FBT580型直角減速機的優化設計與研究

摘要：當前國內使用的直角減速機，在額定負載的使用條件下，最高額定輸入轉速1500r/min，但不適宜連續運轉，若設備連續運轉，油溫會增加至150℃左右，從而導致密封件漏油，影響使用。經過市場調查，結合實際應用設計開發了FBT580型直角減速機，滿足用戶高速且連續運轉的要求。

關鍵詞：直角減速機;工作原理;設計;維護和保養

1" "概述

FBT580型直角減速機主要用于鉆井、工礦企業以及由于空間限制需要應用“T”型結構減速的場合，本設備可連續運轉，尤其增加強制潤滑及油冷器后，大大提高了使用壽命。本設備結構合理，性能穩定可靠，便于維修和保養，正反轉運行均可，若調換一下安裝方位，亦可作增速設備使用。主要性能參數見表1。

2" "結構及組成

FBT580型直角減速機主要結構見圖1。

3" "工作原理

工作時輸入軸帶動輸入齒輪旋轉，輸入齒輪驅動輸出齒輪、輸出軸旋轉，從而達到減速的目的。與此同時，減速機傳動箱內潤滑油通過油泵從傳動箱中抽取，經過油冷器冷卻后再輸送到傳動箱內，保證了減速機傳動箱內潤滑油溫度始終滿足不高于80℃的使用要求。

4" "FBT580型直角減速機主要部件設計及要求

4.1" "輸入軸及輸出軸的設計

軸最常見的材料是45Cr和40Cr，選用時要主要根據對軸的強度、剛度、耐磨性等要求，以及為實現這些要求而采用降低軸的表面粗糙度，對軸表面進行熱處理等措施。同時，要根據軸的承載情況，對軸進行強度和剛度校核。軸的設計應有良好的制造工藝性，并使軸上零件定位可靠，裝拆方便。FBT580型直角減速機軸選用40Cr，粗加工后調質處理，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計

由于螺旋錐齒輪傳動效率高，傳動比穩定，圓弧重疊系數大，承載能力強，結構緊湊，耐磨損，因此，FBT580直角減速機采用螺旋錐齒輪結構。輸入軸齒輪與輸出軸齒輪材料一般為20CrMnTi，毛坯調質后滾齒，經滲碳淬火，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算：小齒輪齒數Z1由《機械設計手冊》按表16.4-5錐齒輪的最少齒數Zmin選取，小齒輪大端分度圓直徑d1根據強度計算（按表16.4-26），大端模數m=1/Z，大齒輪大端分度圓直徑d2=Z2·m，依次計算出分錐角、齒寬、齒頂高、螺旋角等相關參數。

4.3" "箱體的設計

箱體是直角減速機的重要組成部件，它是傳動零件的基座，應具有足夠的強度和剛度。小批量生產的減速機，為了簡化工藝，降低成本，可采用鋼板焊接而成。批量大時，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，箱體上應鑄出或焊接吊裝鉤。為保證減速即安裝在基礎上的穩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" "呼吸器的設計

減速機工作時，箱體內溫度升高，氣體壓力增大，為了使箱內氣體能自由排出，不致使潤滑油從分箱面或軸伸密封件等滲漏，通常在箱體頂部裝呼吸器。為了檢查傳動零件的嚙合情況，并向箱內注入潤滑油，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" "油冷器及附件的設計

CB-B40F齒輪油泵從箱體內吸入潤滑油，將輸出的潤滑油經油冷器冷卻后重新回到箱體內。減速機處于工作狀態時，輸出軸上的皮帶輪驅動齒輪油泵上安裝的皮帶輪工作，從而帶動齒輪油泵工作。油冷裝置分風扇冷卻和鋁質散熱器兩部分，保證了減速機在工作時的溫度要求，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，必須裝上液位計與放油螺塞。

5" "FBT580型直角減速機安裝注意事項

輸入軸聯接聯軸器時，校準兩軸間的同軸度不能超過聯軸器的允許范圍。法蘭式安裝，凸肩（或凹肩）應配合良好，以免變位。輸出軸加裝聯軸器、皮帶輪、鏈輪等時請勿重擊，應用輸出軸外端螺孔壓入聯接件。

6" "FBT580型直角減速機使用前準備事項

在使用前檢查各油路是否暢通，各密封件是否封緊，旋轉件是否有卡阻現象，若有問題，應予以整改。卸下觀察窗，若檢查油質變壞，應予以更換。首次使用本設備，應卸下觀察窗，在傳動箱內加入指定的潤滑油（加至油位線）;在使用過程中，應定期卸下觀察窗，檢查潤滑油使用情況，若發現油質變壞，應予以更換。推薦傳動箱內潤滑油：高寒地區夏季選用18#雙曲線齒輪油，冬季選用13#雙曲線齒輪油，其它地區可以全年選用18#雙曲線齒輪油。

7" "FBT580型直角減速機維護和保養

使用時應經常檢查油溫，最高溫度不應超過95℃;油的更換：首次加油后，運轉100h或2個月就要換油，以后每運轉1800h或4個月更換一次油，以保證齒輪傳動的安全運轉;特別注意，在每次換油前，必須對傳動箱以及油冷器等部件進行清洗，確保傳動箱及油冷器內無雜質后才能正確使用，以免引起設備的損壞。

8" "結束語

該產品設計貫徹了有關國家標準及部頒標準，保證了產品的通用性和互換性，縮短了設計及試制周期，有利于生產加工、維修、保養，為制造、檢驗、和保證產品質量和產品的批量生產奠定了基礎，從而提高了生產效率，具有良好的市場前景。

參考文獻

[1] 王文斌.林忠欽.鄂中凱.等.機械設計手冊.[M].北京：機械工業出版社，2004.