微型減速齒輪箱的電機(jī)軸分析

微小型減速電機(jī)由馬達(dá)和減速齒輪箱組成，馬達(dá)是動(dòng)力源，馬達(dá)的轉(zhuǎn)速很高，扭矩很小，馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)是通過(guò)安裝在電機(jī)軸上的馬達(dá)齒（包括蝸桿）傳遞到減速齒輪箱，因此電機(jī)軸在微小型減速電機(jī)中是很重要的零件之一。

一.電機(jī)軸的材料

軸的材料選擇要考慮扭矩大小，可加工性，抗腐蝕性，還要根據(jù)馬達(dá)要求，是否要導(dǎo)磁，材料可選擇優(yōu)質(zhì)碳鋼，不銹鋼，合金鋼，滲碳鋼等。常用的電機(jī)軸材料有如下幾種類(lèi)型：
1.美標(biāo)1141&1144鋼，國(guó)產(chǎn)為接近的材料是45號(hào)鋼，目前行業(yè)使用為廣泛的材料。價(jià)格便宜，采購(gòu)方便，易于加工，主要的缺點(diǎn)是容易生銹，所以使用時(shí)，需要額外涂敷防銹油來(lái)緩解生銹的問(wèn)題。
2.美標(biāo)416不銹鋼，國(guó)產(chǎn)為接近的材料是Y1Cr13。不易加工，不適合加工帶復(fù)雜特征的情況，比如軸頭帶螺紋，價(jià)格比45鋼貴，比303便宜，使用較為廣泛。
3.美標(biāo)420不銹鋼，國(guó)產(chǎn)為接近的材料是2Cr13。不易加工，不適合加工帶復(fù)雜特征的情況，比如軸頭帶螺紋，價(jià)格比45鋼貴，比416/303便宜，使用較為廣泛。
4.美標(biāo)431不銹鋼，這個(gè)材料不常用，主要應(yīng)用在與食品接觸的場(chǎng)合。Cr含量較高。可以和食品接觸。
5.美標(biāo)303不銹鋼，價(jià)格比較貴，特點(diǎn)是材料比較軟，易于加工成復(fù)雜形狀。

二.電機(jī)軸的形狀

微小型減速電機(jī)中的馬達(dá)齒和減速齒輪箱中的一級(jí)齒嚙合，傳遞旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，必然會(huì)產(chǎn)生扭力，所以，馬達(dá)齒和馬達(dá)軸的配合松緊度是很重要的?？紤]馬達(dá)齒和馬達(dá)軸的配合，就要繞不開(kāi)馬達(dá)軸的形狀。

馬達(dá)軸形狀有：

A.光軸，適合小載荷小扭矩。

B.扁軸或者是D型軸，適合中載荷。

C.滾花軸，適合中載荷。

D.帶鍵槽的轉(zhuǎn)動(dòng)軸，適合重載荷大扭矩。

E.馬達(dá)軸的輸出端是蝸桿，此類(lèi)馬達(dá)軸比較特殊，多用于渦輪蝸桿傳動(dòng)。

三．電機(jī)軸的工藝要求

微小型減速電機(jī)是有壽命要求的，馬達(dá)軸的工藝要求也影響到微型減速電機(jī)的壽命。

馬達(dá)軸的加工工藝有：

A.馬達(dá)軸直徑尺寸精度是比較高的，可以做到0.002mm以內(nèi)。

B.為了防止生銹和提高耐腐蝕性，馬達(dá)軸表面往往要電鍍鎳。

C.馬達(dá)軸的表面粗造度也很重要，直接影響到和馬達(dá)齒的配合精度。

四.減速機(jī)傳動(dòng)軸分類(lèi)

減速機(jī)按照功率分為大功率減速機(jī)、小功率減速機(jī)，各種功率、型號(hào)、規(guī)格的減速機(jī)輸出軸也不一樣，減速機(jī)的傳動(dòng)軸分為輸出軸、輸入軸，下面詳細(xì)介紹兩種軸的原理。

1.輸出軸

輸出軸是減速機(jī)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接的軸，輸出軸的輸出轉(zhuǎn)速要慢很多，按照材質(zhì)輸出軸分為金屬輸出軸、塑膠輸出軸；按照形狀分為可定制D型軸、圓形軸、雙扁軸、六邊形軸、五邊形軸、方形軸等。

