减速机电机.doc

选型方法作者：周水林作者单位：上海涟恒精密机械有限公司2010年1月19日 减速器是指原动机与工作机之间独立封闭式传动装置，用来降低转速并相应地增大转矩。在某些场合，也有用作增速的装置，并称为增速器。减速器主要由传动零件（齿轮或蜗杆）、轴、轴承、箱体及其附件所组成，其基本结构有三大部分：1）齿轮、轴及轴承组合；2）箱体；3）减速器附件。 其常用术语如下： 减速比i：减速器输入转速与输出转速之比。 级 数：减速器所含齿轮的套数。采用单套齿轮的称为单级，减速比一般小于10：1， 采用多套齿轮的称为多级，以满足较大的传动比的要求。 效 率：指在额定负载情况下，减速器输出功率与输入功率的比值。 额定寿命：指减速器在额定负载下，以额定输入转速运转时的连续工作小时数。 额定转矩：在某一确定输入转速下，可保证减速器额定寿命的安全输出转矩。 极限转矩：减速器可承受的瞬时最大输出转矩。 抗扭刚度：反映整机在额定负载时弹性扭转变形的大小。 回 差：也称为“回程间隙”或“背隙”。主要是由齿轮啮合侧隙造成的运动滞后量， 通常在换向时产生。回差反映了齿轮加工和装配的精度水平。 噪 音：此数值是在距离减速器一米，输入转速为3000转/分钟，减速器空载正常运行 时的测量值。 如何选用理想减速器： 1、尽量选用接近理想减速比： 减速比=输入转速/输出转速； 2、扭矩计算：对减速机的寿命而言，扭矩计算非常重要，并且要注意加速度的最大 转矩值(TP)，是否超过减速机之最大负载扭力； 3、减速机的适用性很高，工作系数都能维持在1.2以上，但在选用上也可以根据自己的 需要来决定； 4、输入轴径不能大于提供的最大使用轴径； 5、根据选择的机型号、负载转距、传动比、输出转速确定所需的电机规格； 6、我公司可承接特殊规格产品的订货，并可为客户提供专用设计服务。 减速器的选型包括原始条件、选择类型、确定规格等步骤。 相比之下，类型选择比较简单，而准确提供减速器的工况条件，掌握减速器的设计、制造和使用特点是减速器正确合理选择规格的关键。规格选择要满足强度、热平衡、轴伸部位承受径向载荷等条件。 按机械功率或转矩选择规格（强度校核），减速只能按一种特定的工况条件设计，故选用时用户需根据各自的要求考虑不同的修正系数，工厂应该按实际选用的电动机功率（不是减速器的额定功率）打铭牌；专用减速器按用户的专用条件设计，该考虑的系数，设计时一般已作考虑，选用时只要满足使用功率小于等于减速器的额定功率即可，方法相对简单。 减速器的额定功率一般是按使用（工况）系数FB=1（电动机或汽轮机为原动机，工作机载荷平稳，每天工作310h，每小时启动次数5次，允许启动转矩为工作转矩的2倍），接触强度安全系数、单对齿轮的失效概率1,等条件计算确定的。 所选减速器的额定功率应满足 A=CDEFB 式中A计算功率（KW）； B减速器的额定功率（KW）； C工作机功率（KW）； D使用系数，考虑使用工况的影响； E启动系数，考虑启动次数的影响； F可靠度系数，考虑不同可靠度要求。 目前世界各国所用的使用系数基本相同。虽然许多样本上没有反映出E，F两个系数，但由于知己（对自身的工况要求清楚）、知彼（对减速器的性能特点清楚），选型时一般均留有较大的富裕量，相当于已考虑了E.F的影响。如何安装行星减速机如何安装行星减速机作者：周水淋作者单位：上海涟恒精密机械有限公司2010年1月19日 在减速机家族中，行星减速机以其体积小(与电机直径基本同)，传动效率高(8590)，减速范围广(1:3100)，精度高(回差小)等诸多优点，而被广泛应用于伺服、步进、直流无刷等控制电机(后称驱动电机)的传动系统中。在保证精密传动的前提下，可以降低转速增大扭矩和降低负载与驱动电机的转动惯量比。但在实际使用中经常会出现因安装不当导致的故障，减速机和驱动电机断轴就是主要故障类型之一。