減速機(jī)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機(jī)額定扭矩。
2）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。大家可以看一下一般電機(jī)都有一個(gè)慣量數(shù)值。
減速機(jī)的種類
一般的減速機(jī)有斜齒輪減速機(jī)(包括平行軸斜齒輪減速機(jī)、蝸輪減速機(jī)、錐齒輪減速機(jī)等等)、行星齒輪減速機(jī)、擺線針輪減速機(jī)、蝸輪蝸桿減速機(jī)、行星摩擦式機(jī)械無級(jí)變速機(jī)等等。
常見減速機(jī)的種類
1）蝸輪蝸桿減速機(jī)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）諧波減速機(jī)的諧波傳動(dòng)是利用柔性元件可控的彈性變形來傳遞運(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）行星減速機(jī)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，額定輸出扭矩可以做的很大。但價(jià)格略貴。
齒輪傳動(dòng)噪聲的成因及破解之法
傳統(tǒng)衡量齒輪傳動(dòng)性能的兩個(gè)主要因素是：負(fù)載能力和疲勞壽命，往往將傳動(dòng)噪音與傳動(dòng)精度忽略掉。隨著ISO14000、ISO18000兩項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)的相繼頒布，控制齒輪傳動(dòng)噪音這一因素的重要性日趨明顯，工業(yè)發(fā)展與需求對高精密設(shè)備的傳動(dòng)誤差的要求也越來越嚴(yán)格（齒輪傳動(dòng)側(cè)隙）。目前已知的齒輪噪音形成因素，大致可從設(shè)計(jì)、制造、安裝、使用維護(hù)等幾個(gè)方面分析。
設(shè)計(jì)原因及對策
1．齒輪精度等級(jí)
齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)者往往從經(jīng)濟(jì)因素考慮，盡可能比較經(jīng)濟(jì)確定齒輪精度等級(jí)，殊不知精度等級(jí)是齒輪產(chǎn)生噪聲等級(jí)與側(cè)隙的標(biāo)記。美國齒輪制造協(xié)會(huì)曾通過大量的齒輪研究，確定高精度等級(jí)齒輪比低精度等級(jí)齒輪產(chǎn)生的噪聲要小的多。因此，在條件允許的情況下，應(yīng)盡可能提高齒輪的精度等級(jí)，來減小齒輪噪聲，減少傳動(dòng)誤差。
2．齒輪寬度
在齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)允許時(shí)，增加齒寬，可以減少恒定扭矩下的單位負(fù)荷。降低輪齒撓曲，減少噪聲激勵(lì)，從而降低傳動(dòng)噪聲。德國H奧帕茲的研究表明，扭矩恒定時(shí)，小齒寬比大齒寬噪聲曲線梯度高。同時(shí)增長齒寬能加大齒輪的承載能力。
3．齒距和壓力角
小齒距能保證有較多的輪齒同時(shí)接觸，齒輪重疊增多，減少單個(gè)齒輪撓曲，降低傳動(dòng)噪聲，提高傳動(dòng)精度。較小的壓力角由于齒輪接觸角和橫向重疊比都比較大，因此運(yùn)轉(zhuǎn)噪聲小、精度高。
4．運(yùn)轉(zhuǎn)速度
根據(jù)德國H奧帕茲的試驗(yàn)研究表明，隨著齒輪運(yùn)轉(zhuǎn)速度增加，噪聲等級(jí)升高。
5．齒輪箱結(jié)構(gòu)
試驗(yàn)研究表明，采用圓筒形箱體對減震有利，在其他條件相同的情況下，普通結(jié)構(gòu)齒輪箱體的噪聲級(jí)比圓筒形箱體噪聲級(jí)平均高6dB。對齒輪箱體進(jìn)行共振測試，找出共振位置，增加適當(dāng)?shù)慕顥l（板），可以明顯地減少振動(dòng)，降低噪聲。多級(jí)齒輪傳動(dòng)時(shí)要求瞬時(shí)傳動(dòng)比的變化盡量小，保證傳動(dòng)平穩(wěn)，沖擊及振動(dòng)小，噪聲低。
6．齒輪聲輻射特征分析
