减速机

减速机也称减速器，是由封闭在刚性壳体内的齿轮传动或蜗杆传动所组成的独立部件，安装在原动机和工作机之间，起降低转速和增大转矩的作用。

1926 年，德国科学家 L. Braren 在前人提出的少齿差行星传动原理的基础上研究出了摆线针轮传动，并设计出采用摆线针轮传动的减速器。20 世纪 30 年代末期，这项技术被日本住友株式会社引入，并投入生产。中国于1960年初开始研究摆线传动装置。日本于 1969 年研究出新型摆线针轮减速器，并投入生产使用。20世纪的80年代，为了满足日益提高的精度需求，日本帝人(TEIJINSEIKICo.,Ltd)基于传统摆线针轮传动，实现了新的技术突破，研究出具有较高精度的摆线针轮减速器，称为RV减速器。1990年，专用于汽车的2K-V型摆线针轮行星减速器在上海减速机厂成功研发。1999年，RV250AII减速器由大连交通大学和秦川机床合作研发2003年，顾灿春利用可靠性优化设计的方法重新设计了圆柱蜗杆减速器。2017年，王嘉宁等人为了完善啮合力的计算公式，提高RV减速器的拟合刚度，分析了摆线轮修形对初始间隙以及啮合齿数的影响。

减速机按传动原理可分为普通减速机和行星减速机两类，广泛应用于冶金、矿山、起重、运输、水泥、建筑、化工、纺织、印染、制药、医疗、美容、保健按摩、办公用品等行业。

发展历程

20世纪20年代，德国科学家首次证明了圆弧和摆线齿廓可以实现共轭传动，能够满足齿廓啮合定传动比条件，同时提出了以外摆线为齿廓的少齿差传动。1926 年，德国科学家 L. Braren 在前人提出的少齿差行星传动原理的基础上研究出了摆线针轮传动，并设计出采用摆线针轮传动的减速器，称之为摆线针轮行星传动减速器。20 世纪 30 年代末期，这项技术被日本住友株式会社引入，并投入生产，当时所生产的减速器可以用于实际的传动，但是精度还有很大的提升空间。20 世纪 50 年代，日本购买摆线针轮传动专利。中国于1960年初开始研究摆线传动装置。日本于 1969 年研究出新型摆线针轮减速器，并投入生产使用。20世纪六十年代末，东北地区工学院和大连交通大学等高校陆续开展摆线传动原理、受力及生产工艺等方面的研究。20世纪的80年代，为了满足日益提高的精度需求，日本帝人基于传统摆线针轮传动，实现了新的技术突破，研究出具有较高精度的摆线针轮减速器，称为RV减速器。1986年日本帝人公司取得了RV减速器方面的硕果，实现了减速器的商业化，占据全球 60%左右的市场。

1990年，专用于汽车的2K-V型摆线针轮行星减速器在上海减速机厂成功研发。1997年，何卫东”等学者在“机器人用新结构高精度摆线针轮传动设计理论与方法研究”这一国家863项目的支持下，对RV减速器传动做了十分详尽的研究。1999年，RV250AII减速器由大连交通大学和秦川机床合作研发。2003年，顾灿春利用可靠性优化设计的方法重新设计了圆柱蜗杆减速器，不但减小了产品体积，传动效率也大大提高。2013年，陈来利等人使用Pro/E 软件对RV减速器实体建模，为了证明所建虚拟样机模型的可行性，他们采用“先将模型导入ADAMS中进行仿真，再通过理论计算结果与仿真数据对比”的方法。2015年，颜利娟分析并计算了SEJIN减速器整机的传动比以及传动效率，成功将SEJIN减速器的回差限制在60arcsec左右。2017年，王嘉宁等人为了完善啮合力的计算公式，提高RV减速器的拟合刚度，分析了摆线轮修形对初始间隙以及啮合齿数的影响。