对断轴机理的分析有利于广大客户了解如何正确安装行星减速机，更好地发挥行星减速机的作用。 一、 不同心出现的断轴问题 有的用户在设备运行一段时间后，驱动电机的输出轴断了。为什么驱动电机的输出轴会扭断？当我们仔细观查驱动电机折断的输出轴横断面，会发现横断面的外圈较明亮，而越向轴心处断面颜色越暗，最后到轴心处是折断的痕迹(点状痕)。这一现象大多是驱动电机与减速机装配时两者的不同心所致。 当驱动电机和减速机间装配同心度保证得较好时，驱动电机输出轴所承受的仅仅是转动力(扭矩)，运转时也会很平顺，没有脉动感。而在不同心时，驱动电机输出轴还要承受来自于减速机输入端的径向力(弯矩)。这个径向力的作用将会使驱动电机输出轴被迫弯曲，而且弯曲的方向会随着输出轴转动不断变化。如果同心度的误差较大时，该径向力使电机输出轴局部温度升高，其金属结构不断被破坏，最终将导致驱动电机输出轴因局部疲劳而折断。两者同心度的误差越大时，驱动电机输出轴折断的时间越短。在驱动电机输出轴折断的同时，减速机输入端同样也会承受来自于驱动电机输出轴方面的径向力，如果这个径向力超出减速机输入端所能承受的最大径向负荷的话，其结果也将导致减速机输入端产生变形甚至断裂或输入端支撑轴承损坏。因此，在装配时保证同心度至关重要！ 从装配工艺上分析，如果驱动电机轴和减速机输入端同心，那么驱动电机轴面和减速机输入端孔面间就会很吻合，它们的接触面紧紧相贴，没有径向力和变形空间。而装配时如果不同心，那么接触面之间就会不吻合或有间隙，就有径向力并给变形提供了空间。 同样，减速机的输出轴也有折断或弯曲现象发生，其原因与驱动电机的断轴原因相同。但减速机的出力是驱动电机出力和减速比之积，相对于电机来讲出力更大，故减速机输出轴更易被折断。因此，用户在使用减速机时，对其输出端装配时同心度的保证更应十分注意！ 二、减速机出力太小出现的断轴问题 如果不是驱动电机轴断，而是减速机的输出轴折断，除了减速机输出端装配同心度不好的原因以外，还会有以下几点可能的原因。 首先，错误的选型致使所配减速机出力不够。有些用户在选型时，误认为只要所选减速机的额定输出扭矩满足工作要求就可以了，其实不然。一是所配驱动电机额定输出扭矩乘上速比，得到的数值原则上要小于减速机产品样本提供的相应额定输出扭矩；二是同时还要考虑其驱动电机的过载能力及实际应用中所需最大工作扭矩。理论上，用户所需最大工作扭矩一定要小于减速机额定输出扭矩的 2 倍。尤其是有些应用场合必须严格遵守这一准则，这不仅是对减速机内部齿轮和轴系的保护，更主要的是避免减速机的输出轴被扭断。如果没有考虑到这些因素，一旦设备安装有问题，减速机的输出轴被负载卡住，这时驱动电机的过载能力依然会使其不断加大出力，直到减速机的输出轴所承受的力超过其最大输出扭矩，轴就会扭断。如果减速机额定输出扭矩有一定的裕量，那么扭断输出轴的槽糕情况就会避免。 其次，在加速和减速的过程中，减速机输出轴所承受瞬间的冲击扭矩如果超过了其额定输出扭矩的 2 倍，并且这种加速和减速又过于频繁，那么最终也会使减速机断轴。如果有这种情况出现，应仔细计算考虑加大扭矩裕量。 三、减速机的正确安装 正确的安装、使用和维护减速机，是保证机械设备正常运行的重要环节。因此，在您安装行星减速机时，请务必严格按照下面的安装顺序，认真地装配。 第一步：安装前应确认电机和减速机是否完好无损，并且严格检查驱动电机与减速机相连接的各部位尺寸是否匹配。这里指的是驱动电机法兰的定位凸台和轴径与减速机法兰的定位凹槽和孔径间的尺寸及配合公差；擦拭处理配合表面的污物与毛刺。 第二步：旋下减速机法兰侧面的工艺孔上的螺堵，旋动减速机的输入端，使抱紧内六角螺钉帽与工艺孔对齐，插入内六角工具旋松抱紧内六角螺钉。 第三步：手持驱动电机，使其轴上之键槽与减速机输入端孔抱紧螺钉垂直，将驱动电机轴插入减速机输入端孔。插入时必须保证两者同心度一致和二侧法兰平行。