減速器論文完

減速器張藝博河南科技大學(xué)機(jī)械制造及自動(dòng)化河南洛陽(yáng)471000摘要:20世紀(jì)70－80年代，世界上減速器技術(shù)有了很大的發(fā)展，且與新技術(shù)革命的發(fā)展緊密結(jié)合。減速器是各類機(jī)械設(shè)備中廣泛應(yīng)用的傳動(dòng)裝置。減速器設(shè)計(jì)的優(yōu)劣直接影響機(jī)械設(shè)備的傳動(dòng)性能。本文通過(guò)對(duì)減速器的發(fā)展及優(yōu)化設(shè)計(jì)方法的分析，提出了減速器設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮的約束條件、目標(biāo)函數(shù)和變量等。

關(guān)鍵詞：減速器的發(fā)展、優(yōu)化設(shè)計(jì)

減速器是原動(dòng)機(jī)和工作機(jī)之間的獨(dú)立的閉式傳動(dòng)裝置，是一種相對(duì)精密的機(jī)械，使用它的目的是用來(lái)降低轉(zhuǎn)速和增大轉(zhuǎn)矩，以滿足工作需要，在某些場(chǎng)合也用來(lái)增速，稱為增速器。

減速器主要由傳動(dòng)零件(齒輪或蝸桿)、軸、軸承、箱體及其附件所組成。其基本結(jié)構(gòu)有三大部分：1.齒輪、軸及軸承組合。

2.箱體：箱體是減速器的重要組成部件。它是傳動(dòng)零件的基座，應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度。箱體通常用灰鑄鐵制造，對(duì)于重載或有沖擊載荷的減速器也可以采用鑄鋼箱體。單體生產(chǎn)的減速器，為了簡(jiǎn)化工藝、降低成本，可采用鋼板焊接的箱體。

3.減速器附件：為了保證減速器的正常工作，除了對(duì)齒輪、軸、軸承組合和箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)給予足夠的重視外，還應(yīng)考慮到為減速器潤(rùn)滑油池注油、排油、檢查油面高度、加工及拆裝檢修時(shí)箱蓋與箱座的精確定位、吊裝等輔助零件和部件的合理選擇和設(shè)計(jì)。

減速器按用途可分為通用減速器和專用減速器兩大類，兩者的設(shè)計(jì)、制造和使用特點(diǎn)各不相同。其主要類型：齒輪減速器；蝸桿減速器；齒輪—蝸桿減速器；行星齒輪減速器。

一般的減速器有斜齒輪減速器(包括平行軸斜齒輪減速器、蝸輪減速器、錐齒輪減速器等等)、行星齒輪減速器、擺線針輪減速器、蝸輪蝸桿減速器、行星摩擦式機(jī)械無(wú)級(jí)變速機(jī)等等。

減速器特點(diǎn)：蝸輪蝸桿減速器的主要特點(diǎn)是具有反向自鎖功能，可以有較大的減速比，輸入軸和輸出軸不在同一軸線上，也不在同一平面上。但是一般體積較大，傳動(dòng)效率不高，精度不高。諧波減速器的諧波傳動(dòng)是利用柔性元件可控的彈性變形來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的，體積不大、精度很高，但缺點(diǎn)是柔輪壽命有限、不耐沖擊，剛性與金屬件相比較差。輸入轉(zhuǎn)速不能太高。行星減速器其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)比較緊湊，回程間隙小、精度較高，使用壽命很長(zhǎng)，額定輸出扭矩可以做的很大。但價(jià)格略貴。

減速器:

簡(jiǎn)言之，一般機(jī)器的功率在設(shè)計(jì)并制造出來(lái)后，其額定功率就不在改變，這時(shí)，速度越大，則扭矩（或扭力）越小；速度越小，則扭力越大。一、

什么是減速器

減速器是一種動(dòng)力傳達(dá)機(jī)構(gòu)，利用齒輪的速度轉(zhuǎn)換器，將馬達(dá)的回轉(zhuǎn)數(shù)減速到所要的回轉(zhuǎn)數(shù)，并得到較大轉(zhuǎn)矩的機(jī)構(gòu)。