工作原理

原理主要在于将输入轴上的齿数少的齿轮啮合输出轴上的大齿轮来实现速度的降低,传动比即大小齿轮的齿数之比。

基本构造

减速机的主要部件组成有传动零件（齿轮或蜗杆）、轴、轴承、箱体以及减速机附件等。其主要的结构有三大部分：

齿轮、轴及轴承组合

将小齿轮和轴组成在一起可称为齿轮轴，一般来说，当轴直径和齿轮齿根圆直径的大小相差不是很大时，我们会选取齿轮轴的结构，将前者的直径记为 d，后者记为 df，则当 df-d≤（6～7）mn 时，采取齿轮轴结构。而当 df-d＞（6～7）mn 时，不能选取齿轮轴结构，而是将两者分开成两个零件。低速轴和大齿轮就不能是齿轮轴结构，其在轴与齿轮的固定上一般选择平键连接，并且利用轴肩、轴套和轴承盖来对轴上的零件进行轴向固定。

箱体

箱体作为减速机主要的构成部分之一，它需要承载所有零部件的压力，所以必须具备一定的强度和刚度。对于需要承受重载或者强冲击力的箱体，则其强度和刚度要求也会增加，其材料选择至关重要，通常用灰铸铁制造。而在一般生产线中，为了减少步骤，节约成本，直接用钢板焊接即可。箱体的上箱盖和下箱体则使用螺栓进行联接。轴承座的结构对于箱体的刚度的影响很大，为了保证其刚度，一般在轴承座上设计凸台，并在轴承口附近添加支撑肋。箱体底座一般是不平整的，这样可以减少加工面积，但是必须在保证平稳的前提下。

减速机附件

齿轮、轴、轴承的组合设计和箱体结构、刚度及硬度的设计对减速机的正常运行有很大影响，除此之外减速机的正常工作还应该考虑以下几个方面：能加油、能排油、能检查油面高度以及箱盖与箱座能精确定位等。

（1）检查孔。在减速机的箱体上设有检查孔，通过检查孔可以向减速机中注入润滑油，并且可以检查各部分零件的情况。

（2）通气器。一般在减速机运行时，箱体内温度会升高，从而导致气体膨胀，压力增大，若没有设置通气器，则会使箱内外压力失衡，而使箱体内的润滑油渗漏，导致不必要的损失。

（3）轴承盖。轴承盖的作用主要是固定轴系部件以及承载轴向载荷的作用力。轴承盖含有两种不同的结构，分别是凸缘式和嵌入式。嵌入式轴承盖的优点是零件数目较少，结构简单美观，但和凸缘式轴承盖相比，在拆装检查上较为繁琐。

（4）定位销。箱盖与箱座的连接需要固定，以防止在拆装过程中，人工的误差使轴承座孔的加工精度下降。在精加工之前，都应该安装定位销保持固定，保证精度要求。

（5）油面指示器。油面指示器用于检查内油池油面的高度，则为了保证指示高度的精度，一般要安装在较为平整的部位。并且为了保证油面指示器的准确度，油池内不能没有油。

（6）放油螺塞。油箱中一般设有放油螺塞，以便在放油时，可以排出油箱底部的油，并且在清洗油箱时，放油螺塞也可以方便排出污水，所以放油螺塞一般设置在底部，通常用螺塞将放油孔堵住，为了防止油箱渗漏，造成损失，还应该添加垫圈。

（7）启箱螺钉。为了防止由于使用密封胶从而导致箱体难以开盖，一般情况下可以在加工时在连接处开1～2个螺孔，则可以通过旋入起箱螺钉来打开箱盖，避免因强制开盖而对箱体咋熬成损害，增加了系统的简便度。在使用起箱螺钉开盖时旋动启箱螺钉即可。

基本分类

减速机按传动原理可分为普通减速机和行星减速机两类。全部为齿轮系传动的称为普通减速机，主要是行星轮系传动的称为行星减速机。在没特别说明的情况下，减速机指的都是普通减速机。

普通减速机

普通减速机的形式很多，分类方法也各不相同。

（1）按传动的类型分为圆柱齿轮减速机、圆锥齿轮减速机、蜗杆减速机、圆锥-圆柱齿轮减速机和蜗杆-圆柱齿轮减速机等。过程设备上搅拌器的传动装置，在选用不到其他合适的减速机时，可直接或改装后采用圆锥齿轮减速机。

