输出部件不能够相反。这样的传动称为行星齿轮的自锁。

在行星齿轮传动机构的设计过程中，不仅要分析变换A，B-C，而且变换B，A-C。怎样才知道齿轮机构是否自锁，在什么样的条件下自锁才会发生，一定要弄清楚效率的两个公式的转换，那么转换机构的实际的传动效率自锁时等于零，但是公式中的效率的乘积应该小于零。即：（1）

4.1行星齿轮传动中四构件的自锁

5.结语

行星齿轮减速器的加工制造技术越来越完善，因此被广泛地应用在自动减速器中。在不改变齿轮设计强度的条件下，改变齿轮中心距、获得恒定的传动比，与此同时也可以减少减速器的结构尺寸。通过优化结果分析可知，对行星齿轮减速器的设计与制造提供了参考。

参考文献

齿轮减速机的常见故障和防治方法 篇4

减速机内最常发生的故障有:

a.严重发烧。如果只是严重发烧而无任何异响, 则可能是油太多;如同时伴有金属摩擦的声音, 那就是缺油了。当使用机油时, 应该使油面保持在油尺所规定的范围以内;如果没有油尺, 油面最少应淹没大齿轮的三个齿全高, 最多也只能淹没大齿轮直径的1/3。

如果在严重发烧的同时, 机器的运行声音明显沉重, 电动机的负荷电流也相应增加, 则说明机器超载, 应立即查明原因, 降低负荷。

b.当减速机在空车时, 声音很大, 并伴有敲击声。一旦带上负荷, 声音反而变小了, 敲击声也没有了, 这是齿轮的齿侧间隙磨损超限, 应拆换磨损超限了的齿轮, 或把可以翻面的齿轮翻面使用。

刚刚新换了齿轮的减速机, 常有声音较大, 响声不均匀等毛病, 在新旧齿轮混合使用的情况下, 尤其严重。这是齿面还没有啮合好, 接触面不均匀所致。使用一段时间后, 将会好转, 噪音也将随之降低。

当减速机里进入异物, 或个别牙齿打坏时更会突然出现不均匀的异响, 应立即检查排出原因、妥善处理, 才能继续使用。

当齿面产生点蚀、剥离或严重磨损时, 减速机在运行中会发出“轰隆轰隆”的响声, 应立即判断是否过载, 油是否干净, 还是齿面严重磨损, 针对各种情况分别处理。

c.震动, 可能是地脚螺栓或机壳螺栓松动, 或个别螺栓折断, 应查明、上紧或拆换。

滚动轴承严重磨损、走内圆或走外圆, 或锥柱轴承的轴向游隙太大, 也会产生震动, 可以打开检查孔盖, 分别撬动各轴检查, 再进行调整、修理或更换。

齿轮减速机 篇5

学习心得

这学期CAD/CAM二级圆柱斜齿轮减速器设计实习，从零件的基本尺寸的设计计算，使用Pro/e建立三维模型。我们熟悉了机械设计的基本步骤，机械设计要考虑许多工程设计问题。零件的设计要考虑零件的基本强度、刚度要求。轴承的设计计算要计算轴承的寿命。除此之外，齿轮减速箱的设计要考虑润滑和间隙的问题。轴承端盖的设计要考虑润密封、滑油问题。斜齿轮的设计要考虑齿轮的齿根的强度和刚度问题，轴的设计要考虑轴的强度和刚度问题。电动机的选择需要考减速器的外部要求，传动比的分配也要合适，要考虑减速箱盖的外形，齿轮之间的间距问题。在设计的过程中各种变量之间相互制约，关键是掌握各种变量之间的平衡，要恰到好处。总之机械设计过程需要考虑许多的工程问题。因此需要制定相关的机械设计标准予以规范。我们温习了上学期的设计过程，温故而知新。通过这样的学习过程，我们更好的学习了机械设计，对机械制图的能力也得到了提高。在使用pro/e进行三维建模的过程中，我们熟悉了基本的拉伸和旋转命令、草图的建立，文件的保存操作。软件也有很多不完善的地方，比如需要不断的删除旧的版本。机械设计的过程需要不断的积累经验，增长自己对机械设计的理解和相关的知识，需要在不断的实践中熟练设计的过程，需要查阅许多的相关的资料，熟悉各种标准的查询也非常的重要。这次实习只是简单的设计，我们未来在工作中将会面对许多原创性的设计工作。这时，我们需要将概念变成实际的工程设计，在设计之前需要做许多的工作，比如说确定和定义问题，进行头脑激荡发挥创意，确定工程设计的各种变量。然后建立机械的三维数字模型，进行数学的模拟。在正式生产前还要制造出原型样机进行试验，查询相关的背景资料和背景研究。