1、減速器的作用

1）降速同時(shí)提高輸出扭矩，扭矩輸出比例按電機(jī)輸出乘減速比，但要注意不能超出減速器額定扭矩。

2）減速同時(shí)降低了負(fù)載的慣量，慣量的減少為減速比的平方。

2、減速器的種類

一般的減速器有斜齒輪減速器(包括平行軸斜齒輪減速器、蝸輪減速器、錐齒輪減速器等等)、行星齒輪減速器、擺線針輪減速器、蝸輪蝸桿減速器、行星摩擦式機(jī)械無(wú)級(jí)變速機(jī)等等。

3、常見減速器

1）蝸輪蝸桿減速器的主要特點(diǎn)是具有反向自鎖功能，可以有較大的減速比，輸入軸和輸出軸不在同一軸線上，也不在同一平面上。但是一般體積較大，傳動(dòng)效率不高，精度不高。

2）諧波減速器的諧波傳動(dòng)是利用柔性元件可控的彈性變形來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的，體積不大、精度很高，但缺點(diǎn)是柔輪壽命有限、不耐沖擊，剛性與金屬件相比較差。輸入轉(zhuǎn)速不能太高。

3）行星減速器其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)比較緊湊，回程間隙小、精度較高，使用壽命很長(zhǎng)，額定輸出扭矩可以做的很大，但價(jià)格略貴。對(duì)裝配前零件的要求：1.滾動(dòng)軸承用汽油清洗，其他零件用煤油清洗。所有零件和箱體內(nèi)不許有任何雜質(zhì)存在。箱體內(nèi)壁和齒輪（蝸輪）等未加工表面先后涂?jī)纱尾槐粰C(jī)油侵蝕的耐油漆，箱體外表面先后涂底漆和顏色油漆（按主機(jī)要求配色）。

2.零件配合面洗凈后涂以潤(rùn)滑油二、安裝和調(diào)整的要求

1.滾動(dòng)軸承的安裝

滾動(dòng)軸承安裝時(shí)軸承內(nèi)圈應(yīng)緊貼軸肩，要求縫隙不得通過(guò)0.05mm厚的塞尺。

2.軸承軸向游隙

對(duì)隙可調(diào)整的軸承軸向游隙數(shù)值。點(diǎn)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(cè)間隙

可用塞尺或壓鉛法。即將鉛絲放在齒槽上，然后轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪而壓扁鉛絲，測(cè)量?jī)升X側(cè)被壓扁鉛絲厚度之和即為齒側(cè)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(shí)，在擰緊箱體螺栓前，應(yīng)使用0.05mm的塞尺檢查箱蓋和箱座結(jié)合面之間的密封性；

3.軸伸密封處應(yīng)涂以潤(rùn)滑脂。各密封裝置應(yīng)嚴(yán)格按要求安裝

四、潤(rùn)滑要求

1.合理確定潤(rùn)滑油和潤(rùn)滑脂類型和牌號(hào)

2.軸承脂潤(rùn)滑時(shí)，潤(rùn)滑脂的填充量一般為可加脂空間的1/2~2/3。

3.潤(rùn)滑油應(yīng)定期更換，新減速器第一次使用時(shí)，運(yùn)轉(zhuǎn)7~14天后換油，以后可以根據(jù)情況每隔3~6個(gè)月?lián)Q一次油。

五、試驗(yàn)要求

1.空載運(yùn)轉(zhuǎn)：在額定轉(zhuǎn)速下正、反運(yùn)轉(zhuǎn)1~2小時(shí)；

2.負(fù)荷試驗(yàn)：在額定轉(zhuǎn)速、額定負(fù)荷下運(yùn)轉(zhuǎn)，至油溫平衡為止。對(duì)齒輪減速器，要求油池溫升不超過(guò)35oC,軸承溫升不超過(guò)40oC；對(duì)蝸桿減速器，要求油池溫升不超過(guò)60oC,軸承溫升不超過(guò)50oC；

3.全部試驗(yàn)過(guò)程中，要求運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪聲小，聯(lián)接固定處不松動(dòng)，各密封、結(jié)合處不松動(dòng)。

六、包裝和運(yùn)輸要求

1.外伸軸及其附件應(yīng)涂油包裝；

2.搬運(yùn)、起吊時(shí)不得使用吊環(huán)螺釘及吊耳以上技術(shù)要求不一定全部列出，有時(shí)還需另增項(xiàng)目，主要由設(shè)計(jì)的具體要求而定。