（2）按传动的级数分为一级、二级、三级和多级减速机。两级和两级以上的圆柱齿轮减速机的布置形式又有展开、分流式和同轴式等。尽管减速机有多种形式，但它们在结构上没有本质的差别，都是由齿轮、蜗杆和蜗轮、轴、轴承、箱体等基本零件配置而成，都需要考虑润滑、密封、调整等问题。

行星减速机

行星齿轮减速机的突出特点是传动效率可以很高传动比范围广，传递功率也可以从几瓦到几十万千瓦，而体积和质量却比普通齿轮、蜗杆减速机小得多。行星减速机有渐开线齿轮减速机、摆线针轮减速机和谐波齿轮减速机等。它们都具有传动比大、结构紧凑、相对体积小等特点。但总的说，行星减速机结构比较复杂，对制造精度要求较高。但随着制造工艺的改进，行星减速机在化工生产中得到日益广泛的应用。行星减速机的类型很多，选择时应考虑结构尺寸、传动比范围、传递的功率和效率等因素。一般来说，转化机构传动比为负的行星轮系总比转化机构传动比为正的行星轮系效率高，当传递功率较大时，需要优先考虑其效率。

应用领域

减速机广泛应用于冶金、矿山、起重、运输、水泥、建筑、化工、纺织、印染、制药、医疗、美容、保健按摩、办公用品等行业。

工业生产线：减速机在工业生产线中被广泛用于各种机械设备的传动，如输送带、搅拌器、包装机、卷取机等。

交通运输：在交通运输领域，减速机被用于汽车的变速箱，将发动机高速低扭矩的动力转换成车轮所需的低速高扭矩的动力。

电力传输：减速机在电力传输系统中用于风力发电机和太阳能发电机等可再生能源设备，将风轮或光伏板产生的高速运动转换成发电机所需的低速高扭矩。

机械制造：减速机广泛应用于各类机械设备，如钻床、铣床、冲床、注塑机等，以适配不同加工要求。

印刷设备：印刷设备中的减速机通常用于传动印刷、送料辊等部件，确保印刷过程的精准和稳定性。

化工工艺：化工设备中的减速机常用于搅拌器、搅拌桶、混合设备等，以实现不同反应和混合过程的控制。

矿山设备：矿山设备中常使用减速机，如输送机、提升机、破碎机等，以适应不同矿石的处理和输送要求。

纺织机械：纺织机械中的减速机用于驱动纺纱机、织布机等，确保纺织过程的稳定和均匀。

农业机械：农业机械中的减速机用于驱动收割机、植保机、拖拉机等，以提高农业生产效率。

建筑工程：在建筑工程中，减速机用于塔吊、搅拌车等设备，以满足不同工地要求。

总的来说，减速机在工程和机械领域扮演着重要的角色，它们提高了机械设备的传动效率和稳定性，同时适应了不同领域的动力需求。

发展趋势

(1) 结构的简约化，重量的轻量化。以往，中国减速机制造企业往往采用粗放式的生产制造方式。近年来，随着技术的发展，原材料价格的上涨，减速机制造业已经致力于建设集约式生产模式。作为大型设备的轧机减速机由于要求高、体积大，在制造时相应的成本也不断提高，因而设计研发结构简约化、重量轻量化的减速机系列产品是发展趋势，而且可以以此来迅速提高减速机销售份额。降低生产成本，提高产品质量，优化售后服务已成为共识。

(2) 微型化、集成化发展。随着减速机技术的不断进步，工业制造技术的不断跨越，设备零部件有向微型化发展。相对而言，减速机配套装置，如电机，马达的小型化，微型化的设计和应用，不但方便了微型化发展的各种机械装置，如人型机器人等，而且为减速机的发展指明了方向。作为简单、可靠、经济的变速方式，必须做出与其主体设备相应的发展 ，否则将会有淘汰的危险。随着各种设备的集成化的高速发展，电机与减速机的集成化已经日臻成熟，小型化，微型化减速电机的出现就充分证明了这一点。

(3) 结构形式的多样化。减速机从最简单的圆柱直齿减速机发展开始，经过不断的发展和改进，现已经发展为齿轮式减速机、蜗杆式减速机和行星齿轮式减速机三大系列。随着科学技术的发展，将会有更合理的结构和样式出现，多样化是必然趋势。

参考资料

减速机的应用领域 .百家号.2023-11-24