1概述
　　包鋼線材廠是包鋼的主體成材廠， 有良好的經(jīng)濟(jīng jì)效益。但由于設備(shèbèi)陳舊， 裝備水平低， 有的設備零件壽命很短， 嚴重影響到正常生產(chǎn)和公司經(jīng)濟效益。中軋機組主減速機(Retarder)齒輪壽命短就是突出的事例。一般壽命僅一年左右， 頻繁檢修， 更換備件不僅花費大量的維修費用， 更嚴重的是停工停產(chǎn)， 經(jīng)濟損失（loss)巨大。
　　包鋼設備(shèbèi)管理(guǎn lǐ)部門及線材廠十分重視這個問題(Emerson)， 曾請國內(nèi)有關齒輪（Gear）權威和專業(yè)工廠來診斷， 提出過非常多好的建議， 有的提出報告采用硬齒面齒輪， 但由于包鋼目前經(jīng)濟困難， 且工藝落后， 只能采取花費少的辦法。行星齒輪減速機又稱為行星減速機，伺服減速機。在減速機家族中，行星減速機以其體積小，傳動效率高，減速范圍廣，精度高等諸多優(yōu)點，而被廣泛應用于伺服電機、步進電機、直流電機等傳動系統(tǒng)中。其作用就是在保證精密傳動的前提下，主要被用來降低轉(zhuǎn)速增大扭矩和降低負載/電機的轉(zhuǎn)動慣量比。因此， 只能在原圖紙?zhí)峁┑凝X數(shù)、模數(shù)的基礎上對材質(zhì)、齒寬進行分析改造， 確定了兩種方案：加寬、軸齒輪齒面， 改變材質(zhì)、增加強度；加大齒輪模數(shù)， 最大化減少齒數(shù)改變螺旋角以保證中心距和速比， 提高減速機壽命(lifetime)。
　　2 主減速機的概況
　　主減速機用于拖動三臺分減速機， 帶動六架320 中軋機， 如圖一示。由于帶動多機架工作， 一是負荷大（ 主馬達 1600KW， N= 500
　　R、
　　P、M） ； 二是在不同時間， 不同機架， 不同狀況下工作， 負荷變化很大產(chǎn)生巨大的沖擊； 三是近來生產(chǎn)率不斷提高， 負荷猛增出力達到空前水平； 四是總體設備水平低， 先天不足隱患較多； 五是當時工廠上馬倉促有的方面還未完善。
　　綜合上述情況， 我們認為一般性的提高制造精度及材質(zhì)擋次難以徹底解決齒輪短命問題， 必須有一個突破性方案， 但由于條件所限， 不能大動 干戈， 難度比較大， 所以在減速機本身多作文章， 減速機設計采用分流式。這種結(jié)構(gòu)是很合理的， 盡管結(jié)構(gòu)復雜一些， 但由于齒輪相對軸承(bearing)對稱設置與尺展開式相比載荷沿齒寬分布均勻（jūn yún)， 軸承受載也均勻， 中間軸危險截面上轉(zhuǎn)矩占相當于軸所傳遞轉(zhuǎn)矩之半， 所以適用于變載荷的場合下使用。但為什么壽命這么短呢 經(jīng)過我們剖析、計算， 認為有下列原因：（ 1） 齒輪強度不夠， 模數(shù)偏小；（ 2） 齒輪重迭(dié)系數(shù)偏小， 瞬時接觸齒數(shù)太少；（ 3） 齒輪采用 S
　　I、Mn 系列鋼， 工藝不易， 控制， 產(chǎn)生回火脆性， 且對裂紋敏感性大， 生產(chǎn)中不好掌握(熟知并能運用) ；（ 4） 齒寬偏小， 特別是一級齒輪（Gear）更??；（ 5） 箱體太單薄， 難以承受沖擊載荷；（ 6） 軸承(bearing)蓋用二條載絲固定且無防松裝置， 極易松動， 導致(cause)中心距改變， 產(chǎn)生打齒；（ 7） 制造精度低， 齒面接觸差。
　　3 主減速機齒輪（Gear）失效狀況
　　損壞嚴重的主要是一級被動齒輪打齒， 并伴隨嚴重點蝕， 膠合及擦傷等。
　?。?） 間斷性打齒， 并非由于齒輪本身缺陷所致，一種原因是異物夾入， 另一種原因是軸承蓋松動或軸承損壞；
　?。?） 熔蝕性損壞， 沿齒中部齒頂產(chǎn)生熔蝕， 金屬移位， 這種情況是由于減速機突然斷油， 齒輪干磨產(chǎn)生瞬間高溫， 金屬強度大大降低幾近熔化（定義:物質(zhì)由固態(tài)變成液態(tài)的變化過程)， 并交織著金屬變形及膠合等狀況（ 負荷大） ；