在選擇用不同結(jié)構(gòu)形式的齒輪時(shí)，對其特定結(jié)構(gòu)建立聲輻射模型，進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析，對齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)噪聲進(jìn)行預(yù)先評估。以便根據(jù)使用者的不同要求（使用場所，是否無人操作，是否在城區(qū)內(nèi)，地上、地下建筑物有無特定要求，是否有噪聲防護(hù)，或無其他特定要求）去滿足。
制造原因及對策
1．誤差影響
制造過程齒形誤差、齒距誤差、齒向誤差是導(dǎo)致傳動(dòng)噪聲的主要誤差。也是齒輪傳動(dòng)精度難以保證的一個(gè)問題點(diǎn)。
齒形誤差小、齒面粗糙度小的齒輪，在相同試驗(yàn)條件下，其噪聲比普通齒輪要小10dB。齒距誤差小的齒輪，在相同試驗(yàn)條件下，其噪聲級(jí)比普通齒輪要小6～12dB。但如果有齒距誤差存在，負(fù)載對齒輪噪聲的影響將會(huì)減少。
齒向誤差將導(dǎo)致傳動(dòng)功率不是全齒寬傳遞，接觸區(qū)轉(zhuǎn)向齒的這端面或那個(gè)端面，因局部受力增大輪齒撓曲，導(dǎo)致噪聲級(jí)提高。但在高負(fù)載時(shí)，齒變形可以部分彌補(bǔ)齒向誤差。
齒輪噪聲的產(chǎn)生與傳動(dòng)精度有很直接的關(guān)系。
2．裝配同心度和動(dòng)平衡
裝配不同心將導(dǎo)致軸系運(yùn)轉(zhuǎn)的不平衡，且由于齒輪嚙合半邊松半邊緊，共同導(dǎo)致噪聲加劇。高精度齒輪傳動(dòng)裝配時(shí)的不平衡將嚴(yán)重影響傳動(dòng)系統(tǒng)精度。
3．齒面硬度
隨著齒輪硬齒面技術(shù)的發(fā)展，其承載能力大、體積小、重量輕、傳動(dòng)精度高等特點(diǎn)使其應(yīng)用領(lǐng)域日趨廣泛。但為獲得硬齒面采用的滲碳淬硬使齒輪產(chǎn)生變形，導(dǎo)致齒輪傳動(dòng)噪聲增大，壽命縮短。為減少噪聲，需對齒面進(jìn)行精加工。目前除采用傳統(tǒng)的磨齒方法外，又發(fā)展出一種硬齒面刮削方法，通過修正齒頂和齒根，或把主被動(dòng)輪的齒形都調(diào)小，來減少齒輪嚙入與嚙出沖擊，從而減少齒輪傳動(dòng)噪音。
4．系統(tǒng)指標(biāo)檢定
在裝配前零部件的加工精度及對零部件的選配方法（完全互換，分組選配，單件選配等），將會(huì)影響到系統(tǒng)裝配后的精度等級(jí)，其噪聲等級(jí)也在影響范圍之內(nèi)，因此，裝配后對系統(tǒng)各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行檢定（或標(biāo)定），對控制系統(tǒng)噪聲是很關(guān)鍵的。
安裝原因及對策
1．減振和阻斷措施
對齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)在安裝時(shí)應(yīng)盡量避免機(jī)身與基礎(chǔ)支撐及連接件之間發(fā)生共振，產(chǎn)生噪聲。齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)常常會(huì)發(fā)生一只或幾只齒輪在某些速度范圍內(nèi)產(chǎn)生共振，除設(shè)計(jì)原因外，采取相應(yīng)減振或阻斷措施有直接關(guān)系。某些要求低傳動(dòng)噪聲和振動(dòng)的齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)（如檢測儀器），應(yīng)選用高韌性，高阻尼的基礎(chǔ)材料（如冶金設(shè)計(jì)研究院研制的環(huán)氧樹脂砂漿基礎(chǔ)材料）來減少噪聲和振動(dòng)的發(fā)生。
2．幾何精度調(diào)整
由于安裝時(shí)幾何精度未達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的要求，導(dǎo)致傳動(dòng)系統(tǒng)發(fā)生共振，從而產(chǎn)生噪聲，這就應(yīng)該在改善安裝工藝，增加工裝，保證裝配人員的整體素質(zhì)有直接關(guān)系。
3．零部件松動(dòng)