七、技術(shù)要求

1.裝配前，所有零件用煤油清洗，滾動(dòng)軸承用汽油清洗，不許有任何雜物存在。內(nèi)壁涂上不被機(jī)油腐蝕的涂料兩次；

2.嚙合側(cè)隙用鉛絲檢驗(yàn)不小于0.16mm，鉛絲不得大于最小側(cè)隙的4倍；3.用涂色法檢驗(yàn)斑點(diǎn)。按齒高接觸點(diǎn)不小于40%；按齒長(zhǎng)接觸斑點(diǎn)不小于50%。必要時(shí)可用研磨或刮后研磨以便改善接觸情況；

4.應(yīng)調(diào)整軸承軸向間隙：φ40為0.05--0.1mm,φ55為0.08--0.15mm;

5.檢驗(yàn)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(jī)座內(nèi)裝N100潤(rùn)滑油至規(guī)定高度。

下面我介紹我國(guó)減速器的發(fā)展現(xiàn)狀（一）、減速器的介紹國(guó)內(nèi)的減速器多以齒輪傳動(dòng)、蝸桿傳動(dòng)為主，但普遍存在著功率與重量比小，或者傳動(dòng)比大而機(jī)械效率過(guò)低的問(wèn)題。另外，材料品質(zhì)和工藝水平上還有許多弱點(diǎn)，特別是大型的減速器問(wèn)題更突出，使用壽命不長(zhǎng)。國(guó)內(nèi)使用的大型減速器（500kw以上），多從國(guó)外（如丹麥、德國(guó)等）進(jìn)口。60年代開始生產(chǎn)的少齒差傳動(dòng)、擺線針輪傳動(dòng)、諧波傳動(dòng)等減速器具有傳動(dòng)比大，體積小、機(jī)械效率高等優(yōu)點(diǎn)。但受其傳動(dòng)的理論的限制，不能傳遞過(guò)大的功率，功率一般都要小于40kw。由于在傳動(dòng)的理論上、工藝水平和材料品質(zhì)方面沒有突破，因此，沒能從根本上解決傳遞功率大、傳動(dòng)比大、體積小、重量輕、機(jī)械效率高等這些基本要求。90年代初期，國(guó)內(nèi)出現(xiàn)的三環(huán)（齒輪）減速器，是一種外平動(dòng)齒輪傳動(dòng)的減速器，它可實(shí)現(xiàn)較大的傳動(dòng)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(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，效率亦高。由于該減速器的三軸平行結(jié)構(gòu)，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(xué)研制成功的"內(nèi)平動(dòng)齒輪減速器"不僅具有三環(huán)減速器的優(yōu)點(diǎn)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(yōu)點(diǎn)，處于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先地位。國(guó)內(nèi)有少數(shù)高等學(xué)校和廠礦企業(yè)對(duì)平動(dòng)齒輪傳動(dòng)中的某些原理做些研究工作，發(fā)表過(guò)一些研究論文，在利用擺線齒輪作平動(dòng)減速器開展了一些工作。（二）、平動(dòng)齒輪減速器工作原理簡(jiǎn)介：平動(dòng)齒輪減速器是指一對(duì)齒輪傳動(dòng)中，一個(gè)齒輪在平動(dòng)發(fā)生器的驅(qū)動(dòng)下作平面平行運(yùn)動(dòng)，通過(guò)齒廓間的嚙合，驅(qū)動(dòng)另一個(gè)齒輪作定軸減速轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)減速傳動(dòng)的作用。平動(dòng)發(fā)生器可采用平行四邊形機(jī)構(gòu)，或正弦機(jī)構(gòu)或十字滑塊機(jī)構(gòu)。本成果采用平行四邊形機(jī)構(gòu)作為平動(dòng)發(fā)生器。平動(dòng)發(fā)生器可以是虛擬的采用平行四邊形機(jī)構(gòu)，也可以是實(shí)體的采用平行四邊形機(jī)構(gòu)。有實(shí)用價(jià)值的平動(dòng)齒輪機(jī)構(gòu)為內(nèi)嚙合齒輪機(jī)構(gòu)，因此又可以分為內(nèi)齒輪作平動(dòng)運(yùn)動(dòng)和外齒輪作平動(dòng)運(yùn)動(dòng)兩種情況。外平動(dòng)齒輪減速器構(gòu)，其內(nèi)齒輪作平動(dòng)運(yùn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)外齒輪并作減速轉(zhuǎn)動(dòng)輸出。該機(jī)構(gòu)亦稱三環(huán)（齒輪）減速器。由于內(nèi)齒輪作平動(dòng)，兩曲柄中心設(shè)置在內(nèi)齒輪的齒圈外部，故其尺寸不緊湊，不能解決體積較大的問(wèn)題。內(nèi)平動(dòng)齒輪減速，其外齒輪作平動(dòng)運(yùn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)內(nèi)齒輪作減速轉(zhuǎn)動(dòng)輸出。由于外齒輪作平動(dòng)，兩曲柄中心能設(shè)置在外齒輪的齒圈內(nèi)部，大大減少了機(jī)構(gòu)整體尺寸。由于內(nèi)平動(dòng)齒輪機(jī)構(gòu)傳動(dòng)效率高、體積小、輸入輸出同軸線，故由廣泛的應(yīng)用前景。（三）、本項(xiàng)目的技術(shù)特點(diǎn)與關(guān)鍵技術(shù)