现代机械设计越来越向着智能化、系统化方向发展，将大量的使用计算机进行辅助设计。但是我们也不要放弃手工绘图的学习和训练。设计过程中也需要大量的查询各种数据和图表以及各种国家标准。建立减速器的三位数字模型后，我们可以进行运动模拟，通过运动模拟我们可以非常直观的了解到零件的强度和刚度是否符合要求，运动是否正确。计算机对于机械设计将会越来越重要，机械设计的过程将变得更加的智能化，大量的计算和设计过程将由计算机完成，人们将更多的精力用于机械的原型和概念的设计工作。在今后的工作中，要根据企业的需要学习相关的机械设计软件。其他设计软件还有Inventor、solidworks、ug等，但是他们的基本操作大同小异，软件的概念也非常相似，因此我们要熟悉一个机械设计软件，然后其他软件就能够很快的熟悉了。学习的过程也非常的简单。通过这次CAD/CAM二级圆柱斜齿轮减速器设计，为我们未来的工作打好了基础，我们还有许多的东西需要学习，任重道远。

直交弧齿锥齿轮减速机修复的尝试 篇6

1 减速机故障现象及部位

NSE1000-28m提升机技术参数:输送能力为850t/h(最大1000t/h),输送高度为28.5m,电动机功率为132k W,减速机型号为B3HH14D-90(带载辅传18.5k W),减速机品牌为FLENDER(弗兰德)。

减速机在正常带载运行时声音异常,出现有节奏、低沉的啸叫声。减速机壳体明显温度高,用红外线测温枪测量,壳体表面温度达到58~65℃。停机拆开减速机检视孔发现,减速机一级锥齿轮啮合异常,表现为:在小锥齿轮工作面上出现明显压伤和轻微的点蚀现象。仅仅运行12d,重新开检视孔检查,减速机一级圆锥齿轮齿面出现明显剥落、崩齿现象,减速机已处于非常危险的工作状态。经过详细检查,二级斜齿轮副、三级斜齿轮副工作面正常,没有损坏现象。故障刚发生时及运行12d后的照片见图1。

2 故障初步判断及对策

从2011年投产以来,该减速机一直正常运行,从目前检查情况看,减速机一级啮合齿轮副或轴承已经产生了严重故障。减速机必须检修,否则,整台减速机面临报废的风险。由于正处于水泥销售旺季,为保证维修质量,减速机制造厂一再要求返厂大修,如果返厂大修,停机时间最少需要12d。经过研究讨论,为尽量减少故障对生产的影响,且我公司有维修国产同类型减速机的经验,故决定尝试修复该减速机。减速机传动结构示意见图2。

1.圆锥滚子轴承;2.调心滚子轴承

3 维修方案的确定

减速机与提升机主轴连接方式为:减速机输出空心轴套挂在提升机头轮主轴上。减速机箱体为上下剖分式,在维修过程中,可方便拆下减速机箱体上盖。

维修难点有两个:

1)经过查阅资料可知,该减速机一级齿轮为格利森制弧齿锥齿轮传动,如何调整好这对齿轮副正确啮合是检修的关键点。据了解,某公司同类型减速机因检修不当,减速机检修后运行仅20d,这对齿轮副就报废了。为此,我们查阅资料和咨询有关专家,得出该齿轮副调整的要求是:一级齿轴轴向窜动量:0.01~0.035mm,两圆锥齿轮齿侧间隙为:0.03~0.05mm,在轻载情况下,两圆锥齿轮接触区的长度约为齿宽的一半,接触区位于齿宽中间,稍靠近齿轮小端位置。在小齿轮齿上,接触区应稍微靠近齿顶,在大圆锥齿轮上,接触区应稍微靠近齿根。

2)减速机齿轮副调整结束后,要求手动盘车,整个减速机应灵活运行。由于该减速机输出轴是套挂在提升机驱动主轴上,检修后,因提升机链条、链斗自重很大,如果手动盘车,会非常困难,即使通过辅传盘动减速机转动,也无法确定减速机是否转动灵活。经过讨论,有两种维修方案。

第一种维修方案为:将整个减速机从提升机主轴上拆下来维修,虽然解决了手动盘车问题,但这个维修方案会大大延长维修时间,很有可能影响到窑连续运行。

第二种维修方案为:减速机开箱后,临时将三级齿轴轴系吊出箱体,先调整好一、二级圆锥齿轮副符合啮合要求后,然后回装三级齿轴轴系,一、二、三级轴系全部重装后,根据二、三级斜齿轮接触情况,对三级齿轮轴进行必要调整,符合一般斜齿轮接触要求。经过研究讨论,确定采用第二种维修方案。