在安裝時(shí)由于個(gè)別零部件的松動(dòng)（如軸承預(yù)緊機(jī)構(gòu)，軸系定位機(jī)構(gòu)，撥叉限位機(jī)構(gòu)等），導(dǎo)致系統(tǒng)定位不準(zhǔn)，非正常位置嚙合，軸系移動(dòng)，產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲。這一系列需從設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)出發(fā)，盡量保證各機(jī)構(gòu)的聯(lián)接穩(wěn)定，采用多種聯(lián)接方式。
4．傳動(dòng)部件損壞
在安裝時(shí)由于不當(dāng)操作損傷傳動(dòng)部件，導(dǎo)致系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)不準(zhǔn)確或運(yùn)動(dòng)失穩(wěn)；高速運(yùn)動(dòng)部件由于受損導(dǎo)致油膜振動(dòng)；人為造成運(yùn)動(dòng)件動(dòng)不平衡；都產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲。這些原因在安裝過程中都是必須注意和盡量避免的。對無法修復(fù)的損傷零部件，必須予以更換，以保證系統(tǒng)獲得穩(wěn)定的噪聲等級(jí)。
使用維護(hù)原因及對策
對齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)正確的使用維護(hù)雖不能降低系統(tǒng)噪聲等級(jí)，保證傳遞精度，但卻能防止其指標(biāo)劣化，增大使用壽命。
1．傳動(dòng)系統(tǒng)內(nèi)部清潔
傳動(dòng)系統(tǒng)內(nèi)部的清潔是保證齒輪正常運(yùn)轉(zhuǎn)的基本條件，任何雜質(zhì)污物的進(jìn)入都將影響并損傷齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)，最終導(dǎo)致噪聲的產(chǎn)生，損壞傳動(dòng)系統(tǒng)。
2．系統(tǒng)正常工作的工作溫度
保證傳動(dòng)系統(tǒng)正常的工作溫度，防止系統(tǒng)因過大的溫升產(chǎn)生變形，導(dǎo)致非正常嚙合，可以防止噪聲的增大。
3．及時(shí)的潤滑和正確使用油品
不認(rèn)真的潤滑和錯(cuò)誤的使用潤滑油脂都將對系統(tǒng)產(chǎn)生不可估量的損害。保證系統(tǒng)得到及時(shí)正確的潤滑，可使系統(tǒng)保持在一定的噪聲等級(jí)范圍內(nèi)，延緩劣化趨勢。高速運(yùn)轉(zhuǎn)的齒輪，齒面摩擦?xí)a(chǎn)生大量的熱能，潤滑不當(dāng)，將會(huì)導(dǎo)致輪齒的損傷，影響精度，噪聲亦會(huì)增大。設(shè)計(jì)時(shí)要求齒輪副有適當(dāng)?shù)拈g隙（嚙合輪齒的非工作面間的間隙，以補(bǔ)償熱變形與貯存潤滑油脂）。對潤滑油脂的正確使用和選擇，可保證系統(tǒng)安全有效運(yùn)行，穩(wěn)定噪聲等級(jí)。
4．對齒輪運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的正確使用
按照系統(tǒng)正常操作順序使用它，可以最大限度地避免系統(tǒng)的損傷及損壞，保證穩(wěn)定的噪聲等級(jí)。在系統(tǒng)的正常負(fù)載范圍使用系統(tǒng)，因?yàn)辇X輪傳動(dòng)系統(tǒng)傳動(dòng)噪聲隨負(fù)載的增加而增大。
5．定期維護(hù)與保養(yǎng)
定期的維護(hù)保養(yǎng)（換油，更換已磨損零部件，緊固件松動(dòng)部件，清除系統(tǒng)內(nèi)部雜物，調(diào)整各部間隙至標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值，檢定各項(xiàng)幾何精度等。）可以提高系統(tǒng)抵抗噪聲等級(jí)劣化能力，維持系統(tǒng)狀態(tài)穩(wěn)定。
結(jié)論
齒輪傳動(dòng)噪聲控制是一個(gè)系統(tǒng)工程，它涉及了齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)，制造，安裝，使用維護(hù)直至更新的全過程，它不僅對設(shè)計(jì)者，生產(chǎn)制造者，也對安裝使用維護(hù)保養(yǎng)者提出了諸多要求，上述任何環(huán)節(jié)未受到有效控制，齒輪傳動(dòng)噪聲控制都將歸為失效。