1.本項(xiàng)目的技術(shù)特點(diǎn),本新型的"內(nèi)平動(dòng)齒輪減速器"與國(guó)內(nèi)外已有的齒輪減速器相比較，有如下特點(diǎn)：（1）傳動(dòng)比范圍大，自I=10起，最大可達(dá)幾千。若制作成大傳動(dòng)比的減速器，則更顯示出本減速器的優(yōu)點(diǎn)。（2）傳遞功率范圍大：并可與電動(dòng)機(jī)聯(lián)成一體制造。（3）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、重量輕。比現(xiàn)有的齒輪減速器減少1/3左右。（4）機(jī)械效率高。嚙合效率大于95%，整機(jī)效率在85%以上，且減速器的效率將不隨傳動(dòng)比的增大而降低，這是別的許多減速器所不及的。（5）本減速器的輸入軸和輸出軸是在同一軸線上。本減速器與其它減速器的性能比較，因缺少數(shù)據(jù)，各減速器的功率/重量比是最優(yōu)越的。2.本項(xiàng)目的關(guān)鍵技術(shù)。"內(nèi)平動(dòng)齒輪減速器"是由內(nèi)齒輪Z2、外齒輪Z1和平行四邊形機(jī)構(gòu)組合而成的。它的傳動(dòng)原理是：電機(jī)輸入旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，外齒輪作平行移動(dòng)，其圓心的運(yùn)動(dòng)軌跡是一個(gè)圓，與之嚙合的內(nèi)齒輪則作定軸轉(zhuǎn)動(dòng)。因?yàn)橥恺X輪作平行移動(dòng)，所以稱謂平動(dòng)齒輪機(jī)構(gòu)。齒輪的平行移動(dòng)需要有輔助機(jī)構(gòu)幫助實(shí)現(xiàn)的，可采用（6~12副）銷軸、滾子作為虛擬輔助平動(dòng)機(jī)構(gòu)，也可以采用偏心軸作為實(shí)體輔助平動(dòng)機(jī)構(gòu)。內(nèi)平動(dòng)齒輪減速器的關(guān)鍵技術(shù)和關(guān)鍵工藝是組成平行四邊形構(gòu)件的尺寸計(jì)算及其要求的加工精度、輪齒主要參數(shù)的選擇。這些因數(shù)都將影響傳動(dòng)的能力和傳動(dòng)的質(zhì)量?？偟恼f(shuō)，組成本減速器的各零部件都要求有較高的精度，它們將決定著減速器的整體傳動(dòng)質(zhì)量。3.本項(xiàng)目的概況本項(xiàng)目已獲得中國(guó)實(shí)用新型專利，專利號(hào)：ZL95227767.0。本項(xiàng)目自1995年試制出第一臺(tái)樣機(jī)（功率2.5kW，傳動(dòng)比I=32）后，陸續(xù)與一些廠礦合作，設(shè)計(jì)了下面幾種不同功率、不同傳動(dòng)比的減速器。（1）電動(dòng)推拉門用減速器，功率550W，傳動(dòng)比I=26，與電機(jī)連成一體。（2）攪拌機(jī)用減速器，功率370W，傳動(dòng)比I=17。（3）某軍品用的兩種減速器，一種功率370W，傳動(dòng)比I=23.5；另一種功率370W，傳動(dòng)比I=103的二級(jí)傳動(dòng)減速器。（4）鋼廠大包回轉(zhuǎn)臺(tái)減速器，功率7.5kw，傳動(dòng)比I=64。（5）鋼廠輥道減速器，功率7.5kw，傳動(dòng)I=11。在本專利的基礎(chǔ)上，已研制出一種新型超大型減速器，功率可達(dá)1000kw，目前正在研制超小型（外型尺寸為毫米級(jí)）的微型減速器.九、減速器和差速器的調(diào)整與裝配在對(duì)BJ2020S吉普車后橋的維修中，最主要的就是減速器主、從動(dòng)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(diào)整。這是一項(xiàng)既重要又較為困難的工作，因?yàn)楹髽蛑?、從?dòng)圓錐齒輪是在大負(fù)荷、高轉(zhuǎn)速下工作的，而且其所承受的是交變負(fù)荷，如果兩者的嚙合印痕不符合要求，或嚙合間隙不當(dāng)，工作中將會(huì)出現(xiàn)傳動(dòng)不平穩(wěn)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(xiàng)任務(wù)的完成。同時(shí)，汽車后橋的結(jié)構(gòu)雖不是很復(fù)雜，但由于主、從動(dòng)圓錐齒輪的體積較大，拆裝費(fèi)時(shí)費(fèi)力，加之一些同志對(duì)齒輪的傳動(dòng)原理不夠熟悉，實(shí)踐機(jī)會(huì)又少，主、從動(dòng)圓錐齒輪嚙合印痕和間隙的檢查調(diào)整及裝配就成了一個(gè)較為復(fù)雜的問(wèn)題。本文根據(jù)幾年來(lái)在教學(xué)和實(shí)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(diào)整，主、從動(dòng)圓錐齒輪嚙合印痕和間隙及主動(dòng)圓錐齒輪軸承間隙的調(diào)整和裝配的有關(guān)方法、步驟談點(diǎn)看法和意見。