4 维修配件、工具准备及方案实施

根据该减速机故障发展状况,我们积极和设备制造厂专家沟通,根据专家意见准备好维修所需配件:小圆锥齿轮轴系、轴承、油封;调整一级齿轴轴承、二级齿轴轴承所需各种厚度薄钢垫片(0.02mm厚、0.05mm厚、0.10mm厚)、百分表、红丹粉。现场解体减速机所需的千斤顶、手拉葫芦、撬棍等。

1)维修备件采购到位后,保持生料均化库处于满库状态,计划生料磨停机20h,维修减速机。

2)在拆卸减速机过程中,发现二级齿轴两圆锥滚子轴承的滚子、滚道磨损严重,是减速机产生故障的根本原因,更换二级齿轴两圆锥滚子。

3)调整弧齿锥齿轮副过程:先把一级高速齿轴装入箱体,通过调整轴上螺母及垫片,调整其轴向窜动量为0.03mm﹔然后装入二级大锥齿轮,通过调整二级齿轴两圆锥滚子两侧的薄垫片来调整大、小锥齿轮的啮合状态。在不盖减速机上盖的情况下,一级齿轴、二级齿轴的轴承端盖要临时装在下箱体上,方便轴承调整。齿侧间隙的检查:固定好一级高速齿轴,然后在适当位置安装一只百分表,转动大锥齿轮,检查齿侧间隙。齿侧间隙基本合格后,在小锥齿轮工作面上涂上红丹油,转动大、小锥齿轮,检查齿面接触情况。调整结束后,手动盘车,大、小锥齿轮应正、反运转自如。

4)调整后锥齿轮副啮合参数:一级齿轴轴向窜动量:0.02mm,两圆锥齿轮齿侧间隙为:0.05mm。齿面接触情况:两圆锥齿轮接触区的长度约为齿宽70%,接触区位于齿宽中间略靠小端位置。

5)在不装三级齿轴的情况下,盖上减速机上盖,把紧减速机上、下盖(装一半连接螺栓)轴承端盖,手动正反转动锥齿轮副,用着色法检查齿面接触情况,同时锥齿轮副应转动非常灵活,无任何阻滞现象。

6)重新拆下上盖回装三级齿轴系,然后按通用检修规范,将减速机全部组装好,整个维修时间为16h,比计划时间缩短了4h。

5 减速机试车及运行

1)减速机检修结束后,按规定加好润滑油,即进行提升机空车试运行,试运行时间1h,检查减速机振动值、噪音、温升均正常。随即提升机投入正常生产。

2)由于是一对新弧齿锥齿轮工作,为了让新齿轮进行跑合,生料辊压机投料量由正常的290t/h左右降为260t/h,减速机在带载运行的情况下,低沉的啸叫声消失,减速机壳体温度为48~50℃。

3)正常生产8d后,开减速机检视孔检查,减速机各齿轮啮合正常,因此,生料辊压机投料量恢复到290t/h。

4)在随后的生产过程中,遇生料满库,要求开检视孔检查减速机运行情况,运行30d后,锥齿轮副啮合情况见图3。

6 结束语

齿轮减速机 篇7

关键词：行星齿轮传动减速机,漏油故障,O型圈,油封,密封设计

行星齿轮传动减速机漏油是目前减速机存在的主要故障之一。减速机漏油既影响用户使用, 增加油耗量、污染环境, 还容易造成润滑油不足, 使减速机的齿轮与轴承得不到良好的润滑而烧蚀损坏。泰安泰山福神齿轮箱目前是国内工程机械减速机的主要配套厂家之一, 已有近30多年的专业生产制造行星减速机的历史, 主要产品有工程机械中各种吨位、各种工况的配套卷扬、变幅、回转、行走减速机。根据我们公司的产品常见的故障类型和结合经验, 在此文中主要针对减速机漏油类型及部位逐一分析, 以及解决措施。

按运动类型分类来看:

1 旋转结合面部位漏油

这类密封的漏油位部有:

1) 支承座与轴承座之间密封处渗漏。

2) 输出轴与端盖轴孔之间密封处渗漏。

分析这类漏油的原因:

1) 油封的质量问题:油封弹性不好、唇口缺陷、弹簧松或脱落。

2) 因装配造成油封唇口翻边、切边;或者油封座连接螺栓拧紧力矩不足。

3) 零部件的加工质量问题。

针对以上的分析原因采取的处理措施如下:

1.1

选择正规厂家生产的合格的油封产品。

1.2 在装配中使用专用油封装配工装及装配方式。

a) 在选择工装时要注意工装与油封的接触位置, 若接触处的直径过小会导致油封唇口变形。

b) 还要正确的施力方式, 选用大小合适的垫板对角线方向均匀施压, 切记不能直接敲打油封, 以免造成油封变形。

c) 装配过程中还要注意保证油封的水平, 使油封在腔内均匀受压, 才能保证密封的有效性。如果将油封强行压入腔内导致油封密封唇口配合部位挤坏、卡住, 导致漏油。

1.3

使用专用气动扳手拧紧螺栓, 使用力矩扳手进行检测。

1.4 零部件的密封处设计:

a) 唇口与轴的过盈量原则:通常轴径小于20mm, 唇口过盈取1mm;轴径大于20mm, 过盈取2mm。油封外径与壳体的配合过盈宜取0.15mm~0.35mm;

b) 唇口与轴的接触宽度:压差不大时, 唇口接触宽度0.2mm~1mm;若介质压差较大, 接触宽度应增大。

c) 轴的粗糙度要求为0.8μm~3.2μm。表面太光滑, 油容易从密封接触面挤出, 油膜变薄或消失, 导致唇部发热或烧坏;反之, 唇口磨损过快, 造成泄漏。

1.5 结构的设计优化可采用浮动油封的密封形式。

浮动油封常用于行星减速器, 对该部件端面进行动态密封。浮动油封密封属于机械密封, 一般由铁合金材料的浮环及配套的丁腈橡胶O形密封圈组成, 浮环成对使用, 一个随旋转, 一个相对静止。浮动油封的密封原理是:两个浮环靠O形密封圈受轴向压缩后的变形, 产生对浮环密封端面的压紧力。随着密封端面的均匀磨损, 这种由O形密封圈储存的弹性能量逐步释放, 从而起到轴向补偿作用。

2 静止结合面漏油

在静密封设计中多以O型圈应用最为广泛。静密封是指两个相邻的表面间无相对运动的密封, 如果O型圈规格尺寸、安装沟槽尺寸加工正确, O型圈材料选择得当, 则O型圈密封压力可达到100MPa, 可以实现零泄漏。我公司的减速机静密封类漏油主要原因有:

1) O型圈的质量问题:O型圈弹性不好, 本身表面缺陷。

2) 因装配造成O型圈切边;或者连接螺栓拧紧力矩不足。

3) 零部件的加工质量问题。

采取的处理措施:

1) 选择正规厂家生产的合格的O型圈。

2) 确保连接螺栓应有足够的强度, 以免结合面产生间隙, 造成O型圈被压力所挤出漏油。

O型圈密封的设计:

a) 导锥要求:由于O型圈在安装时受到挤压, 因此必须设计导锥棱角要倒圆, 以避免O型圈表面挤损和密封失效。导锥应在15°~20°之间, 导锥宽度C详见标准GB/T3452.1-2005 O型圈密封沟槽尺寸和公差。

b) 沟槽设计:沟槽设计包括确定沟槽的形状、尺寸、精度和表面粗糙度等。设计原则:加工容易、尺寸合理、精度容易保证。常见的槽型是矩型槽。这种沟槽优点加工容易, 便于保证O型圈具有必要的压缩量。除矩形槽外, 还有V形、半圆形、燕尾形和三角形等形式的沟槽。具体的参数设计可参照标准GB/T3452.1-2005 O型圈密封沟槽尺寸和公差。密封沟槽的表面粗糙度直接O型圈的密封性。静密封用O形圈工作过程中不运动, 所以槽壁的粗糙度用Ra=6.3μm~3.2μm。

3 往复运动的密封

在液压系统中, 往复动密封是一种最常见的密封要求。我们公司产品的制动器中活塞与缸体之间要用到往复运动密封, 作用限制液压油的轴向泄漏。用作往复运动密封时, O形圈的预密封效果和静密封一样, 并且由于O形圈自身的弹力, 而具有磨损后自动补偿的能力。

最常见的故障类型为O型圈扭曲。扭曲是指O形圈沿周向发生扭转的现象。引起扭曲损伤的原因很多, 其中最主要的是由于密封零件的加工精度 (包括间隙、同轴度及粗糙度) , 还有密封沟槽的同轴度偏差, 密封高度不相等以及O形圈截面直径不均匀等原因。O型圈密封的设计与静密封的设计要求一样, 具体的参数设计可参照标准GB/T3452.1-2005 O型圈密封沟槽尺寸和公差。另外必须注意O型圈在往复运动中常在槽内滚动, 则对槽底及槽壁的粗糙度要求高必须达到Ra=1.60μm以下。