2.輸入軸

輸入軸是傳動(dòng)電機(jī)與減速機(jī)的連接傳動(dòng)軸，輸入軸的輸入轉(zhuǎn)速、扭矩小，軸直徑；輸入軸的一端能穿過(guò)安裝孔嵌入安裝腔內(nèi)，輸入軸能與安裝殼內(nèi)的齒輪相嚙合，在輸入軸的另一端開(kāi)設(shè)有安裝槽，再將減速電機(jī)的電機(jī)軸嵌入安裝槽內(nèi)，將平鍵插入平鍵槽和電機(jī)軸之間，實(shí)現(xiàn)了電機(jī)軸與輸入軸之間的快速、穩(wěn)定的連接，通過(guò)上述輸入軸、安裝座、安裝槽和平鍵槽之間的配合作用，實(shí)現(xiàn)了減速電機(jī)能通過(guò)電機(jī)軸快速的與輸入軸連接，方便了減速電機(jī)能與安裝殼快速安裝，進(jìn)而使得工作人員的裝卸更加的方便。

3.減速機(jī)傳動(dòng)軸的作用與區(qū)別：

A.傳遞一定的功率；

B.輸入速轉(zhuǎn)動(dòng),輸出低速轉(zhuǎn)動(dòng)，達(dá)到減速的目的。 在不計(jì)磨擦阻力的前提下,輸入軸與輸出軸傳遞相等的功率, 而 功率 = 扭矩 * 轉(zhuǎn)速，即功率相等時(shí),扭矩與轉(zhuǎn)速輸入軸轉(zhuǎn)速所以扭矩小,只須較小軸徑;反之，輸出軸轉(zhuǎn)速低所以扭矩大,必須用較大的軸徑。

五.微型減速電機(jī)軸承發(fā)熱的原因有哪些？

微型減速電機(jī)在正常運(yùn)轉(zhuǎn)情況下，軸承是不會(huì)出現(xiàn)異常發(fā)熱的，微型減速電機(jī)軸承發(fā)熱嚴(yán)重通常有以下幾個(gè)原因。

1.微型減速電機(jī)軸承損壞那么就會(huì)使電機(jī)的軸承過(guò)熱；

2.潤(rùn)滑油脂中摻雜了異常顆粒物或軸承上有異物就會(huì)使軸承磨損增加過(guò)熱；

3.微型減速電機(jī)軸承缺油，若電機(jī)在此狀態(tài)下長(zhǎng)期運(yùn)行就會(huì)使摩擦加劇導(dǎo)致軸承過(guò)熱；

4.潤(rùn)滑油質(zhì)量太差、粘度不足或粘度過(guò)高，潤(rùn)滑性能下降也會(huì)導(dǎo)致軸承異常發(fā)熱；

5.微型減速電機(jī)軸承與輸出軸、端蓋太松或太緊，太緊會(huì)導(dǎo)致軸承變形、太松會(huì)導(dǎo)致偏移都會(huì)使軸承發(fā)熱嚴(yán)重；

6.軸承安裝不當(dāng)使兩軸不在一條直線上或軸承外圈不平衡，那么軸承就會(huì)不靈敏，負(fù)載運(yùn)行后加重而發(fā)熱。

六.微型電機(jī)產(chǎn)生軸向竄動(dòng)的基本原因是什么？

1.種情況就是微型電機(jī)的軸與轉(zhuǎn)子發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)子鐵芯與軸配合如果因某種原因?qū)е妈F芯孔與微型電機(jī)軸鐵芯位置出現(xiàn)間隙，這樣就導(dǎo)致了微型電機(jī)的轉(zhuǎn)子鐵芯和軸之間出現(xiàn)軸向與徑向的相對(duì)位置變化，就出現(xiàn)了竄軸現(xiàn)象，不僅如此，由于轉(zhuǎn)子鐵芯軸向移動(dòng)，有很大的可能性會(huì)導(dǎo)致微型電機(jī)端蓋和轉(zhuǎn)子端部摩擦變形，或波及到定子繞組；

2.第二種情況是微型電機(jī)的軸向調(diào)節(jié)墊損壞或者漏裝，我們?cè)谖⑿碗姍C(jī)的設(shè)計(jì)研發(fā)過(guò)程中，材料熱膨脹因素是重點(diǎn)考慮因素，所以在軸向會(huì)留有一定的間隙，但是這樣會(huì)直接導(dǎo)致軸向位移竄軸，所以采用了裝彈墊的方法解決，假如漏裝了或者是彈墊質(zhì)量有問(wèn)題，都會(huì)導(dǎo)致軸向制動(dòng)失效，出現(xiàn)竄軸；