如同心度不一致或二侧法兰不平行必须查明原因。另外，在安装时，严禁用锤击，即可以防止锤击的轴向力或径向力过大损坏两者轴承，又可以通过装配手感来判断两者配合是否合适。判断两者配合同心度和法兰平行的方法为：两者相互插入后，两者法兰基本贴紧，缝隙一致。 第四步：为保证两者法兰连接受力均匀，先将驱动电机紧固螺钉任意旋上，但不要旋紧；然后按对角位置逐渐旋紧四个紧固螺钉；最后旋紧减速机输入端孔抱紧螺钉。一定要先旋紧驱动电机紧固螺钉后再旋紧减速机输入端孔抱紧螺钉。 注意：减速机与机械设备间的正确安装类同于减速机与驱动电机间的正确安装。关键是要必须保证减速机输出轴与所驱动部分输入轴同心度的一致。 四、结论 随着控制电机应用的不断深入发展，行星减速机在运动控制传动领域中的应用也会越来越多。希望您在使用之前确保正确的安装行星减速机，为您的设备带来运行的可靠与安全上的保障！国内高精度行星减速机发展状况 1216 目前，国内对行星齿轮传动技术的研究主要集中在科研院所，也有少数大型企业进行实用技术的开发。其中郑州机械研究所研究得较早，在理论上作了一些有益的探索，对传动的结构、传动的特性研究较为深入。华中科技大学也进行了系统的研究。但他们在各项参数的选择及变化规律的研究上还处在初步研究阶段。而国外对行星齿轮传动技术的研究比国内早，如日本、德国早在五十年代甚至更早就开始了研究，而且都是由一些国际知名大公司为了实际应用的需要进行开发，但它们都对外进行了技术封锁。从它们开发的产品来分析，德国对行星齿轮传动技术的研究走在了世界前面，形成了较为系统的技术支撑。 在技术开发方面，国内有十几家企业在进行摆线针轮减速机的生产，如天津减速机厂、山东博山安吉富公司等，这些公司大都在进行技术开发，但从开发的产品看，只相当于上世纪八十年代国外水平，也一时难有新的技术突破和新的产品开发。摆线针轮减速机所采用的技术原理是：通过内外齿轮少齿差的碰撞，来传递力矩，使输入的速度断续地减下来。摆线针轮减速机从微观上分析，传动有间断，在传递动作中会有失真现象，特别表现在有正反向施转换向时。行星齿轮减速机是连续传动，而且是多个齿轮同时参与传递动作，因此运行平稳。在国际上，由于外国公司在技术研究上走在了国内的前面，也就不断地有新的产品开发出来，如德国的SEW、法兰德公司都有行星齿轮机面市，而且传动精度较高。 伺服行星减速机应用范围广泛，特别是数控技术的普及，市场需求越来越大。目前在国内尚没有其它生产厂家。 目前，在国内市场上行星式齿轮减速机有两大类，一大类是摆线针轮减速机，在国内有几十家生产企业，如天津减速机总厂、山东博山安吉富公司等，这类设备因体积大，传动输出扭矩大，主要与大型电机配套，装备于矿山、钢铁、纺织等行业，属低速重载减速机，其侧隙较大，传动不精密。另一大类是谐波减速机，在国内只有北京一军工研究所在少量生产，谐波式齿轮减速机传动精度高，输出扭矩大，但是传动稳定性不好，应用范围有一定的局限。 可以说，以上这两类行星减速机的生产技术我国已基本上与国际同步，但是在研发能力上与国际知名大公司相比，还有很大的差距，特别是体积小、传动精密、能与伺服电机配套的小型行星齿轮减速机，国内尚没有其它企业进行研发、生产。国内很多公司、研究机构都在尝试开发，还没有结果。 在国际上，与伺服电机配套的行星齿轮减速机市场都被德国SEW公司、法兰德公司等少数公司瓜分，因其开发技术难度大，生产条件要求高，这些公司对外都进行了技术封锁，导致这些产品的销售价格奇高，直接制约了我国基础装备工业的现代化进程。 随着我国数控技术的普及，伺服传动越来越受到人们的关注，传动精密度高、体积小、运行平稳的减速机市场需求越来越大，每年呈几何级数在增长。 据统计，国内行星齿轮减速机市场容量不小于20亿元/年30亿元/年，大部分为高性能行星齿轮减速机，按数量估算为3040万台/年，而中小功率减速机占三分之一以上，且每年呈几何级数增长。