眾所周知，一(yī)台機器通常由三個部分組成即動力機 、傳動裝置 、工(gōng)作機 。此外(wài)，根據機器工(gōng)作需要 ，可能(néng)還有控制系統 、潤滑 、照明等輔(fǔ)助系統 。機械傳動裝置是指將動力機產生的機械能(néng)以機械的方式傳送到工(gōng)作機構上(shàng)去的中(zhōng)間裝置。甘蔗壓榨機的傳動裝置一(yī)般採用減速器，其作用是增大電動機的輸出(chū)轉矩，降低轉速 ，以滿(mǎn)足甘蔗壓榨機的使(shǐ)用要求(qiú)。

與通用減速器相(xiàng)比，甘蔗壓榨機專用減速器的特點 ：

1.工(gōng)作平均轉矩在31~274t.m之間，輸出(chū)轉速為6~48r/min ，連續運轉。載荷性(xìng)質為強衝擊，最大短(duǎn)時負荷可能(néng)比正常負荷大50%，是典型的低速重載齒輪減速器。

2.工(gōng)作季節性(xìng)很強。每年冬春工(gōng)作120~150天，必須完成農民全(chéng)年生產的甘蔗壓榨任務。

3.減速器的尺寸重量大、造價高，生產 、安裝週期長(zhǎng)，製造難度較大 。

由於以上(shàng)原因 ，甘蔗壓榨機減速器必須在長(zhǎng)時間滿(mǎn)負荷連續運轉的情況下(xià)不會出(chū)現重大故障 。

為了滿(mǎn)足減速器高可靠度 、低失效概率(lǜ)的要求(qiú) ，我們在設計製造過程中(zhōng)遵循以下(xià)原則 ：

1.以用戶提(tí)供的準確(què)的使(shǐ)用參(cān)數(shù)為設計的依據 ，進行有針對性(xìng)的專項設計製造 。參(cān)數(shù)包括原動機型號規(guī)格 、轉速、功(gōng)率(lǜ) 、轉矩，壓榨機的轉速 、轉矩 、短(duǎn)時過載大小、連續運轉的時間 ，車間的環境條件以及環境的最高最低溫度等 。

2.正確(què)選擇傳動型式。壓榨機減速器類(lèi)型很多，如 ：①側傳動圓柱齒輪減速器，結構簡單(dān)，製造 、維護方便，但重量較大 ；②雙圓弧齒輪減速器，齒輪加工(gōng)切(qiè)齒深(shēn)度要求(qiú)高 ，不允許活向(xiàng)變位切(qiè)削，裝配(pèi)誤差要求(qiú)嚴格，承載能(néng)力不夠充分發揮，存在嚴重點蝕斷齒現象 ，失效機率(lǜ)也(yě)很高 ，同時，齒輪精度不高，磨齒又困難 ；③中(zhōng)心傳動功(gōng)率(lǜ)分流圓柱齒輪減速器 ，其重量、製造與維護難度、造價等比較適中(zhōng)，具有良好的綜合性(xìng)能(néng) ；④三環、二環減速器 ，內外(wài)齒輪偏心嚙合，同時嚙合齒數(shù)較多 ，理論上(shàng)重量較小，但其嚙合處滑動較大 ，潤滑不充分 ，運轉不平穩 ，軸承承受(shòu)衝擊負荷，且在製造上(shàng)難以提(tí)高內齒輪的硬度和精度 ，在大型低速重載傳動中(zhōng)我們不採用三環、二環傳動。此外(wài)按齒形和熱處理方法不同，還有漸開線(sī) 、硬齒面和中(zhōng)硬齒面之分。為了達(dá)到良好的性(xìng)能(néng)價格比 、便於維護保(bǎo)養，我們選擇中(zhōng)心傳動功(gōng)率(lǜ)分流圓柱齒輪減速器為最佳傳動方案，齒輪為漸開線(sī)齒硬齒面齒輪 ，與雙圓弧齒相(xiàng)比它具有可淬硬、磨齒的優點，精度可達(dá)到6級甚至(zhì)更高，承載能(néng)力高 ，運轉平穩 。