参考文献

[1]机械设计手册 (上册, 第二分册) , 第二版.化学工业出版社

[2]成大先主编.机械设计手册, 第五版第3卷.化学工业出版社

齿轮减速机 篇8

新型进动式锥摆线齿轮减速机由电机、端盖、机体、中心锥齿轮和分别置于端盖、机体上的输入轴、输出轴几大部分组成。

1.电机2.输入轴3.上端盖4.中心锥齿轮1 5.行星轮体6.圆锥滚子轴承7.箱体8.中心锥齿轮4 9.输出轴壳体10.输出轴11.圆锥滚子轴承12.输出轴大齿轮

如图1所示, 输入轴 (2) 为空心的曲轴置于箱体 (7) 内的中间部分, 行星轮体 (5) 通过一对圆锥滚子轴承 (6) 置于该空心的曲轴上, 该行星轮体 (5) 的两端分别通过两个圆锥形滚子齿圈与连接在上端盖 (3) 上的固定中心锥齿轮1 (4) 和连接在输出轴 (10) 上的可动中心锥齿轮4 (8) 相啮合。输入轴 (2) 的回转运动是借助于圆锥滚子轴承 (6) 使行星轮体 (5) 改变为像罗盘回转器一样的进动运动, 行星轮体 (5) 一端的圆锥形滚子齿圈无滑动的沿固定中心锥齿轮1 (4) 的齿面滚动, 另一端的圆锥形滚子齿圈沿可动中心锥齿轮4 (8) 的齿面滚动。由于相啮合的齿滚的齿数差小, 输入轴 (2) 的回转运动通过倾斜的曲轴传给做进动运动的行星轮体 (5) , 又传给可动中心锥齿轮4 (8) , 从而使输出轴 (10) 做减速回转运动。

2 性能特点

本减速机是一种空间行星机构, 具有行星轮作进动运动的特点。采用具有多对齿同时接触的齿滚啮合, 新齿形、硬齿面、新型曲轴、结构紧凑, 克服和解决了现有渐开线圆柱齿轮减速机、少齿差等减速机存在的一些问题, 成为能在工业上广泛应用的大速比、高承载能力、高效率的减速机。其优点如下:

(1) 由于多对齿同时啮合, 载荷分配给同时接触的多对齿 (在一定条件下, 可以达到多齿啮合系数ε=100%, 即各对齿全部接触) 。因而, 可以改善传动的许多性能指标。

(2) 由于具有较高的多齿啮合性能, 齿面为硬齿面, 故承载能力高, 大大改善了外廓尺寸, 使结构紧凑, 体积小。

(3) 锥齿轮与锥形滚子的啮合传动形式, 啮合为滚动摩擦, 可以减少滑动摩擦损失, 可以提高传动效率, 故传动效率可达90%以上。另外, 由于多对齿连续不断的啮合, 故消除了轮齿的移动、跳跃性, 提高了工作平稳性, 降低了噪声和传动的振动。

(4) 体积小、质量轻, 具有很宽的传动比范围, 传动比大, 单级传动比可达到3600。

(5) 中心锥齿轮的齿形为锥摆线齿形, 存在着大量的齿廓形状, 因而可以保证在较大范围内选出最佳的齿廓外形, 满足实际需要。

(6) 具有较高的运动精度, 可以制成具有无隙啮合的较高扭转刚度的传动。

(7) 零件数量少, 造价低, 无W输出机构, 调整和维护方便。

(8) 在较大范围内可以同其它种传动形式进行综合设计, 以满足不同用途的需要。如可制成自制动减速机、增速机、差速机、多功能液压马达、变速箱、无级变速器及输出轴具有多速的同轴式减速机等。

3 使用及维护

(1) 适于连续工作制, 允许正向反向运转。

(2) 输出轴及输入轴轴伸与其它零件配合时, 不允许直接锤击, 以防损坏。

(3) 使用联轴器与工作机械与电动机连接时应使轴线同心, 减速机的安装误差不应大于所用联轴器的允许误差值。

(4) 减速机安装后, 用手转到应灵活。

(5) 安装后的减速机, 正式使用前必须进行试运转:在空运转正常的情况下, 再逐渐加载运转。

(6) 以油浴润滑为主, 选用40#机械油, 推荐用齿轮油 (90#) 。

(7) 加换油制度:第一次加油运转一周后应更换新油, 并将内部油污冲净。以后可每3~6个月更换一次。若环境温度较高或潮湿时应适当缩短换油时间。运转中减速机体内储油量必须保持规定油面高度, 不宜过多或过少。打开机座或通气帽即可补充注油。若在高温或在低温环境下使用时应重新考虑润滑剂。

