FBT580型直角減速機(jī)的優(yōu)化設(shè)計(jì)與研究

摘要：當(dāng)前國內(nèi)使用的直角減速機(jī)，在額定負(fù)載的使用條件下，最高額定輸入轉(zhuǎn)速1500r/min，但不適宜連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，若設(shè)備連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，油溫會增加至150℃左右，從而導(dǎo)致密封件漏油，影響使用。經(jīng)過市場調(diào)查，結(jié)合實(shí)際應(yīng)用設(shè)計(jì)開發(fā)了FBT580型直角減速機(jī)，滿足用戶高速且連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的要求。

關(guān)鍵詞：直角減速機(jī);工作原理;設(shè)計(jì);維護(hù)和保養(yǎng)

1" "概述

FBT580型直角減速機(jī)主要用于鉆井、工礦企業(yè)以及由于空間限制需要應(yīng)用“T”型結(jié)構(gòu)減速的場合，本設(shè)備可連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，尤其增加強(qiáng)制潤滑及油冷器后，大大提高了使用壽命。本設(shè)備結(jié)構(gòu)合理，性能穩(wěn)定可靠，便于維修和保養(yǎng)，正反轉(zhuǎn)運(yùn)行均可，若調(diào)換一下安裝方位，亦可作增速設(shè)備使用。主要性能參數(shù)見表1。

2" "結(jié)構(gòu)及組成

FBT580型直角減速機(jī)主要結(jié)構(gòu)見圖1。

3" "工作原理

工作時(shí)輸入軸帶動(dòng)輸入齒輪旋轉(zhuǎn)，輸入齒輪驅(qū)動(dòng)輸出齒輪、輸出軸旋轉(zhuǎn)，從而達(dá)到減速的目的。與此同時(shí)，減速機(jī)傳動(dòng)箱內(nèi)潤滑油通過油泵從傳動(dòng)箱中抽取，經(jīng)過油冷器冷卻后再輸送到傳動(dòng)箱內(nèi)，保證了減速機(jī)傳動(dòng)箱內(nèi)潤滑油溫度始終滿足不高于80℃的使用要求。

4" "FBT580型直角減速機(jī)主要部件設(shè)計(jì)及要求

4.1" "輸入軸及輸出軸的設(shè)計(jì)

軸最常見的材料是45Cr和40Cr，選用時(shí)要主要根據(jù)對軸的強(qiáng)度、剛度、耐磨性等要求，以及為實(shí)現(xiàn)這些要求而采用降低軸的表面粗糙度，對軸表面進(jìn)行熱處理等措施。同時(shí)，要根據(jù)軸的承載情況，對軸進(jìn)行強(qiáng)度和剛度校核。軸的設(shè)計(jì)應(yīng)有良好的制造工藝性，并使軸上零件定位可靠，裝拆方便。FBT580型直角減速機(jī)軸選用40Cr，粗加工后調(diào)質(zhì)處理，硬度為HB241-286，對輸入軸與輸出軸外端裝骨架油封外圓表面進(jìn)行高頻淬火，以提高耐磨性。

4.2" "輸入軸齒輪與輸出軸齒輪的設(shè)計(jì)

由于螺旋錐齒輪傳動(dòng)效率高，傳動(dòng)比穩(wěn)定，圓弧重疊系數(shù)大，承載能力強(qiáng)，結(jié)構(gòu)緊湊，耐磨損，因此，F(xiàn)BT580直角減速機(jī)采用螺旋錐齒輪結(jié)構(gòu)。輸入軸齒輪與輸出軸齒輪材料一般為20CrMnTi，毛坯調(diào)質(zhì)后滾齒，經(jīng)滲碳淬火，有效硬化層深度1.6～2.0mm，齒面硬度為HRC58-62，芯部硬度HRC33-40，既保證了齒面的耐磨性，又提高了芯部的韌性。

弧齒錐齒輪幾何尺寸計(jì)算：小齒輪齒數(shù)Z1由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》按表16.4-5錐齒輪的最少齒數(shù)Zmin選取，小齒輪大端分度圓直徑d1根據(jù)強(qiáng)度計(jì)算（按表16.4-26），大端模數(shù)m=1/Z，大齒輪大端分度圓直徑d2=Z2·m，依次計(jì)算出分錐角、齒寬、齒頂高、螺旋角等相關(guān)參數(shù)。

4.3" "箱體的設(shè)計(jì)