1.差速器半軸齒輪與行星齒輪嚙合間隙的調(diào)整

半軸齒輪與行星齒輪嚙合間隙的調(diào)整，是通過(guò)半軸齒輪與差速器殼之間三個(gè)不同厚度(1.0mm、0.5mm、0.2mm)的止推墊片來(lái)調(diào)整的。因?yàn)樾行驱X輪與差速器殼之間的止推墊片是一定的，所以，通過(guò)加、減半軸齒輪的止推墊片(兩半軸齒輪同時(shí)加、減墊片)，使其與行星齒輪的嚙合間隙達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。然后用銷子將行星齒輪軸固定。

2.差速器軸承間隙的調(diào)整

此軸承間隙的調(diào)整是通過(guò)加、減差速器軸承與差速器殼之間四個(gè)不同厚度(0.5mm、0.25mm、0.15mm、0.10mm)的調(diào)整墊片來(lái)調(diào)整的。在調(diào)整前準(zhǔn)備好左、右橋殼之間的密封墊，安裝固定好從動(dòng)圓錐齒輪。主動(dòng)圓錐齒輪先不要安裝，應(yīng)按照規(guī)定的扭矩(40—60N·m)安裝好左、右橋殼，以圓錐主動(dòng)齒輪的位置，用長(zhǎng)金屬棒或大起子轉(zhuǎn)動(dòng)差速器總成，或上下撬差速器總成，來(lái)檢查差速器軸承間隙，以達(dá)到感覺沒有軸向間隙且轉(zhuǎn)動(dòng)自由為止。

3.主動(dòng)圓錐齒輪軸承間隙的調(diào)整

在主動(dòng)圓錐齒輪的位置基本確定后，可通過(guò)增、減主動(dòng)圓錐齒輪前軸承與主動(dòng)圓錐齒輪前軸承止推環(huán)之間的四個(gè)不同厚度(0.10mm、0.15mm、0.25mm、0.50mm)的調(diào)整墊片來(lái)調(diào)整，使其達(dá)到轉(zhuǎn)動(dòng)靈活，沒有軸向、徑向間隙的感覺。