4 市场前景

减速箱齿轮断裂分析 篇9

关键词：减速箱,齿轮,断裂,原因分析

某厂5台减速箱均由美国福克FALK公司制造。在2011年6月14日,其中1台减速箱发生故障,值班人员检查后发现该减速箱中间齿轮轴输出端齿轮4处断齿和2处麻点剥落。另外2011年5月1日检查时,同样发现另1台减速箱中间齿轮轴输出端齿轮1处断齿。为了找到减速箱中间齿轮轴输出端齿轮断齿原因,某厂取样对减速箱中间齿轮轴输出端齿轮断齿原因进行分析。

1 试验与检测

1.1 宏观检验

减速箱断裂齿轮是减速箱中间齿轮轴的输出端齿轮。输出端的齿轮在齿的表面存在有麻点剥落、潜层剥落和硬化层剥落3种异常状态。从断裂齿轮断口宏观形貌来分析,可以明显看出整个断口分为3个区域,即:(1)裂纹的萌生区:约占断口的10%,此区域在齿轮的近表面,使用低倍放大镜可以看出该区域表面比较光滑、基本看不到裂纹发展的贝纹线;(2)裂纹发展区:约占断口50%的区域属于裂纹的发展区,在此区域有非常明显的贝纹线,说明裂纹在这一区域发展的速度比较快;(3)最终断裂区:约占断口的40%此区域为灰色粗糙面,属于脆性断裂,最终断裂区域的面积比例大,可以分析出齿轮根部的应力水平相对也高。

1.2 金相组织检验

1)对未断裂齿横向取样进行金相组织检验,渗层组织细针状马氏体,心部组织低碳马氏体+少量铁素体,碳化物为弥散状碳化物;测量渗层深度为3.2mm。

2)对断裂齿横向取样进行金相组织检验,渗层组织细针状马氏体,心部组织低碳马氏体+少量铁素体,碳化物为弥散状碳化物;测量渗层深度为3.5mm。

3)对断裂齿横向取样进行夹杂金相组织检验,评为1.5级。

1.3 硬度测定

未断裂齿齿面硬度测定值57.9HRC、56.1HRC、55.8HRC,心部硬度测定值33.7HRC、39.9HRC、34.6HRC;断裂齿齿面硬度测定值59.9HRC、60.1 HRC、58.8HRC,心部硬度测定值34.7HRC、38.8HRC、34.4 HRC(断裂齿取样并未是齿的正心部位置)。

2 减速箱齿轮断裂原因分析

从中间轴输出端齿轮齿面的宏观形貌可以看出,中间轴输出端的齿面有麻点剥落、潜层剥落和硬化层剥落3种异常状态,说明齿轮在正常工作条件下齿面的接触状态有异常,造成齿面受力不均匀,在齿面的局部会形成应力集中现象。

造成接触状态异常的主要原因是减速箱安装时输入轴与中间轴、中间轴与输出轴的相对平行度控制不严,形成齿面接触状态有异常,尤其是对中间轴的影响最大,中间轴输出端的齿轮转速相对最高,单齿的受力也是最大。减速箱齿轮的齿面最终热处理状态为表面渗碳处理,渗碳后的渗层金相组织为细针状马氏体,马氏体组织本身的应力水平就比较高,在做表面渗碳处理的过程也会有不均匀性存在,包括渗层厚度、金相组织的均匀性、表面硬度值的差异,实测断齿的渗层厚度3.5mm,最高表面硬度值60.1HRC,未断齿的渗层厚度3.2mm;最低表面硬度值55.8HRC,这样在齿轮加工后的原始状态齿面的应力水平也存在一定差异。

当减速箱处于工作状态齿面承受正常的工作载荷时,由于齿面的接触状态有异常,在齿面出现承载不均匀的情况,部分齿面的应力会远远大于平均应力,当这部分增加的应力与齿面固有的比较高的残余应力叠加时,会出现局部或个别接触点的应力大于齿轮材料的使用应力,长期运行后齿面就会发生失效损坏,根据超过材料使用应力的大小不同就会出现中间轴输出齿轮齿面有麻点剥落、潜层剥落和硬化层剥落3种异常状态。

