热加工工艺杂志浅论平面二次包络环面蜗杆减速器

　　摘 要：平面二次包络减速器已广泛使用于矿山架空乘人装置中，文章对其原理、结构、特点及使用维护进行介绍，供矿井机运技术人员及维修人员熟悉了解，以确保设备安全运行。

　　关键词：热加工工艺杂志,二次包络,减速器,环面

　　1 前言

　　近几年，永荣矿业有限公司乃至全国各煤矿均广泛使用架空乘人装置，目前架空乘人装置减速器绝大部使用平面二次包络环面蜗杆减速器。因此矿井机运技术人员及维修人员熟悉了解这种减速器的结构特点、原理及使用、维护，对确保架空乘人装置正常、安全运行非常重要。

　　2 概述

　　平面包络环面蜗杆减速器是一种新型的传动装置，这种新型传动装置于1971年在我国首都钢铁公司首先问世。它主要由平面二次包络环面蜗杆、蜗轮及箱体组成。平面二次包络环面蜗杆是以一个平面为母面，通过相对圆周运动，包络出环面蜗杆的齿面，再以蜗杆的齿面为母面，通过相对运动包络出蜗轮的齿面。

　　3 平面包络环面蜗杆的形成原理

　　3.1 环面蜗杆传动

　　其蜗杆是凹圆弧为母线的回转体，根据蜗杆螺旋齿面形成母线。母面可分为直线环面蜗杆和平面包络环面蜗杆。

　　3.2 平面包络环面蜗杆的原理

　　3.2.1 如图1所示，设平面F与基锥A相切(中间平面与基锥截得的圆为基圆db)，并一起饶轴O2-O2以角速度ω2回转。与此同时，蜗杆毛坯线其轴线O1-O1以角速度ω1回转，这样，平面F在蜗杆毛坯上包络出的曲面便是平面包络环面蜗杆的螺旋齿面。平面F就是母面，实际上是平面齿工艺齿轮的齿面，在传动中，也就是配对蜗轮的齿面。这种传动称为平面一次包络环面蜗杆传动。

　　3.2.3 以上述的蜗杆齿面为母面，即用上述蜗杆齿面相同的滚刀，对蜗轮毛坯进行滚切(包络)获得一种新型蜗轮，组成的新型传动称为平面二次包络环面蜗杆传动。

　　4 平面二次包络环面蜗杆与普通圆柱蜗杆及直廊环面蜗杆相比较，具有以下特点：

　　4.1 蜗杆为环面蜗杆，与蜗轮同时啮合的齿数增多。

　　4.2 蜗杆的齿面经过硬化处理后精确磨削而成，齿面硬度，表面粗糙度等级提高，可以达到很高的齿型精度。

　　4.3 齿面接触面积大，并且有瞬时双线接触，接触线总长度加长。

　　4.5 齿面润滑角大，啮合中容易形成压油。

　　4.6 其承载能力大。(见表1)

　　4.7 传动效率高，结构紧密、合理，噪声低。

　　5 结构型式

　　该减速器系列有四种型式：TPG、TPU、TPA、TPS，其中：TP-平面包络环面蜗杆组合为

　　A：TPG-通用型平面包络蜗杆减速器，蜗杆可以蜗轮之上、之下、水平之侧或垂直在侧。

　　B：TPA-蜗杆在蜗轮之上的平面包络环面蜗杆减速器。

　　C：TPU-蜗杆在蜗轮之下的平面包络环面蜗杆减速器。

　　D：TPS-蜗杆在蜗轮之侧的平面包络环面蜗杆减速器.

　　6 适用范围和条件

　　6.1 可以广泛地应用于各种传动机械中的减速传动，如冶金、矿山、起重、化工、建筑橡塑、船舶等行业以及其它机械设备上。煤矿架空乘人装置主要使用TPS和TPA。

　　6.2 适用工作环境温度为-40℃-+40℃。

　　6.3 输入轴转速不大于1500转/分。

　　6.4 蜗杆轴可正反两面方向旋转。

　　7 安装、使用与维护

　　7.1 减速器主动轴直接与电机联结时一般采用弹性联轴器，减速器的主动轴线和被动轴线必须与相连接部分的轴线保证同心，其误差不得大于所有联轴器的允许值。

　　7.2 减速器安装使用手转动必须灵活，无卡住现象，蜗杆轴承和蜗轮轴承的轴向间隙应符合技术要求的规定。

　　7.3 减速器安装在额定负荷下，蜗轮齿面接触斑点，按齿高不小于55%，按齿长不小于60%。

　　7.4 安装好的减速器在正式使用前，应进行空载部分额定载荷间歇运转1-3小时后方可正式运转，运转应平稳无冲击，无异常振动和噪声及漏油等现象，最高油温不得超过85℃。如发现故障应及时排除。

　　7.5 减速器的润滑

　　7.5.1 蜗杆蜗轮啮合一般采用浸油润滑，浸油深度，对蜗杆在蜗轮之下和之侧的为蜗杆全齿高，对蜗杆在蜗轮之上的为蜗轮外径的1/3。

　　7.5.2 必须使用N320蜗轮油或Mobil SHC634合成齿轮油。

　　7.5.3 减速器的润滑油油量按油标加注，并参照表2所列油量备油。

　　7.5.4 润滑油的更换

　　新减速器(或新更换蜗杆付)第一次使用时，当运转7-14天后须更换新油，在以后的使用中应定期检查油的质量，对于混入杂质或老化变质的油必须随时更换。但一般情况下，对于长期连续工作的减速器，须每2-3个月换油一次，对于每天工作时间不超过8小时的减速器，须每4-6个月换油一次。在工作中当发现油温显著升高，温升超过60℃或油温超过85℃，油的质量下降以及产生不正常的噪音等现象时，应停止使用，检查原因，如因齿面胶合等原因所致，必须修复排除故障，更换润滑油后再用。

　　7.6 应半年一次或定期检修，发现擦伤胶合及显著磨损，必须采用有效措施制止。备件必须按图样制造，保证质量，更换新的备件后必须经过跑合和负荷试车再正式使用。

　　7.7 在运转过程中如果出现油温超过110℃以及产生不正常的噪音等现象，应暂停使用并检查，分析原因，如因齿面胶合等原因所致，必须排除故障，更换润滑油后方可使用。

　　8 一般故障原因及排除方法(见表3)

　　参考文献

　　[1]《.机械设计手册》第3卷 1991年版

　　[2]中华人民共和国机械行业标准JB/T9051-1999

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