4.主動(dòng)圓錐齒輪與從動(dòng)圓錐齒輪間隙嚙合印痕的調(diào)整

國(guó)產(chǎn)汽車齒輪因無(wú)修正值，裝配時(shí)普遍采用嚙合印痕調(diào)整法，即首先檢查嚙合印痕是否符合要求，如不符合要求，則通過(guò)改變主、從動(dòng)圓錐齒輪的軸向位置來(lái)獲得符合要求的嚙合印痕，在調(diào)整好主動(dòng)圓錐齒輪軸承和差速器軸承間隙(預(yù)緊度)的基礎(chǔ)上，擦凈主、從動(dòng)圓錐齒輪，在主動(dòng)圓錐齒輪3—4個(gè)齒的正、反面涂上薄層紅丹油(或紅印油)，放進(jìn)差速器總成，按要求裝好左、右橋殼，正、反轉(zhuǎn)動(dòng)主動(dòng)圓錐齒輪，然后分解左、右橋殼，查看從動(dòng)圓錐齒輪齒面上的印痕是否符合要求。如嚙合印痕不符合要求，可視情況通過(guò)向里、向外或向左、向右移動(dòng)主、從動(dòng)圓錐齒輪來(lái)調(diào)整。當(dāng)嚙合印痕偏向齒頂、齒根或齒的大端、小端時(shí)，其調(diào)整口訣為：“頂進(jìn)主，根出主，大進(jìn)從(即從動(dòng)圓錐齒輪移進(jìn)主動(dòng)齒輪)，小出從(即從動(dòng)圓錐齒輪移離主動(dòng)齒輪)”。當(dāng)主、從動(dòng)圓錐齒輪的嚙合印痕符合標(biāo)準(zhǔn)后，需檢查主、從動(dòng)圓錐齒輪間隙，主動(dòng)圓錐齒輪與從動(dòng)圓錐齒輪的齒側(cè)間隙應(yīng)在主動(dòng)圓錐齒輪法蘭盤半徑為45mm的圓周上測(cè)量，其位移(弧長(zhǎng))應(yīng)在0.2—0.6mm之間。如不符合標(biāo)準(zhǔn)，可增、減主動(dòng)圓錐齒輪后軸承與主動(dòng)圓錐齒輪之間的墊片或者左、右移動(dòng)差速器軸承調(diào)整墊片來(lái)調(diào)整主、從動(dòng)圓錐齒輪的間隙，因此時(shí)主、從動(dòng)圓錐齒輪的印痕已調(diào)整好，調(diào)整量很小，是不會(huì)破壞主、從動(dòng)圓錐齒輪嚙合印痕的。

5.減速器和差速器總成的裝配在差速器齒輪主、從動(dòng)圓錐齒輪、各軸承及嚙合印痕，都分別調(diào)整完畢后，開始進(jìn)行減速器與差速器總成的裝配。按照調(diào)整時(shí)所用墊片的厚度、各緊固螺栓的扭矩，涂上密封膠，先裝配好主動(dòng)圓錐齒輪，再裝上差速器總成，最后按順序合上橋殼，至此全部調(diào)整裝配完成。十、單級(jí)圓柱齒輪減速器的優(yōu)化設(shè)計(jì)單級(jí)主減速器可由一對(duì)圓錐齒輪、一對(duì)圓柱齒輪或由蝸輪蝸桿組成，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、質(zhì)量小、成本低、使用簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。但是其主傳動(dòng)比i0不能太大，一般i0≤7，進(jìn)一步提高i0將增大從動(dòng)齒輪直徑，從而減小離地間隙，且使從動(dòng)齒輪熱處理困難。單級(jí)主減速器廣泛應(yīng)用于轎車和輕、中型貨車的驅(qū)動(dòng)橋中。單級(jí)圓柱齒輪減速器以體積最小為優(yōu)化目標(biāo)的優(yōu)化設(shè)計(jì)問(wèn)題，是一個(gè)具有16個(gè)不等式約束的6維優(yōu)化問(wèn)題,其數(shù)學(xué)模型可簡(jiǎn)記為：

minf(x)x=[x1x2x3x4x5x6x]T∈R6S.t.gj(x)≤0(j=1,2,3∧，16)