如何正確安裝行星減速機(jī)
在減速機(jī)家族中，行星減速機(jī)以其體積小(與電機(jī)直徑基本同)，傳動(dòng)效率高(85～90％)，減速范圍廣(1:3～512)，精度高(回差小)等諸多優(yōu)點(diǎn)，而被廣泛應(yīng)用于伺服、步進(jìn)、直流無刷等控制電機(jī)(后稱驅(qū)動(dòng)電機(jī))的傳動(dòng)系統(tǒng)中。在保證精密傳動(dòng)的前提下，可以降低轉(zhuǎn)速﹑增大扭矩和降低負(fù)載與驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量比。但在實(shí)際使用中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)因安裝不當(dāng)導(dǎo)致的故障，減速機(jī)和驅(qū)動(dòng)電機(jī)斷軸就是主要故障類型之一。對斷軸機(jī)理的分析有利于廣大客戶了解如何正確安裝行星減速機(jī)，更好地發(fā)揮行星減速機(jī)的作用。
一、 不同心出現(xiàn)的斷軸問題
有的用戶在設(shè)備運(yùn)行一段時(shí)間后，驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出軸斷了。為什么驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出軸會(huì)扭斷？當(dāng)我們仔細(xì)觀查驅(qū)動(dòng)電機(jī)折斷的輸出軸橫斷面，會(huì)發(fā)現(xiàn)橫斷面的外圈較明亮，而越向軸心處斷面顏色越暗，最后到軸心處是折斷的痕跡(點(diǎn)狀痕)。這一現(xiàn)象大多是驅(qū)動(dòng)電機(jī)與減速機(jī)裝配時(shí)兩者的不同心所致。
當(dāng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)和減速機(jī)間裝配同心度保證得較好時(shí)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出軸所承受的僅僅是轉(zhuǎn)動(dòng)力(扭矩)，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)也會(huì)很平順，沒有脈動(dòng)感。而在不同心時(shí)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出軸還要承受來自于減速機(jī)輸入端的徑向力(彎矩)。這個(gè)徑向力的作用將會(huì)使驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出軸被迫彎曲，而且彎曲的方向會(huì)隨著輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)不斷變化。如果同心度的誤差較大時(shí)，該徑向力使電機(jī)輸出軸局部溫度升高，其金屬結(jié)構(gòu)不斷被破壞，最終將導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出軸因局部疲勞而折斷。兩者同心度的誤差越大時(shí)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出軸折斷的時(shí)間越短。在驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出軸折斷的同時(shí)，減速機(jī)輸入端同樣也會(huì)承受來自于驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出軸方面的徑向力，如果這個(gè)徑向力超出減速機(jī)輸入端所能承受的最大徑向負(fù)荷的話，其結(jié)果也將導(dǎo)致減速機(jī)輸入端產(chǎn)生變形甚至斷裂或輸入端支撐軸承損壞。因此，在裝配時(shí)保證同心度至關(guān)重要！
從裝配工藝上分析，如果驅(qū)動(dòng)電機(jī)軸和減速機(jī)輸入端同心，那么驅(qū)動(dòng)電機(jī)軸面和減速機(jī)輸入端孔面間就會(huì)很吻合，它們的接觸面緊緊相貼，沒有徑向力和變形空間。而裝配時(shí)如果不同心，那么接觸面之間就會(huì)不吻合或有間隙，就有徑向力并給變形提供了空間。