我公司生产的属小型、中小功率减速机，凭借与国外大公司产品性能不相上下而成本价格低的优势，正在占领这一市场。 在超低侧隙行星齿轮减速机技术开发上，2005年2月，我公司依托具有完全自主知识产权的“超低侧隙行星减速器”专利技术，建设了国内第一条行星减速机生产线，产品达到和超过了德国SEW公司质量标准，打破了国外的技术垄断，改变了我国中高端行星齿轮减速机完全依赖进口的被动局面。 我公司目前已是目前国内最大的专业研发、生产、销售高精度超低侧隙行星齿轮减速机的厂家，同时还致力于高精度低速大扭矩伺服减速驱动系统、伺服电机驱动器、交流伺服电机、伺服减速电机和CNC机械的研发和生产，我们采用先进的计算机技术和仿真与虚拟现实技术软件进行设计和验证，为您提供可靠的传动和控制系统，是全球精密运动控制和动力传动领域的主要供应商之一。目前，国内对行星齿轮传动技术的研究主要集中在科研院所，也有少数大型企业进行实用技术的开发。其中郑州机械研究所研究得较早，在理论上作了一些有益的探索，对传动的结构、传动的特性研究较为深入。华中科技大学也进行了系统的研究。但他们在各项参数的选择及变化规律的研究上还处在初步研究阶段。而国外对行星齿轮传动技术的研究比国内早，如日本、德国早在五十年代甚至更早就开始了研究，而且都是由一些国际知名大公司为了实际应用的需要进行开发，但它们都对外进行了技术封锁。从它们开发的产品来分析，德国对行星齿轮传动技术的研究走在了世界前面，形成了较为系统的技术支撑。 在技术开发方面，国内有十几家企业在进行摆线针轮减速机的生产，如天津减速机厂、山东博山安吉富公司等，这些公司大都在进行技术开发，但从开发的产品看，只相当于上世纪八十年代国外水平，也一时难有新的技术突破和新的产品开发。摆线针轮减速机所采用的技术原理是：通过内外齿轮少齿差的碰撞，来传递力矩，使输入的速度断续地减下来。摆线针轮减速机从微观上分析，传动有间断，在传递动作中会有失真现象，特别表现在有正反向施转换向时。行星齿轮减速机是连续传动，而且是多个齿轮同时参与传递动作，因此运行平稳。在国际上，由于外国公司在技术研究上走在了国内的前面，也就不断地有新的产品开发出来，如德国的SEW、法兰德公司都有行星齿轮机面市，而且传动精度较高。 伺服行星减速机应用范围广泛，特别是数控技术的普及，市场需求越来越大。目前在国内尚没有其它生产厂家。 目前，在国内市场上行星式齿轮减速机有两大类，一大类是摆线针轮减速机，在国内有几十家生产企业，如天津减速机总厂、山东博山安吉富公司等，这类设备因体积大，传动输出扭矩大，主要与大型电机配套，装备于矿山、钢铁、纺织等行业，属低速重载减速机，其侧隙较大，传动不精密。另一大类是谐波减速机，在国内只有北京一军工研究所在少量生产，谐波式齿轮减速机传动精度高，输出扭矩大，但是传动稳定性不好，应用范围有一定的局限。 可以说，以上这两类行星减速机的生产技术我国已基本上与国际同步，但是在研发能力上与国际知名大公司相比，还有很大的差距，特别是体积小、传动精密、能与伺服电机配套的小型行星齿轮减速机，国内尚没有其它企业进行研发、生产。国内很多公司、研究机构都在尝试开发，还没有结果。 在国际上，与伺服电机配套的行星齿轮减速机市场都被德国SEW公司、法兰德公司等少数公司瓜分，因其开发技术难度大，生产条件要求高，这些公司对外都进行了技术封锁，导致这些产品的销售价格奇高，直接制约了我国基础装备工业的现代化进程。 随着我国数控技术的普及，伺服传动越来越受到人们的关注，传动精密度高、体积小、运行平稳的减速机市场需求越来越大，每年呈几何级数在增长。 据统计，国内行星齿轮减速机市场容量不小于20亿元/年30亿元/年，大部分为高性能行星齿轮减速机，按数量估算为3040万台/年，而中小功率减速机占三分之一以上，且每年呈几何级数增长。我公司生产的属小型、中小功率减速机，凭借与国外大公司产品性能不相上