采用優(yōu)化設(shè)計(jì)方法后，在滿足強(qiáng)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(shè)計(jì)效率和質(zhì)量。優(yōu)化設(shè)計(jì)法與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)密切相關(guān)，優(yōu)化設(shè)計(jì)是以傳統(tǒng)設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)，沿用了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中積累的大量資料，同時(shí)考慮了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)所涉及的有關(guān)因素。優(yōu)化設(shè)計(jì)雖然彌補(bǔ)了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的某些不足，但該設(shè)計(jì)法仍有其局限性，因此可在優(yōu)化設(shè)計(jì)中引入可靠性技術(shù)、模糊技術(shù)，形成可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)或模糊可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)等現(xiàn)代設(shè)計(jì)法，使工程設(shè)計(jì)技術(shù)由“硬”向“軟”發(fā)展。

10.1混凝土攪拌運(yùn)輸車減速器的優(yōu)化設(shè)計(jì)

10.1.1主要參數(shù)

混凝土攪拌運(yùn)輸車攪拌筒(罐)的設(shè)計(jì)容積為8～10m3，最大安裝角度12°，工作轉(zhuǎn)速2～4r/min和10～12r/min(卸料時(shí)的反向轉(zhuǎn)速)；減速器設(shè)計(jì)傳動(dòng)比131∶1，最大輸出轉(zhuǎn)矩60kN/m，要求傳動(dòng)效率高、密封性好、噪聲低、互換性強(qiáng)。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要包括前蓋組件、被動(dòng)輪組件、第一級(jí)行星輪總成、第二級(jí)行星輪總成、機(jī)體中部組件和法蘭盤組件6大部分。機(jī)體間采用螺栓和銷釘連接與定位，機(jī)體與內(nèi)齒圈之間采用彈性套銷的均載機(jī)構(gòu)。為便于用戶在使用時(shí)裝配與拆卸，減速器主軸線與安裝面設(shè)計(jì)有15°的傾角，法蘭盤軸線可以向X、Y和Z方向擺動(dòng)±6°，并選用專用球面軸承作為支承。軸承裝入行星輪中，彈簧擋圈裝在軸承外側(cè)且軸向間隙≤0.2mm，減速器最大外形尺寸467mm3460mm3530mm，總質(zhì)量(不含油)為290kg。

10.1.2傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

該減速器采用3級(jí)減速方案：第一級(jí)為高速圓柱齒輪傳動(dòng)，其余兩級(jí)為NGW型行星齒輪傳動(dòng)。其中，第二、三級(jí)分別有3個(gè)和4個(gè)中空式行星輪，行星輪安裝在單臂式行星架上，行星架浮動(dòng)且采用滾動(dòng)軸承作為支承；第二級(jí)行星架與法蘭盤之間采用鼓形齒雙聯(lián)齒輪聯(lián)軸器連接，混凝土攪拌運(yùn)輸車減速器對(duì)齒面接觸疲勞強(qiáng)度、齒根彎曲疲勞強(qiáng)度和齒面磨損等要求十分苛刻，因此合理地選擇變位系數(shù)和進(jìn)行修形計(jì)算十分重要。

10.2減速器優(yōu)化設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)模型

10.2.1目標(biāo)函數(shù)

對(duì)于C型問(wèn)題，目標(biāo)函數(shù)是A=min{f(x)}=min{f(x1，x2，?，xn)}式中：A——減速器總中心距，即各級(jí)中心距之和；x——各設(shè)計(jì)變量(包括各級(jí)中心距、模數(shù)、螺旋角、齒數(shù)、齒寬和變位系數(shù)等)；n——設(shè)計(jì)變量的個(gè)數(shù)。對(duì)于P型問(wèn)題，目標(biāo)函數(shù)是P=max{f(x)}=max{f(x1，x2，?，xn)}。式中：P——減速器的許可承載功率；x——同C型；n——同C型。

