機(jī)械工程師必須了解的減速器知識匯總

減速器，也常常被稱為減速機(jī)，是原動機(jī)與工作機(jī)間的獨(dú)立封閉式傳動裝置。其核心作用在于降低轉(zhuǎn)速并增大轉(zhuǎn)矩，同時，特定場合下也作為增速器使用。

常見的減速器類型有：行星齒輪減速器、蝸輪蝸桿減速器、擺線針輪減速器等，這些減速器分別適用于不同的場景，基于不同的工作原理，旨在實現(xiàn)轉(zhuǎn)速的降低和轉(zhuǎn)矩的提升。其中，行星齒輪減速器和蝸輪蝸桿減速器也是合縱重工SGR的主營產(chǎn)品，合縱重工SGR對于這兩種減速器的研發(fā)和設(shè)計，具有豐富的經(jīng)驗。

（1）原動機(jī)與工作機(jī)

要理解減速器的原理，先從原動機(jī)與工作機(jī)入手。

原動機(jī)，指的是為整個系統(tǒng)提供動力的機(jī)械設(shè)備。常見的原動機(jī)有：電動機(jī)、蒸氣機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)、液壓馬達(dá)、內(nèi)燃機(jī)等。在減速器傳動中，原動機(jī)提供的是高轉(zhuǎn)速低轉(zhuǎn)矩的動力;

工作機(jī)，指的是減速器的工作對象，帶動工作機(jī)實現(xiàn)預(yù)定目的。

通過連接裝置，減速器將原動機(jī)的動力，傳輸?shù)焦ぷ鳈C(jī)中，并在傳輸中，實現(xiàn)降低轉(zhuǎn)速、提高扭矩的作用。

（2）減速器的核心參數(shù)及其意義

1.傳動比（i）

傳動比是減速器輸入軸轉(zhuǎn)速與輸出軸轉(zhuǎn)速的比值（i=n1/n2,n1為輸入速度，n2為輸出轉(zhuǎn)速），傳動比是體現(xiàn)減速機(jī)的 “減速” 能力的核心指標(biāo)。

2.額定扭矩（Tn）

減速器在額定工況（如標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速、標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境溫度）下能長期穩(wěn)定輸出的最大扭矩，單位為牛?米（N?m）。

其中，輸入扭矩（Ti）：電機(jī)傳遞給減速機(jī)的扭矩（功率輸入轉(zhuǎn)速）。

輸出扭矩（To）：傳動比效率，需≤額定扭矩 Tn。

3.輸入轉(zhuǎn)速（n1）

減速器輸入軸最大允許的轉(zhuǎn)速，單位為轉(zhuǎn) / 分鐘（rpm）。超過此轉(zhuǎn)速可能導(dǎo)致齒輪磨損加劇、發(fā)熱甚至損壞。

4.效率（η）

減速器輸出功率與輸入功率的比值，反映能量傳遞過程中的損耗（如齒輪摩擦、軸承發(fā)熱）。

其中，

蝸輪蝸桿減速器：效率較低（60%~75%），滑動摩擦，能量損失大；

行星齒輪減速器：效率較高（90%~98%），負(fù)載均勻，摩擦損失較小；

5.熱功率（Pth）

減速器在連續(xù)運(yùn)行時，自身發(fā)熱與散熱達(dá)到平衡的最大功率，單位為千瓦（kW）。超過熱功率會導(dǎo)致油溫過高、潤滑失效。

6.傳動精度（Transmission Accuracy）

指減速器輸出軸的實際轉(zhuǎn)角與理論轉(zhuǎn)角的偏差程度，通常用角度誤差（如 ±1 弧分、±0.1°）或線性位移誤差（如 ±0.01mm/m）表示。其中，齒輪的加工精度、裝配工藝、負(fù)載程度等均會影響減速器的傳動精度。

7、背隙（Backlash）

指齒輪副在嚙合狀態(tài)下，主動輪固定時，從動輪可自由轉(zhuǎn)動的最大角度（或線性距離），單位為弧分（arcmin）或毫米（mm）。

等級劃分：

普通級：背隙 50~100 弧分（如工業(yè)輸送減速機(jī)）。

精密級：背隙 5~20 弧分（如伺服電機(jī)配套行星減速機(jī)）。

超精密級：背隙≤1 弧分（如半導(dǎo)體設(shè)備用諧波減速機(jī)）。

（3）減速器的設(shè)計流程

1.根據(jù)應(yīng)用需求選擇合適的減速器類型。一般來講：

行星齒輪減速器：適用于高效率、高扭矩高密度的應(yīng)用。

蝸輪蝸桿減速器：具有自鎖功能，適用于特定的安全要求。

選擇時需綜合考慮實際需求如空間限制、負(fù)載特性及環(huán)境條件等因素。

2.明確減速器的工作條件與性能要求，包括但不限于：

輸入功率（切率）、輸出轉(zhuǎn)速、扭矩要求、工作環(huán)境（溫度、濕度、腐蝕性等）

這些參數(shù)將直接影響后續(xù)的設(shè)計決策，確保所有細(xì)節(jié)都被充分理解并納入考量范圍。

3. 確定減速器的傳動比

基于輸入和輸出參數(shù)計算所需的傳動比，以實現(xiàn)預(yù)期的轉(zhuǎn)速和扭矩轉(zhuǎn)換。傳動比的確定直接影響到減速機(jī)的性能和效率。

4. 選擇減速器的軸承和潤滑系統(tǒng)

軸承的選型需考慮承載能力和使用壽命，而潤滑系統(tǒng)的合理配置則直接關(guān)系到減速機(jī)的運(yùn)行穩(wěn)定性及磨損程度。良好的潤滑不僅能延長設(shè)備壽命，還能顯著降低噪音水平，提升工作效率。

5. 進(jìn)行減速器強(qiáng)度計算和校核

針對選定的齒輪參數(shù)及工作負(fù)荷進(jìn)行詳細(xì)的強(qiáng)度計算，確保齒輪能夠承受預(yù)期的最大載荷。此外，還需對減速器的整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行強(qiáng)度校驗，確保其在各種工況下均能安全可靠地運(yùn)行。

6. 綜合評估與優(yōu)化

通過模擬仿真等手段驗證設(shè)計方案的有效性，并進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，確保滿足所有設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)和用戶期望。