国人机器人（天津）有限公司成立于2015年5月，专注于工业6自由度机械手与关键零部件谐波减速机的开发与生产。以“高精度机器人用谐波减速机”为***产品，形成针对航空航天、纸箱机械、分度头等不同行业、不同规模、不同应用的5大系列产品和针对性解决方案，是国内较有影响力的谐波减速机生产厂家。

诊断谐波减速机的齿轮为何出现异常?

　　减速机自投入以来一直运行良好。2003年12月监测数据显示减速机大、小齿轮轴瓦振动不断增加，而且噪声也不断增大，尤其箱体振速已达46mm/s泵和蒸汽透平振动略有增加，故障问题主要集中在减速机上。如果继续运行下去，不仅可能发生齿轮断齿，而且会造成蒸汽透平机组和泵部件的损坏，会产生严重后果。

　　减速机大、小齿轮与泵和透平连接方式均采用齿式联轴器。两齿轮均为斜齿圆柱齿轮，大齿Z2=176，小齿轮Z1=25，速比为7.04，齿轮模数为5mm，双钢轮谐波减速机，小齿轮转速n，n1=5210 r/min，中心距511.93mm。

　　机组解体检修前对机组各部位振动数据进行了采集，各点的振动数据如表1。可以看出减速机各点的振动明显比其他测点高。

　二、频谱分析

　　采集测点2和测点5的频谱

　　齿轮的啮合频率为

　　从频谱图上可以看出主振动频率为齿轮啮合频率，其两侧边频间隔频率为86.8Hz，为小齿轮转速频率。采集其他测点方向的频谱与图2，图3谱图基本相同。分析为齿轮啮合不良，重点检查小齿轮轴与透平机对中情况。

　　三、采取措施及原因分析

　　1.采取的措施

　　停机解体检查发现小齿轮与透平连接的齿式联轴器的喷油嘴堵塞，联轴器两内齿圈与外齿套因缺油润滑而发生粘合。同时检查机组对中时发现减速机与泵水平方向对中不好，测点2处的径向薄壁瓦磨损严重，巴氏合金层脱落，造成齿轮啮合时垂直方向平行度偏大。因考虑齿轮为进口部件，无原装备件，故更换了损坏的联轴器和磨损的轴瓦，双钢轮谐波，重新进行找正，清洗了油系统。开机试运行时振动和噪声仍很大，频谱图形无明显改变。之后停机解体检查，更换了大、小齿轮的径向瓦和推力瓦，复查了齿轮水平和垂直方向的平行度，齿轮延齿宽方向接触面积为40%(低于60%)。为确定齿轮能否继续使用，机组进行了第二次开机，但振动和噪声无明显改善。第三次解休时更换了国产齿轮和部分轴瓦，开机运行时振动和噪声均大幅度下降，运行稳定。

　　2.原因分析

　　高速轴小齿轮联轴器由于缺油润滑而发生粘合现象，造成小齿轮与透平转子对中不好，小齿轮靠联轴器轴头跳动达0. 06mm，同时，泵体发生偏移，致使泵与减速机不对中，两者原因造成大、小齿轮啮合不良。在这种情况下运行一段时间后，在齿面啮合处沿齿宽方向产生局部偏磨现象，齿轮的齿形尺寸发生变化，磨损处的齿面渗碳层厚度减少，即使更换轴瓦，大、小齿轮原有齿轮齿面啮合部位已发生变换，造成齿轮啮合不良，开机时减速机振动和噪声仍很大。

国人机器人（天津）有限公司成立于2015年5月，专注于工业6自由度机械手与关键零部件谐波减速机的开发与生产。

　工作时，固定钢轮，由电机带动波发生器转动，柔轮作为从动轮，输出转动，带动负载运动。

　　在传动过程中，波发生器转一周，柔轮上某点变形的循环次数称为波数，以 n 表示。常用的是双波和三波两种。双波传动的柔轮应力较小，结构比较简单，易于获得大的传动比。故为目前应用***的一种。

　　谐波齿轮传动的柔轮和刚轮的周节相同，但齿数不等，通常采用刚轮与柔轮齿数差等于波数，即

　　z2－z1=n

　　式中 z2、z1--分别为刚轮与柔轮的齿数。

　　当刚轮固定、发生器主动、柔轮从动时，谐波齿轮传动的传动比为

　　i=-z1/(z2-z1)

　　双波传动中，z2－z1=2，柔轮齿数很多。上式负号表示柔轮的转向与波发生器的转向相反。由此可看出，谐波减速器可获得很大的传动比。

国人机器人（天津）有限公司成立于2015年5月，专注于工业6自由度机械手与关键零部件谐波减速机的开发与生产。以“高精度机器人用谐波减速机”为***产品，形成针对航空航天、纸箱机械、分度头等不同行业、不同规模、不同应用的5大系列产品和针对性解决方案，是国内较有影响力的谐波减速机生产厂家。

主要优点

　　传动速比大。单级谐波齿轮传动速比范围为70~320，在某些装置中可达到1000，多级传动速比可达30000以上。它不仅可用于减速，也可用于增速的场合。

　　承载能力高。这是因为谐波齿轮传动中同时啮合的齿数多，双波传动同时啮合的齿数可达总齿数的30％以上，而且柔轮采用了高强度材料，齿与齿之间是面接触。

　　传动精度高。谐波传动减速器承载能力高 谐波传动中，齿与齿的啮合是面接触，东莞双钢轮谐波，加上同时啮合齿数比较多，因而单位面积载荷小，承载能力较其他传动形式高。广泛应用于电子、航天航空、机器人等行业，由于它的***优点，在化工行业的应用也逐渐增多。这是因为谐波齿轮传动中同时啮合的齿数多，误差平均化，即多齿啮合对误差有相互补偿作用，故传动精度高。在齿轮精度等级相同的情况下，传动误差只有普通圆柱齿轮传动的1/4左右。同时可采用微量改变波发生机的半径来增加柔轮的变形使齿隙很小，甚至能做到无侧隙啮合，故谐波齿轮减速机传动空程小，适用于反向转动。

　　传动***、运动平稳。由于柔轮轮齿在传动过程中作均匀的径向移动，因此，即使输入速度很高，轮齿的相对滑移速度仍是极低，所以，轮齿磨损小，东莞双钢轮谐波减速机，***。又由于啮入和啮出时，齿轮的两侧都参加工作，因而无冲击现象，运动平稳。

　　结构简单、零件数少、安装方便。仅有三个基本构件，且输入与输出轴同轴线，所以结构简单，安装方便。

　　体积小、重量轻。与一般减速机比较，输出力矩相同时，谐波齿轮减速机的体积可减小2／3，重量可减轻1／2。

　　可向密闭空间传递运动。利用柔轮的柔性特点，轮传动的这一可贵优点是现有其他传动无法比拟的。

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