箱體是直角減速機(jī)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。小批量生產(chǎn)的減速機(jī)，為了簡化工藝，降低成本，可采用鋼板焊接而成。批量大時(shí)，箱體材料一般用HT250或ZG45，為了便于軸系部件的安裝拆卸，箱體制成剖分式，分上箱蓋和下箱體兩部分并用螺栓固定。

為了吊裝方便，箱體上應(yīng)鑄出或焊接吊裝鉤。為保證減速即安裝在基礎(chǔ)上的穩(wěn)定性并減少加工面積，箱體底座一般不采用完整的平面。

4.4" "呼吸器的設(shè)計(jì)

減速機(jī)工作時(shí)，箱體內(nèi)溫度升高，氣體壓力增大，為了使箱內(nèi)氣體能自由排出，不致使?jié)櫥蛷姆窒涿婊蜉S伸密封件等滲漏，通常在箱體頂部裝呼吸器。為了檢查傳動(dòng)零件的嚙合情況，并向箱內(nèi)注入潤滑油，通常在箱體頂部開檢查孔，將呼吸器固定在蓋板上，然后用螺栓將蓋板固定在箱體頂部的檢查孔位置。

4.5" "油冷器及附件的設(shè)計(jì)

CB-B40F齒輪油泵從箱體內(nèi)吸入潤滑油，將輸出的潤滑油經(jīng)油冷器冷卻后重新回到箱體內(nèi)。減速機(jī)處于工作狀態(tài)時(shí)，輸出軸上的皮帶輪驅(qū)動(dòng)齒輪油泵上安裝的皮帶輪工作，從而帶動(dòng)齒輪油泵工作。油冷裝置分風(fēng)扇冷卻和鋁質(zhì)散熱器兩部分，保證了減速機(jī)在工作時(shí)的溫度要求，延長了密封件的使用壽命。為了檢查油池油面的液位高度并能放出被污染的潤滑油，必須裝上液位計(jì)與放油螺塞。

5" "FBT580型直角減速機(jī)安裝注意事項(xiàng)

輸入軸聯(lián)接聯(lián)軸器時(shí)，校準(zhǔn)兩軸間的同軸度不能超過聯(lián)軸器的允許范圍。法蘭式安裝，凸肩（或凹肩）應(yīng)配合良好，以免變位。輸出軸加裝聯(lián)軸器、皮帶輪、鏈輪等時(shí)請勿重?fù)?，?yīng)用輸出軸外端螺孔壓入聯(lián)接件。

6" "FBT580型直角減速機(jī)使用前準(zhǔn)備事項(xiàng)

在使用前檢查各油路是否暢通，各密封件是否封緊，旋轉(zhuǎn)件是否有卡阻現(xiàn)象，若有問題，應(yīng)予以整改。卸下觀察窗，若檢查油質(zhì)變壞，應(yīng)予以更換。首次使用本設(shè)備，應(yīng)卸下觀察窗，在傳動(dòng)箱內(nèi)加入指定的潤滑油（加至油位線）;在使用過程中，應(yīng)定期卸下觀察窗，檢查潤滑油使用情況，若發(fā)現(xiàn)油質(zhì)變壞，應(yīng)予以更換。推薦傳動(dòng)箱內(nèi)潤滑油：高寒地區(qū)夏季選用18#雙曲線齒輪油，冬季選用13#雙曲線齒輪油，其它地區(qū)可以全年選用18#雙曲線齒輪油。

7" "FBT580型直角減速機(jī)維護(hù)和保養(yǎng)

使用時(shí)應(yīng)經(jīng)常檢查油溫，最高溫度不應(yīng)超過95℃;油的更換：首次加油后，運(yùn)轉(zhuǎn)100h或2個(gè)月就要換油，以后每運(yùn)轉(zhuǎn)1800h或4個(gè)月更換一次油，以保證齒輪傳動(dòng)的安全運(yùn)轉(zhuǎn);特別注意，在每次換油前，必須對傳動(dòng)箱以及油冷器等部件進(jìn)行清洗，確保傳動(dòng)箱及油冷器內(nèi)無雜質(zhì)后才能正確使用，以免引起設(shè)備的損壞。

8" "結(jié)束語

該產(chǎn)品設(shè)計(jì)貫徹了有關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)及部頒標(biāo)準(zhǔn)，保證了產(chǎn)品的通用性和互換性，縮短了設(shè)計(jì)及試制周期，有利于生產(chǎn)加工、維修、保養(yǎng)，為制造、檢驗(yàn)、和保證產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)品的批量生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)，從而提高了生產(chǎn)效率，具有良好的市場前景。

參考文獻(xiàn)

[1] 王文斌.林忠欽.鄂中凱.等.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊.[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004.