同樣，減速機(jī)的輸出軸也有折斷或彎曲現(xiàn)象發(fā)生，其原因與驅(qū)動(dòng)電機(jī)的斷軸原因相同。但減速機(jī)的出力是驅(qū)動(dòng)電機(jī)出力和減速比之積，相對于電機(jī)來講出力更大，故減速機(jī)輸出軸更易被折斷。因此，用戶在使用減速機(jī)時(shí)，對其輸出端裝配時(shí)同心度的保證更應(yīng)十分注意！
二、減速機(jī)出力太小出現(xiàn)的斷軸問題
如果不是驅(qū)動(dòng)電機(jī)軸斷，而是減速機(jī)的輸出軸折斷，除了減速機(jī)輸出端裝配同心度不好的原因以外，還會(huì)有以下幾點(diǎn)可能的原因。
首先，錯(cuò)誤的選型致使所配減速機(jī)出力不夠。有些用戶在選型時(shí)，誤認(rèn)為只要所選減速機(jī)的額定輸出扭矩滿足工作要求就可以了，其實(shí)不然。一是所配驅(qū)動(dòng)電機(jī)額定輸出扭矩乘上速比，得到的數(shù)值原則上要小于減速機(jī)產(chǎn)品樣本提供的相應(yīng)額定輸出扭矩；二是同時(shí)還要考慮其驅(qū)動(dòng)電機(jī)的過載能力及實(shí)際應(yīng)用中所需最大工作扭矩。理論上，用戶所需最大工作扭矩一定要小于減速機(jī)額定輸出扭矩的 2倍。尤其是有些應(yīng)用場合必須嚴(yán)格遵守這一準(zhǔn)則，這不僅是對減速機(jī)內(nèi)部齒輪和軸系的保護(hù)，更主要的是避免減速機(jī)的輸出軸被扭斷。如果沒有考慮到這些因素，一旦設(shè)備安裝有問題，減速機(jī)的輸出軸被負(fù)載卡住，這時(shí)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的過載能力依然會(huì)使其不斷加大出力，直到減速機(jī)的輸出軸所承受的力超過其最大輸出扭矩，軸就會(huì)扭斷。如果減速機(jī)額定輸出扭矩有一定的裕量，那么扭斷輸出軸的槽糕情況就會(huì)避免。
其次，在加速和減速的過程中，減速機(jī)輸出軸所承受瞬間的沖擊扭矩如果超過了其額定輸出扭矩的 2倍，并且這種加速和減速又過于頻繁，那么最終也會(huì)使減速機(jī)斷軸。如果有這種情況出現(xiàn)，應(yīng)仔細(xì)計(jì)算考慮加大扭矩裕量。
三、減速機(jī)的正確安裝
正確安裝、使用和維護(hù)減速機(jī)，是保證機(jī)械設(shè)備正常運(yùn)行的重要環(huán)節(jié)。因此，在您安裝行星減速機(jī)時(shí)，請務(wù)必嚴(yán)格按照下面的安裝順序，認(rèn)真地裝配。
第一步：安裝前應(yīng)確認(rèn)電機(jī)和減速機(jī)是否完好無損，并且嚴(yán)格檢查驅(qū)動(dòng)電機(jī)與減速機(jī)相連接的各部位尺寸是否匹配。這里指的是驅(qū)動(dòng)電機(jī)法蘭的定位凸臺(tái)和軸徑與減速機(jī)法蘭的定位凹槽和孔徑間的尺寸及配合公差；擦拭處理配合表面的污物與毛刺。
第二步：旋下減速機(jī)法蘭側(cè)面的工藝孔上的螺堵，旋動(dòng)減速機(jī)的輸入端，使抱緊內(nèi)六角螺釘帽與工藝孔對齊，插入內(nèi)六角工具旋松抱緊內(nèi)六角螺釘。
第三步：手持驅(qū)動(dòng)電機(jī)，使其軸上之鍵槽與減速機(jī)輸入端孔抱緊螺釘垂直，將驅(qū)動(dòng)電機(jī)軸插入減速機(jī)輸入端孔。插入時(shí)必須保證兩者同心度一致和二側(cè)法蘭平行。如同心度不一致或二側(cè)法蘭不平行必須查明原因。另外，在安裝時(shí)，嚴(yán)禁用錘擊，既可以防止錘擊的軸向力或徑向力過大損壞兩者軸承，又可以通過裝配手感來判斷兩者配合是否合適。判斷兩者配合同心度和法蘭平行的方法為：兩者相互插入后，兩者法蘭基本貼緊，縫隙一致。
第四步：為保證兩者法蘭連接受力均勻，先將驅(qū)動(dòng)電機(jī)緊固螺釘任意旋上，但不要旋緊；然后按對角位置逐漸旋緊四個(gè)緊固螺釘；最后旋緊減速機(jī)輸入端孔抱緊螺釘。一定要先旋緊驅(qū)動(dòng)電機(jī)緊固螺釘后再旋緊減速機(jī)輸入端孔抱緊螺釘。
注意：減速機(jī)與機(jī)械設(shè)備間的正確安裝類同于減速機(jī)與驅(qū)動(dòng)電機(jī)間的正確安裝。關(guān)鍵是要必須保證減速機(jī)輸出軸與所驅(qū)動(dòng)部分輸入軸同心度的一致。