3.第三種情況是微型電機(jī)的定子轉(zhuǎn)子磁力中心線自動(dòng)化對(duì)正調(diào)節(jié)導(dǎo)致的竄動(dòng)，微型電機(jī)理想的狀態(tài)是定子和轉(zhuǎn)子磁力中心線完全重合，不過(guò)在實(shí)際應(yīng)用中微型電機(jī)的定子轉(zhuǎn)子比較難實(shí)現(xiàn)完全重合對(duì)正，所以微型電機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中會(huì)出這種情況：“對(duì)正-偏移-對(duì)正-偏移······”如此自動(dòng)對(duì)正的調(diào)節(jié)過(guò)程，如此反復(fù)的調(diào)節(jié)過(guò)程就會(huì)出現(xiàn)軸向竄動(dòng)；

4.相對(duì)于自帶螺旋槳的微型電機(jī)在運(yùn)行的時(shí)候，通風(fēng)的過(guò)程會(huì)對(duì)微型電機(jī)產(chǎn)生相應(yīng)的軸向力，如果是螺旋槳平衡效果不好，這也會(huì)導(dǎo)致微型電機(jī)的軸向竄動(dòng)。

微型電機(jī)軸向竄動(dòng)會(huì)產(chǎn)生會(huì)影響呢？

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)微型電機(jī)如果出現(xiàn)軸向竄動(dòng)會(huì)使微型電機(jī)異常振動(dòng)、噪音變大、軸承散架、燒毀繞組、降低使用壽命等等情況的產(chǎn)生。我們可以通過(guò)在微型電機(jī)軸承外沿與端蓋指甲加波形彈墊調(diào)整緩沖，達(dá)到解決微型電機(jī)軸向竄動(dòng)的問(wèn)題。

七.怎樣配置行星減速齒輪箱的軸承？

行星減速器配置電機(jī)已應(yīng)用于智能家居等各個(gè)領(lǐng)域，那么微型減速器的軸承又是如何配置的呢？

一般微型行星減速器采用斜齒輪，有一定的軸向力，即便采用雙斜齒輪和直齒輪，軸向也必須定位。齒輪的嚙合力的大小和方向可定，只是軸承的跨距和力在軸上的作用點(diǎn)待作圖確定。因此可進(jìn)行如下軸承選型：

a）常見(jiàn)的軸承有調(diào)心滾子軸承，單列、雙列圓錐滾子軸承，雙列圓柱滾子軸承，四點(diǎn)接觸球軸承，球軸承等；

b）軸承的規(guī)格初選是按以確定的軸徑定軸承內(nèi)徑尺寸，輸入軸轉(zhuǎn)速較，應(yīng)選同內(nèi)徑中負(fù)荷能力較大的規(guī)格，中間軸有兩對(duì)齒輪的嚙合力作用在軸承上，符合較大，也應(yīng)選同內(nèi)徑中負(fù)荷能力較大的規(guī)格；

c）輸出軸轉(zhuǎn)速低且只有一對(duì)齒輪的嚙合力作用在軸和軸承上，可以選同內(nèi)徑中負(fù)載能力中等或較小的軸承，但輸出軸與機(jī)器主軸剛性連接且有沖擊的，則應(yīng)選負(fù)載能較大的軸承。

八.減速電機(jī)齒輪箱如果出現(xiàn)斷軸，會(huì)是什么原因？

在日常工作中，除了減速電機(jī)輸出端的裝配同心度不好，而造成的的減速機(jī)斷軸以外，減速機(jī)的輸出軸如果折斷，不外乎以下幾點(diǎn)原因：

首先，錯(cuò)誤的選型導(dǎo)致所配減速機(jī)出力不夠。有些用戶在選型時(shí)，誤認(rèn)為只要所選的減速機(jī)的額定輸出扭矩滿足工作要求就可以了，其實(shí)不然，因?yàn)?，所配電機(jī)額定輸出扭矩乘上減速比，得帶的數(shù)值原則上要小于產(chǎn)品樣本提供的相近減速機(jī)的額定輸出扭矩。

其次，與此同時(shí)要考慮其傳動(dòng)電機(jī)的過(guò)載能力及實(shí)際中所需要的大工作扭矩。尤其是有些場(chǎng)合必須嚴(yán)格遵守這一準(zhǔn)則，這不僅是對(duì)減速機(jī)里面齒輪的保護(hù)，更主要的是減速機(jī)的輸出軸被扭斷。