3.優化齒輪幾何參(cān)數(shù)，優選齒輪材料 ，採用先進的製造工(gōng)藝 ，保(bǎo)證(zhèng)足夠的強度裕度。在設計過程中(zhōng)我們主要的設計依據是德(dé)國(guó)施羅曼—西馬克（SMS）公司的設計公式 、數(shù)據和我們積累的經驗數(shù)據 。減速器的承載能(néng)力和性(xìng)能(néng)主要決定(dìng)於齒輪副 。優化齒輪幾何參(cān)數(shù)，既包括齒輪傳動中(zhōng)心距、模數(shù) 、齒數(shù) 、螺旋(xuán)角 、齒寬等參(cān)數(shù)的搭配(pèi)組合，各級齒輪等強度 ，也(yě)包括對強度 、運轉平穩性(xìng)、噪聲影響很大的變位系數(shù)、軸向(xiàng)重合度最佳值的選定(dìng)。優化 、合理的幾何參(cān)數(shù)可提(tí)高承載能(néng)力10%~25% ，降低噪聲 2~3分貝。

我們採用高強度低碳合金鋼（20CrMnMo、20CrNi₂MoA等）為齒輪的材料，毛坯經鍛造、預先熱處理 、探傷後進入粗加工(gōng) ，滾齒後進行氣體(tǐ)滲碳 、淬火，齒面硬度56-62HRC，精加工(gōng)為磨齒、精度達(dá)到GB10095國(guó)家標準的6級精度甚至(zhì)更高。採用這樣(yàng)的材料的工(gōng)藝加工(gōng)出(chū)的齒輪基礎極限應力均值δ_Hlim=1500N/mm²、齒根彎曲極限應力均值δ_Flim=450N/ mm² ，比中(zhōng)碳合金鋼調質滾齒中(zhōng)硬齒面的δ_Hlim=750mm²、δ_Flim=280mm²，有大幅度提(tí)高 。而齒輪的承載能(néng)力（以傳遞的轉矩T表示）與δ_Hlim的平方成正比。當(dāng)幾何參(cān)數(shù)尺寸相(xiàng)同時，硬齒面減速器比中(zhōng)硬齒面減速器的δ_Hlim翻一(yī)番 ，承載能(néng)力翻兩番。但必須說明 ，硬齒面齒輪必須磨齒精加工(gōng) ，確(què)保(bǎo)齒面接觸率(lǜ)沿齒長(zhǎng)達(dá)到80%以上(shàng)，沿齒高達(dá)到70%以上(shàng) ，才能(néng)有效發揮其高承載能(néng)力的優勢。

減速器承載能(néng)力計算和安全(chéng)度 、失效概率(lǜ)的確(què)定(dìng)，我們主要按SMS方法選定(dìng)，並(bìng)用GB3480國(guó)家標準計算方法校核 。考慮到我國(guó)材質與工(gōng)藝水(shuǐ)平比德(dé)國(guó)低，在計算中(zhōng)偏安全(chéng)取值 ，一(yī)般將計算出(chū)的承載能(néng)力降低20-30%作為實(shí)際承載能(néng)力 。如用於甘蔗壓榨機減速器的齒輪點面應力 ，德(dé)國(guó)SMS按它的公式計算允許δ_H=1150N/mm² 、我們取δ_H≤1000N/mm² ，SMS允許δ_H=150 N/mm²、我們取δ_F≤120N/mm²，設計中(zhōng)我們以安全(chéng)系數(shù)S_F、S_H大於1.25為前提(tí) ，確(què)保(bǎo)失效概率(lǜ)低於1/1000，高速級甚至(zhì)低於1/10000。

4.先進可靠的結構設計是發揮齒輪傳動性(xìng)能(néng)的保(bǎo)障 。結構設計我們仍採用SMS的數(shù)據，機體(tǐ)的壁厚 、軸承座的強度剛度按輸出(chū)轉矩確(què)定(dìng) ，因為我們實(shí)際選用的承載能(néng)力低於按SMS計算出(chū)的承載能(néng)力 ，所以相(xiàng)對強度剛度不低於SMS。SMS在結構可能(néng)時採用軸承偏心套調整齒面接觸率(lǜ)
，我們在多次大型非標設計中(zhōng)的成功(gōng)應用證(zhèng)明這是一(yī)項行之有效的高速措施 ，我廠已出(chū)廠的在制的甘蔗壓榨機減速器均採用了偏心套結構。齒輪和軸承一(yī)律採用專用齒輪油，循環供油強制潤滑 ，油量 、油牌號和噴油嘴均按SMS的設計。