当出现硬化层剥落时齿轮的受载能力下降会在剥落的边缘出现微裂纹,随着运行时间的增加,微裂纹也会随着时间而扩展,这就是齿轮断裂的裂纹萌生区,在这个区域裂纹发展的速度很缓慢,裂纹受到反复的挤压,呈现出很光滑的断裂面。进一步增加运行时间后材料的承载能力会明显下降,裂纹的扩展速度加快,这就是裂纹的发展区,裂纹在这个区域发展速度逐渐加快,就会在断面出现明显的贝纹线且贝纹线的间距随裂纹尺寸的扩大而增加;在裂纹扩展区出现的阶梯状态是和设备运行的启动停止有关系,当设备静止后重新启动,齿轮的啮合状态会有一些微小的变化,使得裂纹在扩展期间出现阶梯状的改变。

3 结论

根据以上分析,减速箱中间轴齿轮断裂的主要原因如下。

1)减速箱输入轴与中间轴、中间轴与输出轴在安装时有平行度的偏差,造成齿面接触异常局部应力集中,长期运行后齿轮失效断裂。

2)减速箱齿轮齿面最终热处理渗碳后表面应力水平有差异,与接触异常的齿面集中应力叠加后,加快齿轮失效的速度。

参考文献

[1]张秀英.40Cr调质齿轮接触疲劳点蚀形貌分析及机理研究[J].机械科学与技术,1995,(6):12-15.

齿轮减速机 篇10

随着人们生活质量的日益提高, 噪音污染问题越来越得到人们的重视。调查显示, 在很多工业及民用产品中使用带塑料注塑和粉末冶金金属压铸齿轮的直流减速电机的数量相当惊人, 该类电机的特点是转速高、负载大, 其减速齿轮机构在传动中产生的齿轮噪音对人们的工作、生活环境产生了比较严重的影响。因此, 很多用户把直流减速电机的噪音等级大小作为一个重要指标来考核, 对电机生产厂家提出了进一步改善直流减速电机噪音的强烈要求[1,2]。本文以常州宝来电器有限公司生产的NEX6-F00-1-01型直流永磁减速电机为整改实例, 详细分析直流永磁减速电机减速齿轮机构产生较大噪音的原因, 研究降低减速齿轮机构噪音的方法, 并通过实践验证方法的有效性。

1 NEX6-F00-1-01型直流永磁减速电机噪音原始情况分析[2]

1.1 用Mode l8925数位式噪音计测量库存的NEX6-F00-1-01型直流永磁减速电机的实际噪音, 寻找正反转噪音差2 dB以内的电机。通过噪音测试, 在1000台库存电机中找出了3台符合该要求的电机。这三台电机的实测噪音数据如下表1所示。

1.2 分析以上3台电机的零部件质量状况

(1) 测量电机的正反转转速并计算转差率, 测量数据见表2。

(2) 测量电机的0号、1号、2号齿轮公法线变动、齿形误差、齿距误差、齿向误差, 齿面粗糙度, 单位:um。测量数据见表3。

(3) 测量电机的齿轮端面与齿轮箱端面粗糙度Ra, 实测数据见表4。

(4) 测量电机的齿轮轴中心距, 数据见表5

由以上测试可知:直流电机的减速齿轮箱正反转噪音要控制在2dB以内, 电机的正反转速转差必须在5%以内、同时控制好齿轮精度, 对照国家标准需达到GB2363-90的7级精度要求、齿轮箱轴中心距偏离理论中心距在0.02mm以内, 齿轮端面的表面粗糙在1.6um以内, 机壳端面与齿轮接触的表面粗糙度在2.0um以内。

1.3 在噪音良好的3台直流减速电机中任取一台在HSS660X型噪音振动测量分析系统中做频谱分析, 找出齿轮减速箱噪音最大频率点并分析原因[3]。频谱分析测试结果见表6、表7及图2和图3。

由以上测试可知:2号齿轮的大齿轮用非金属材料聚甲醛代替原来的金属齿轮, 有效降低了齿轮箱的整体噪音 (在50dB以下) 。

2 降低直流减速电机噪音的方法

通过对噪音指标符合要求的3台电机进行的测试数据结果分析来看, 要降低NEX6-F00-1-01直流永磁减速电机负载时的噪音, 须做好以下几方面的工作:

