什么是减速齿轮箱？

减速器的选择和集成不仅仅是从目录中挑选一个。在大多数情况下，不能同时使用公布的最大扭矩、速度和径向载荷。必须应用适当的服务系数以适应广泛的动态应用。而且，一旦选择了合适的减速机，正确的安装和维护是延长使用寿命的关键。

减速机类别

广泛的机械减速装置包括滑轮、齿轮、小齿轮和摩擦驱动装置。还有可以改变发动机转速的电气产品。本次讨论将集中在封闭式驱动减速器，也称为直齿轮驱动器和齿轮箱，它们有两种主要配置：直列式和垂直式。它们中的每一个都可以通过不同类型的齿轮来实现。线性模型通常由螺旋齿轮或正齿轮、行星齿轮、摆线机构或谐波发生器组成。行星设计通常以最小的封装提供最高的扭矩。摆线和谐波传动提供具有更高传动比的紧凑型设计，而斜齿轮和斜齿轮装置通常是最经济的。他们都很有效率。

蜗轮可能是最具成本效益的减速解决方案，但它们通常具有 5:1 的最小值，并且随着齿轮比的增加会显着降低效率。锥齿轮减速机效率非常高，但有效减速上限为 6:1。应用类型决定了哪种减速机设计最能满足要求。

在选择任何减速机之前，必须收集技术数据以正确选择和安装该装置：扭矩、速度、功率、减速机的效率、服务系数、安装位置、连接变量和所需的使用寿命。在某些应用中，游隙量、传动误差、扭转刚度和转动惯量也很重要。

扭矩、速度和功率的关系

所需的扭矩可能是最重要的标准，因为这转化为减速器必须做的工作量。虽然在简单的应用中，确定扭矩可能相对简单，但在复杂的机械中可能很困难。惯性、摩擦力和重力——往往会阻碍运动的物理现象——必须加以识别，以便产生足够的扭矩来克服它们。这对于复杂的机器可能很困难。惯性、摩擦力和重力——通常会阻碍运动的物理现象——必须加以识别，以产生足够的扭矩来克服它们。考虑摩擦系数以及惯性质量的加速和制动对于计算所需扭矩很重要。找到现有机器所需扭矩的捷径是通过确定电流消耗来读取电机电流。然后可以进行计算以找到所需的功率。最后，通过使用标准扭矩公式，并考虑不同的比率，可以得到最终的扭矩值。

确定所需功率后，必须考虑服务系数以正确确定设备尺寸。服务系数考虑了其他操作参数，包括工作日长度、启动和停止次数、负载特性和电源。大多数减速器在给定的使用寿命小时数下额定为最大扭矩。这些额定值的限制因素不是齿轮或轴强度，而是轴承寿命。因为轴承必须在负载下支撑齿轮的分离力，所以小于最大额定值的负载会增加齿轮箱的使用寿命。相反，通过增加上面强调的负载变量，将导致齿轮箱寿命缩短。因此，要达到有效扭矩要求，需要应用适当的服务系数。

这个阶段可以选择减速机和电机。通常，选择主要动力源，例如以特定速度运行的发动机或电动机。获得减速器的正确传动比和由此产生的扭矩倍增只需将电机速度除以从动元件的速度即可。然后在标准电机功率公式中附加不同的因素和数值就可以找到正确的电机尺寸。

做出选择后，下一个问题是如何将变速箱集成到机器中。主要关注的是如何安装变速箱以及如何连接到控制器和驱动负载。

轴方向是首要考虑因素之一。在许多应用中，需要垂直定位输入或输出轴。在这种情况下，必须非常小心以确保适当润滑。变速箱油或润滑脂不仅可以防止齿轮磨损，还可以减少轴承磨损。因此，当其中一根轴垂直安装时，最上面的支撑轴承可能无法获得所需的润滑。在某些齿轮设计中，油箱中旋转齿轮的飞溅和雾化足以确保适当润滑，但对于低速类型，必须安装预润滑的密封轴承。在其他高速应用中，可能需要使用内部或外部泵将润滑剂输送到所需位置。每当需要垂直安装轴时，确定是否需要替代润滑方法非常重要。

下一个问题是如何将减速器连接到电源和从动负载。选项包括使用皮带轮、齿条或小齿轮驱动、连接到离合器、传动轴或万向节，以及将轴直接安装在从动轴上。

当连接到皮带轮、链轮或齿轮时，主要问题是径向载荷，通常称为悬伸载荷。轴轴承的设计不仅用于支撑分离齿轮的力，而且还用于将一定的径向和推力载荷传递到轴本身。当使用滑轮和齿轮驱动时，当皮带或链条试图转动轴时，会产生径向力。该力的大小可以计算为传递的扭矩除以皮带轮或链轮的半径。然而，通常这不是施加的唯一侧向力。皮带轮或链条在驱动侧很紧，但在后侧有游隙。通常安装张紧装置以降低噪音并防止皮带打滑或跳齿。当皮带或链条过紧时，会产生额外的径向载荷。在选择齿轮传动时，必须考虑扭矩和张力产生的径向载荷的组合。

在将减速器连接到离合器以及在较小程度上连接到传动轴和 U 形接头时，对齐是主要问题。由于齿轮箱外壳和安装板的加工公差，建议使用弹性联轴器。如果没有精确对准，使用刚性联轴器可能会给轴承带来过大的侧向载荷。即使使用弹性联轴器，也需要正确对齐，因为大多数联轴器仅允许 0.005 至 0.010 英寸的平行偏差和 1 至 3° 的角度偏差。许多离合器设计适用于各种应用，但为了最大限度地延长减速机的使用寿命，离合器应该适合这项任务。

连接齿轮箱的第三种选择是将其直接安装在带有空心孔输出轴的从动轴上。这减少了对对齐和径向载荷的担忧并节省了空间。从齿轮箱到机架的支撑臂可防止齿轮箱绕轴旋转。

多齿轮设计允许电机直接安装到齿轮装置上。这些设计包含非常精确的法兰，允许将电机直接连接到减速器或其他带有集成联轴器的适配器。这消除了单独安装电机的需要，但这通常只适用于较小的电机。