20.5.3 多级减速器传动比分配

2026年01月14日

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20.5.3 多级减速器传动比分配

1.分配原则

多级减速器各级传动比的分配，直接影响减速器的承载能力和使用寿命，还会影响其体积、重量和润滑。传动比一般按以下原则分配：使各级传动承载能力大致相等；使减速器的尺寸与质量较小；使各级齿轮圆周速度较小；采用油浴润滑时，使各级齿轮副的大齿轮浸油深度相差较小。

低速级大齿轮直接影响减速器的尺寸和重量，减小低速级传动比，即减小了低速级大齿轮及包容它的机体的尺寸和重量。增大高速级的传动比，即增大高速级大齿轮的尺寸，减小了与低速级大齿轮的尺寸差，有利于各级齿轮同时油浴润滑；同时，高速级小齿轮尺寸减小后，降低了高速级及后面各级齿轮的圆周速度，有利于降低噪声和振动，提高传动的平稳性。故在满足强度的条件下，未级传动比小较合理。

减速器的承载能力和寿命，取决于最弱一级齿轮的强度。仅满足于强度能通得过，而不追求各级大致等强度常常会造成承载能力和使用寿命的很大浪费。通用减速器为减少齿轮的数量，单级和多级中同中心距同传动比的齿轮一般取相同参数。当a和i设置较密时，较易实现各级等强度分配；a和i设置较疏时，就难以全部实现等强度。按等强度设计比不按等强度设计的通用减速器约半数产品的承载能力可提高10%～20%。

和强度相比，各级大齿轮浸油深度相近是较次要分配的原则，即使高速级大齿轮浸不到油，由结构设计也可设法使其得到充分的润滑。

2.两级展开式圆柱齿轮减速器传动比分配

1）按齿面接触强度相等的原则分配时，可按下列公式计算，或按图20-1选取。

式中 i——总传动比；

i_Ⅰ——高速级传动比；

b_dⅠ^*、b_dⅡ^*——高速级、低速级齿宽系数，；

σ_HlimⅠ、σ_HlimⅡ——高速级、低速级齿轮的接触疲劳极限（N/mm²）；

d_2Ⅰ、d_2Ⅱ——高速级、低速级大齿轮分度圆直径（mm）。

一般取C=1.0～1.3。C=1时，减速器外形尺寸最小，两个大齿轮浸入油池深度相同。当C＞1时，高速级大齿轮不接触油面，可减少润滑油的搅动损失。

如果减速器符合表20-2和表20-3的标准中心距系列时，按齿面接触强度相等，可用下式分配减速器的传动比：

式中

b_aⅠ^*、b_aⅡ^*——高、低速级齿宽系数；

a_Ⅰ、a_Ⅱ——高、低速级中心距（mm）。

图20-1 两级圆柱齿轮减速器传动比的分配

当、k=1时，传动比的分配可由图20-2查得。

2）按两级等强度且各齿轮宽、径尺寸和∑bd²最小分配传动比时，可按式（20-3）或图20-3分配。

图20-2 当时，两级减速器的传动比分配(https://www.daowen.com)

3.两级同轴线式圆柱齿轮减速器传动比分配

此类减速器虽有单独的装置，但大多设计为小型产品，输入功率一般≤100kW，与电动机联成一体，取其结构较紧凑、简单及便于安装维护等优点。由于两级传动齿轮的中心距相等，靠优化传动比搭配，难以实现两级等强度。第一级的强度富裕较多、甚至富裕一倍以上。如第一级传动比太大，造成第一级小齿轮的直径偏小、轴的刚度与强度不足，且无法装入电动机的轴伸。若减小第一级齿宽，其重合度减小，平稳性降低；若增加第二级齿宽，其宽径比不合理，齿向误差的增大会使增加齿宽的实际效果被抵消。另一方面，由于第一级齿轮副至少有一个齿轮是装在悬臂轴伸上，其实际啮合状况不佳，实际寿命反而较短，强度计算时如不考虑这一点就会和实际结果不符。因此，传动比搭配多考虑结构合理性，第一级齿轮总重合度ε_γ≥2，两级传动的大齿轮浸油深度大致相等（也允许第一级稍深），一般可取

图20-3 两级齿轮等强度，且各齿轮宽、径尺寸和最小分配传动比

4.三级展开式圆柱齿轮减速器传动比分配

按等强度条件，并获得较小的外形尺寸和重量时，高速级和中速级传动比可由图20-4查得。

对通用减速器，一般按等强度原则从计算机计算出各种排列组合的可行方案中优选。如果初略估算，可按在总传动比i≤40时，；i＞40时，，i₁≥i₂≥i₃，且要圆整为标准值（优先数）。若将低速级齿轮的传动比控制到2～3时，主要通过改变高速级的传动比来调整总传动比，可减少系列中齿轮的品种规格，但低速级齿轮对数太少就很难实现三级等强度。