(1) 提高齿轮箱齿轮精度, 按GB2363-90的7级精度要求设计、加工、制造0号、1号、2号齿轮和齿轮端面粗糙度。

(2) 控制好电机额定负载下的转速。

(3) 控制好齿轮箱体齿轮轴孔中心距和与齿轮配合的齿轮箱体端面的粗糙度。

(4) 用非金属齿轮代替金属齿轮并验证其强度和寿命。

下面就控制齿轮变形和提高齿轮模具精度作详细分析。

2.1 计算机模拟成型

对于注塑和压铸齿轮来说, 模具的设计、制造与装配以及注塑、压铸过程都会影响齿轮制品的精度, 其中模具的设计精度起到了奠基的作用。现在产品上用的齿轮设计方法原理是进行等距放大得到模具的型腔尺寸, 所以外齿轮廓误差较大, 为了改变热变形引起的齿廓形状误差的影响, 在齿轮改进中采用了反向工程的方法, 以常温下 (30℃) 标准渐开线齿轮形状为基础, 逆向求取到注塑、压铸齿轮材料达到固化临界点时的齿廓曲线, 并在此基础上进行注塑、压铸齿轮模具的设计精度分析, 使齿轮成型后符合理论渐开线。首先在SOLIDWORKS中准确建立注塑齿轮的模型, 然后将其导入ANSYS软件, 进行注塑齿轮的热变形分析, 得出齿轮廓面在特定温度时的形状变化结果, 按此开模, 齿轮渐开线精度高。

2.2 线切割模具齿片外圆和齿廓面全部采用慢走丝 (精度0.005mm) 图, 以前普通线切割 (精度0.025mm) , 齿廓面保证镜面, 保证成型齿轮的中心和外圆的同轴度。

2.3 塑料齿轮模具浇口的设定, 以前一个, 齿轮冷却变形较大, 现在增至三个, 齿轮冷却均匀、变形较小。

为了进一步降低齿轮箱噪音, 同时还进行了以下改进:

(1) 增加齿轮轴的刚度。齿轮轴由原来的2mm改为2.3 m m, 因为齿轮轴在传动负载下的变形会使轮齿面在齿宽方向上接触长度缩短, 造成啮合刚性下降, 由此产生的传动误差也会产生噪音。

(2) 润滑油的选用。用E356油脂 (油脂混合均匀, 齿轮润滑较均匀) 代替原来的白色特种润滑脂 (油脂分离大, 黏附性较差) , 以稳定噪声等级。

3 整改后的直流减速电机噪音性能测试

为了验证上述改进方法的有效性, 常州宝来电器有限公司按照上述整改方法新生产了1000台直流减速电机, 并进行了相关指标的测试, 具体情况如下:

3.1 从1000台直流减速电机生产线上随机抽取3台进行噪音测试, 测试数据见表7。

3.2 从1000台直流减速电机生产线上随机抽取1台进行噪音频谱分析, 测试结果见表8、表9和图4、图5。

从以上测试数据可以看出, 整改后的直流减速电机噪音得到了明显改善, 噪音指标达到了更高的要求。同时, 考虑到2号齿轮改成塑料齿轮后, 齿轮机械强度的降低, 可能会影响到电机的使用寿命, 于是对整改后的电机的2号塑料大齿轮进行了寿命试验考核。即在额定电压12V, 额定负载40N.cm, 额定转速7600rpm下, 连续运转了800小时, 试验结果证明, 齿轮变形和磨损较小, 其寿命达到了设计技术要求。

4 结论

直流减速电机的齿轮传动噪音与齿轮的精度息息相关, 要提高齿轮精度, 首先必须从齿轮的设计与齿轮模具的设计和齿轮的加工工艺入手, 同时, 在齿轮强度允许的条件下大胆采用非金属材料制造齿轮也是降低齿轮整体噪音很有效的手段。其次, 直流电机本身的正反转差异, 齿轮中心距的严格控制, 齿轮轴的刚度强弱, 齿轮润滑油的质量等也是影响齿轮噪音好坏的因素。另外, 齿轮传动噪音有30%以上的原因来自毛刺、磕碰伤等, 因此, 在齿轮箱的装配过程中一定要做好质量控制, 轻拿轻放。

摘要：本文针对直流永磁减速电机减速齿轮机构产生较大噪音的原因, 以常州宝来电器有限公司生产的直流永磁减速电机为试验研究对象, 分析并研究了直流永磁减速电机的齿轮结构、制造材料、加工工艺、刚度强弱等影响齿轮噪音的因素, 提出了降低直流永磁电机减速齿轮机构噪音的有效方法, 通过生产实践验证, 效果良好。

关键词：直流减速电机,噪音,减速齿轮机构

参考文献

[1]陈世坤.电机设计[M].北京:机械工业出版社.1990.

[2]陈永校, 诸自强, 应善成.电机噪音的分析与控制[M].杭州:浙江大学出版社, 1987.