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关于混凝土搅拌运输车减速机的设计探讨
叶子力
（浙江格尔减速机械有限公司）
摘 要 本文简要阐述了搅拌车减速机的结构特征，针对减速机的传动形式以及摆动形式的设计方案进行了分析探讨。
关键词 混凝土 搅拌运输车 减速机 设计
混凝土搅拌运输车的核心部件减速机与传统用于搅拌设备的减速机不同，其特点是系统的传动速度慢，但传递扭矩大工作稳定，且能够在恶劣的工作环境下运行。
1 搅拌车的工作特点及减速机的结构特征
1.1 搅拌车的工作特点
搅拌车能够实现四种功能：其一为搅拌功能，在减速机带动罐筒转动的过程中实现混凝土的搅拌。其二为装料功能，在罐筒转动的同时进行装料。其三为卸料功能，通过取力器、液压泵以及减速机等装置达到快速卸料。其四为清洗功能，为了防止混凝土粘在搅拌罐筒上，在完成卸料后进行清洗工作。
1.2 搅拌车减速机的结构特征。
搅拌车减速机是采用行星齿轮传动形式，其结构紧凑承载力大，具有较强的抵抗冲击力以及防振动力。传动为三级的减速机，一级NGW行星齿轮传动，二级是由两个并排的行星组成，要求有较大的传动比，具备较高的承载能力，各个齿轮上的受力情况都比较均匀，这是行星减速机的优势特征，在工程机械传动中普遍应用。
2 减速机的设计分析
2.1. 确定传动比
确定减速机传动比是设计的关键，要考虑混凝土搅拌运输车在运行以及等待卸料时发动机的动力取出；驱动液压系统变量泵的机械能转化；保证混凝土的搅拌质量；在运输过程中保证搅拌筒的转动控制精度；避免在运行过程中出现浪费现象；工作排量形成的连续压力以及峰值压力；控制液压马达的转速等等因素综合分析来确定减速机的传动比。
2.2 确定设计参数
设计参数主要有三部分：其一，确定行星轮数目，行星轮的数目与传动比相关，在动力传输过程中，行星轮的个数并不是越多就能有较大的传动优点，一般会保持在2个到5个之间，如果选择的行星轮数目比较多，就会增加均载荷的困难程度，而且增加了行星轮的个数还会降低星架的刚度并制约加工制造。一般情况下，如要选择较多的行星轮个数是在个别的低速级传动中。其二，确定齿轮模数，首先对行星轮
的受力进行分析，根据减速机在实际使用的情况，对减速机的各个受力部位进行分析。然后分析行星传动
相齿轮强度设计要点，根据行星传动的结构及运动特点，掌握应力的循环次数、动载系数以及速度系数，最后对各个齿轮的模数进行计算。由于减速机容易受冲击载荷的影响，需具有较高的强度韧性，所以在行星轮中对轮系模数进行计算就要考虑齿根弯曲疲劳强度。其三，确定齿轮齿数，在行星传动设计中，对齿轮的齿数确定主要是分析传动比的实际条件、同心条件、装配条件以及领接条件等。
2.3 计算封闭式行星齿轮传动效率
影响封闭式行星齿轮传动效率主要为四点：第一为啮合损失，它主要是由于齿廓间存在的摩擦产生的功率损失。第二为轴承的摩擦损失，因为齿轮在安装轴上受支撑的作用，容易产生较大误差。第三为液力损失，该损失的产生主要是由于齿轮啮合传动带动润滑油在搅动与飞溅中产生的。第四为封闭功率损失，因为封闭功率主要存在于轮系内部，与传动系数、部件的摩擦速度、摩擦力都有较大关系。在对封闭式行星齿轮的传动效率计算时，首先要划分传动单位，然后对传动比进行分配，并计算出各个支路上的传动功率。
2. 4 选择均载方法
由于行星齿轮传动形成的体积小具有较高的承载能力，该结构运行受力特点是由多个行星轮进行分摊载荷，并形成功率分流。在减速机传动过程中，利用的均载方法是行星架浮动方法，该方法不需要设计支撑，能够简化结构，促进多级行星齿轮在传动过程中的合理布局。
3 减速机摆动机构设计分析
3.1 减速机摆动结构
减速机的摆动结构有三种：一是采用调心轴承弧形齿摆动的方式形成的结构，该结构的体现是利用连接齿轮以及主轴承完成的，在实际工作中不仅能有效的缓冲轴向力还能提高浮动效果。但该结构对弧形齿的加工成本比较高。二是法兰摆动形式输出结构，该结构是放在减速机的机壳上，不仅减速机的尺寸要减少，还要与摆动结构形成一体。三是减震动摆动形式结构，该结构的设计要保留出较大的空间，满足工况的实际需要。
3 2 摆动形式设计
摆动形式设计主要有三种：第一种为底座球摆动，它位于减速机底部的支座上，并在底座以摆动球进行摆动动作。这种摆动形式能够将减速机、摆动机构分开，如果某个部分的零件出现损坏，不仅不会影响整个减速机，还能方便维修。特别对于弧形齿摆动，能够形成更大角度的摆动形式。而且为了减少减速机的轴向尺寸，还能够为搅拌车上的其他零部件部分提供更大的空间。第二种前支撑球摆动形式，它能促进摆动的角度，降低搅拌筒的重心，但由于支座与螺栓紧固结合在一起，容易影响支座和摆动球。第三种球窝摆动形式，该方式节省了弧齿的连接以及调心滚子的轴承，不仅减少了减速机的轴向尺寸减轻其重量，
还大大的节省了成本，特别是在维修过程中简单的结构提供了较大的方便性。
4 结束语
减速机作为搅拌车关键性的核心部件，不仅要满足工况的实际要求，而且要减轻减速机的本体重量和体积，降低制造成本。我国使用的搅拌车减速机大多是进口，在维修过程中形成了较大的不便，所以要加快研究开发国产的搅拌车减速机来替代进口产品。
参 考 文 献
1 钱利霞，江玲玲.混凝土搅拌运输车传动装置的结构设计[J].制造业自动化，2011，33(3):154-155,166.
2 陆赛杰,邹旻,潘月仙等.混凝土搅拌运输车减速器的优化设计[J].常州大学学报(自然科学版),2013,25(4):41-43
3 孟祥龙.基于Ansys的混凝土搅拌运输车减速机的破坏机理研究[D].长安大学,2014.
本文单位介绍：浙江格尔减速机械有限公司为温州市机械工程学会理事单位，该单位长期从事工程用减速机装备的研究开发生产，具有较为丰富的设计制造经验，每年都有创新技术应用于生产。