10.2.2約束條件

約束條件是判斷目標(biāo)函數(shù)中設(shè)計(jì)變量的取值是否可行的一些規(guī)定，因此減速器優(yōu)化設(shè)計(jì)過(guò)程中提出的每一個(gè)供選擇的設(shè)計(jì)方案；都應(yīng)當(dāng)由滿足全部約束條件的優(yōu)化變量所構(gòu)成。對(duì)于減速器來(lái)說(shuō)，在列出優(yōu)化設(shè)計(jì)的約束條件時(shí)，應(yīng)當(dāng)從各個(gè)方面細(xì)致周全的予以考慮。例如，設(shè)計(jì)變量本身的取值規(guī)則，齒輪與其它零件之間應(yīng)有的關(guān)系等等。減速器優(yōu)化設(shè)計(jì)應(yīng)考慮以下約束條件：

(1)設(shè)計(jì)變量取值的離散性約束

齒數(shù)：每個(gè)齒輪的齒數(shù)應(yīng)當(dāng)是整數(shù)；模數(shù)：齒輪模數(shù)應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)系列(GB1357-78)；中心距：為避免制造和維護(hù)中的各種麻煩，中心距以10mm為單位步長(zhǎng)。

(2)設(shè)計(jì)變量取值的上下界約束

螺旋角：對(duì)直齒輪為零，斜齒輪按工程上的使用范圍取8°~15°；總變位系數(shù)：由于總變位系數(shù)將影響齒輪的承載能力，常取為0~0.8。

(3)齒輪的強(qiáng)度約束

齒輪強(qiáng)度約束是指齒輪的齒面接觸疲勞強(qiáng)度與輪齒的彎曲疲勞強(qiáng)度，這兩項(xiàng)計(jì)算根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB3480-83中的方法進(jìn)行。強(qiáng)度是否夠，根據(jù)實(shí)際安全系數(shù)是否達(dá)到或超出預(yù)定的安全系數(shù)進(jìn)行檢驗(yàn)。

1)齒輪的根切約束

為避免發(fā)生根切，規(guī)定最小齒數(shù)，直齒輪為17，斜齒輪為14~16。

2)零件的干涉約束

要求中心距、齒頂圓和軸徑這三者之間滿足無(wú)干涉的幾何關(guān)系。對(duì)于三級(jí)傳動(dòng)的減速器，干涉約束相當(dāng)于兩個(gè)約束：第二級(jí)中心距應(yīng)大于第一級(jí)大齒輪齒頂圓半徑與第三級(jí)小齒輪頂圓半徑之和；第三級(jí)中心距應(yīng)大于第二級(jí)大齒輪頂圓半徑與第4軸半徑之和。而二級(jí)齒輪傳動(dòng)類推。

十一、結(jié)語(yǔ)我們的時(shí)代是充滿希望與機(jī)遇的時(shí)代。21世紀(jì)的希望在亞洲，亞洲的希望在中國(guó)。我國(guó)機(jī)械行業(yè)經(jīng)過(guò)數(shù)十年發(fā)展后已比較成熟，與國(guó)外先進(jìn)水平的差距日漸縮小，但還存在不少問(wèn)題，所以機(jī)械科技工作者任重而道遠(yuǎn)。我們常說(shuō)：學(xué)歷不等于能力，文憑不等于水平，但知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)和技能仍然是創(chuàng)新成功的基礎(chǔ)。哲學(xué)家培根提出：“知識(shí)就是力量”，牛頓說(shuō)他的成功是站在前人肩膀上的結(jié)果。一個(gè)十分重要的規(guī)律是所有創(chuàng)新都是孜孜不倦的學(xué)習(xí)和百折不撓實(shí)踐的結(jié)果。要?jiǎng)?chuàng)新，必須學(xué)習(xí)知識(shí)和技能。進(jìn)入信息時(shí)代以后，知識(shí)日新月異，信息空前膨脹。一個(gè)人的知識(shí)通過(guò)大學(xué)學(xué)習(xí)只能滿足其需要知識(shí)的10～20％。其余的必須通過(guò)不斷地繼續(xù)學(xué)習(xí)才能滿足社會(huì)發(fā)展的需求。因此年輕的機(jī)械設(shè)計(jì)和生產(chǎn)工作者，應(yīng)不斷地刻苦學(xué)習(xí)，鍥而不舍地提高自己創(chuàng)新的知識(shí)，經(jīng)驗(yàn)和技能，否則“創(chuàng)新”喊得再響也不過(guò)是一句“口號(hào)”。其實(shí)，機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)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(fā)現(xiàn)，在機(jī)械方面你就會(huì)有新的創(chuàng)新，中國(guó)