　　（ 3） 產(chǎn)生嚴重點蝕， 剝落， 擦傷及沖擊性斷齒， 主要是齒輪接觸強度不夠， 接觸不好及偏載產(chǎn)生高的接觸應力形成點蝕擴展；
　　除上述一級被動齒輪嚴重失效外， 其它齒輪也產(chǎn)生不同程度的損壞， 但未達到失效程度。
　　4 齒輪失效剖析
　　齒輪強度不夠， 模數(shù)偏小。行星齒輪減速機又稱為行星減速機，伺服減速機。在減速機家族中，行星減速機以其體積小，傳動效率高，減速范圍廣，精度高等諸多優(yōu)點，而被廣泛應用于伺服電機、步進電機、直流電機等傳動系統(tǒng)中。其作用就是在保證精密傳動的前提下，主要被用來降低轉(zhuǎn)速增大扭矩和降低負載/電機的轉(zhuǎn)動慣量比。由于一級齒輪多次斷齒， 故對其重點進行核算， 特別是對彎曲強度校核。
　　4 1 彎曲強度校核公式
　　4 2 強度校核
　　對原設計圖紙校核第一級。硬齒面齒輪減速機傳動的效率是所有傳動式中效率最高的一種，其效率比蝸桿傳動要高的多。齒輪減速機的效率主要由齒輪及軸承的摩擦決定。
　　強度校核結(jié)論
　　1） 模數(shù)太?。?計算最小模數(shù) Mn= 
　　14. 77 原圖模數(shù)= Mn= 14） ；2） 彎曲應力大于許用值（ 小齒輪（Gear）計算值 28 27，許用值 29 27） ； 大齒輪計算值 26 284， 許用值 23） ；3） 彎曲強度系數(shù)太?。?小齒輪計算值為 1 11 偏小， 大齒輪計算值為 0 937 不安全） ；4） 一級齒輪接觸應力大于許用值（ 小齒輪計算值 119 14， 許用值 112， 大齒輪計算值為 84， 54，許用值 68， 相差太大） ；5） 接觸強度安全系數(shù)太小S H1 = 1 33 S H2 = 0 94（ 不能保證安全）
　　從上述 5 點得知， 一級齒輪在解除狀況下萘， 特別是被動齒輪根本無法保證安全使用， 這是理論與實際相符合的。
　　4 3 齒輪（Gear）采用SiMn 鋼質(zhì)量難控制
　　采用SiMn 鋼價格比較便宜， 綜合性能比較高，Mn 有較強的固溶作用， 是良好的膠氧劑。Mn 可以增加淬透性， 提高耐磨性； Si 有強化固溶作用， 增加淬透性和回火穩(wěn)定性， 但這種鋼易產(chǎn)生回火脆性， 出現(xiàn)裂紋。
　　4 4 齒寬偏小， 特別是一級齒輪更小
　　5 提高齒輪壽命(lifetime)的對策
　　5 1 加大第一級齒輪模數(shù)
　　將第一級齒輪模數(shù)由Mn= 14 提高到 Mn= 16，速比、中心距保持不變， 齒數(shù)和螺旋角改變。
　　結(jié)論： 第一級模數(shù)提高到 Mn= 16， 強度是可以保證。
　　5 2 增加一級齒輪寬度
　　盡可能不在原箱體內(nèi)增大寬度， 通過箱體測算最大可加寬 60mm， 即 b= 180+ 60， 按比例計算可增加強度三分之一， 由于加工精度實際齒寬達不到這個效果。
　　5 3 嚴格控制制造質(zhì)量， 提高關鍵（解釋:比喻事物的重要組成部分)部位精度
　　一級齒輪加工， 必須保證同一臺機床進行加工， 以保證螺旋角相同， 盡可能保證鍵槽形位公差， 以保證裝配質(zhì)量。
　　5 4 由于改變模數(shù)、齒數(shù)、螺旋角相對增大了齒輪（Gear）軸向推力， 主動齒輪內(nèi)推， 被動齒輪向外推， 故不能采用原被動齒輪配合， 235Ht/ n6， 而采用 235Ht/ s6 配合以保證軸與齒輪的相對運動。
　　6 結(jié)語
　　通過以上論述剖析和采取的對策， 完全保證了我廠中軋主減速機(Retarder)使用的可靠性， 避免了因減速機齒輪壽命(lifetime)短影響生產(chǎn)的這一缺陷， 使我們這套落后的設備(shèbèi)適應了現(xiàn)在的生產(chǎn)。