需要特別說明的是 ：均載機構是中(zhōng)心傳動減速器至(zhì)關重要的環節 。中(zhōng)心傳動減速器在實(shí)際使(shǐ)用中(zhōng)如果沒有採取有效的均載措施 ，則會造成大齒輪兩邊的小齒輪無(wú)法同時帶動大齒輪 ，先接觸到的齒輪承受(shòu)200%的載荷，造成嚴重的偏載，導致嚴重的齒面損(sǔn)傷甚至(zhì)斷齒。我們參(cān)考了德(dé)國(guó)、美國(guó)、日本(běn)等國(guó)的多種均載方案 ，採用了兩流負荷均載的辦法，利用人(rén)字(zì)齒輪浮動機構 ，精確(què)計算浮動工(gōng)力和靈活性(xìng)，採用無(wú)鍵聯結 ，促使(shǐ)兩流工(gōng)作同步 。下(xià)面我在圖(tú)上(shàng)給大家作一(yī)個簡單(dān)介(jiè)紹 。

……

綜上(shàng)所述，JY系列中(zhōng)心傳動硬齒面減速器是甘蔗壓榨機理想的傳動裝置 ，我們在設計和製造上(shàng)均採取了諸多的先進措施，確(què)保(bǎo)減速器能(néng)在榨糖機獨特的工(gōng)況下(xià)持(chí)續滿(mǎn)負荷運轉 。

JY系列中(zhōng)心傳動榨糖機減速器有九種規(guī)格（最小2×650、最大2×1400），傳動速比有十種（最小31.5，最大125），產品已形成系列化。而我廠又有生產坦克齒輪箱配(pèi)備了精良的設備，擁有一(yī)批經驗豐富(fù)的優秀人(rén)才，因此
，本(běn)系列減速器從設計製造技術(shù)是成熟的 。多年以來 ，我們開發多種類(lèi)型的大型重載 、高精度齒輪減速器，全(chéng)部使(shǐ)用良好，至(zhì)今未見損(sǔn)壞、失效 。如為涿神(shén)公司生產鑄鋁軋機主傳動裝置（輸出(chū)轉矩達(dá)2×50t·m），為上(shàng)鋼五(wǔ)廠鋼管拉拔機配(pèi)套的大型減速器（工(gōng)作轉矩達(dá)123 t·m），均在長(zhǎng)期滿(mǎn)負荷工(gōng)作的情況下(xià) ，使(shǐ)用了近10年 ，完好無(wú)損(sǔn)，仍在使(shǐ)用。

針對糖廠用戶的不同需求(qiú)，我廠開發中(zhōng)心傳動硬齒面減速器的同時 ，還致力於多出(chū)軸減速器等多種產品的研究開發 ，為用戶提(tí)供更全(chéng)面的服務 。

任何機械設備在連續滿(mǎn)負荷運轉的情況下(xià) ，要想達(dá)到預期壽命（一(yī)般按每天工(gōng)作8小時，工(gōng)作10年） ，都需用戶精心的維護與監管。例如：及時加油潤滑 、更換潤滑油和易(yì)損(sǔn)件、排除(chú)小故障、嚴格遵守操作規(guī)程等。從圖(tú)上(shàng)大家可以看出(chū)，對著各個齒輪副嚙合的位置我們都設置了觀察窗或視孔蓋，工(gōng)作過程中(zhōng)很容易(yì)觀察到齒輪的嚙合情況。從結構上(shàng)看，安裝、拆卸 、維修都較方便，也(yě)便於使(shǐ)用過程中(zhōng)的維護、保(bǎo)養。希望我們供需雙方密切(qiè)合作，讓中(zhōng)心傳動硬齒面減速器作為榨糖機傳動家族新的成員，為我國(guó)榨糖工(gōng)業的發展作出(chū)更多的貢獻 。

為進一(yī)步優化傳動結構 、降低能(néng)耗，我廠正在研究開發新的一(yī)代產品組合式行星減速器 。

                  巢湖(hú)市眾鑫機械設備有限公司技術(shù)部編寫

2012年12月12日