1.1 原始参数收集
原动机信息：需明确原动机类型（如电机、内燃机）、功率、转速、连接方式（联轴器/法兰）。
工作机载荷：包括载荷大小、冲击振动程度、启动特性、载荷变化规律。
技术参数：减速比、输出旋向、安装方式（法兰安装/底座安装）、预期寿命（通常≥10年）。
环境条件：温度范围（-20℃~+60℃）、湿度、腐蚀性介质（如酸碱环境）、粉尘浓度。
1.2 特殊需求识别
输出轴定制：直径、长度、键槽尺寸或特殊轴承配置。
法兰尺寸变更：根据安装空间调整法兰外径、螺栓孔位。
防爆/防腐要求：易燃易爆环境需符合Ex防爆标准，腐蚀性环境需采用不锈钢箱体或防腐涂层。
速比非标化：特殊传动比需求（如非整数比、多级减速）。
二、设计阶段
2.1 传动形式选择
级数确定：根据减速比选择单级（≤119）或多级（≥120）结构。
齿型与布局：优先选用圆弧齿摆线轮（承载能力高），直齿或斜齿布局根据空间需求调整。
润滑方式：小规格（≤4#）采用耐高温油脂润滑，大规格（≥7#）采用油浴润滑并加装放油球阀。
2.2 几何设计与强度校核
初步设计：通过简化强度公式分配各级中心距和模数，确定齿轮基本尺寸。
强度复核：齿面接触强度：按ISO 6336标准计算，许用接触应力≥1800MPa。
齿根弯曲强度：许用弯曲应力≥450MPa。
结构设计：箱体：中大型减速机采用HT200铸铁，重载工况选QT450球墨铸铁，轻量化需求用铝合金（如A356）。
轴系：输入轴采用45#钢调质处理（硬度HRC190-220），输出轴采用20CrMnTi渗碳淬火（HRC58-62）。
2.3 材料选型
| 部件 | 材料选择 | 性能要求 |
|---|---|---|
| 摆线轮 | 20CrMnTi（渗碳淬火） | 表面硬度HRC58-62，芯部硬度HRC30-45 |
| 针齿壳 | QT450（球墨铸铁） | 抗拉强度≥450MPa，延伸率≥10% |
| 箱体 | HT200（铸铁）或铝合金A356 | 铸铁刚度≥1.5×10^5 N/mm²，铝合金密度2.7g/cm³ |
| 密封件 | 氟胶油封（高温工况） | 耐温范围-30℃~+250℃，压缩永久变形≤25% |
| 轴承 | 哈尔滨轴承（HRB） | 额定动载荷≥1.5倍工作载荷 |
齿轮精度：符合ISO 1328-1标准，齿形公差等级6级，齿向公差等级5级。
装配精度：同心度：输入输出轴同心度≤0.05mm。
间隙：轴向间隙≤0.1mm，径向间隙≤0.08mm。
三、制造工艺
3.1 加工设备
齿轮加工：采用五轴联动数控铣床（如DMG MORI DMU 50），齿形精度Ra≤0.8μm。
箱体加工：三坐标测量仪（如Hexagon PC-DMIS）检测平面度≤0.1mm，孔系位置精度≤0.05mm。
热处理：齿轮渗碳淬火（温度930℃±10℃，碳势1.2%），箱体人工时效处理（温度550℃±20℃）。
3.2 装配流程
预装配：检查摆线轮与针齿壳啮合间隙（0.1-0.3mm），转臂偏心距误差≤±0.02mm。
总装：采用液压压装工艺，确保轴承预紧力符合设计值（如圆锥滚子轴承轴向预紧力500-800N）。
动态平衡：转速3000rpm下振动值≤4.5mm/s（ISO 10816标准）。
四、测试与验证
4.1 性能测试
| 测试项目 | 测试方法 | 合格标准 |
|---|---|---|
| 传动效率 | 额定转速下，以10%额定转矩递增加载，绘制转矩-效率曲线 | 效率峰值≥90%，最低效率≥85% |
| 温升测试 | 连续运行8小时，红外测温仪检测轴承及油温 | 轴承温度≤85℃，油温≤75℃ |
| 噪声测试 | 消声室环境下，空载/负载噪声检测（ISO 3744标准） | 空载噪声≤75dB(A)，负载噪声≤85dB(A) |
| 密封性能 | 压力测试（1.5倍额定压力保压30分钟） | 无泄漏，油封唇口接触应力≥0.15MPa |
加速老化试验：模拟实际工况（载荷波动±20%，转速波动±10%）运行1000小时。
失效标准：齿轮磨损量≤0.1mm，密封无泄漏，轴承游隙增加≤0.05mm。
4.3 环境适应性测试
高温试验：+60℃环境下运行48小时，性能无衰减。
低温试验：-20℃环境下启动，无卡滞现象。
盐雾试验：48小时后表面无锈蚀，密封性能达标。
五、交付与售后
5.1 质量控制
出厂检验：每台减速机需通过压力测试、空载跑合试验（≥2小时）、精度复测。
文档交付：提供设计图纸（CAD/SolidWorks格式）、测试报告、维护手册（含润滑周期、易损件清单）。
5.2 质保服务
质保期：24个月，自交付之日起计算。
远程监控：安装传感器实时反馈振动、温度数据，异常预警响应时间≤4小时。
维修响应：48小时内到达现场，备件库存覆盖90%常见故障件。
六、典型案例
案例：食品加工输送带驱动系统
需求：防水等级IP67，体积小巧（法兰外径≤200mm），输出扭矩≥500Nm。
解决方案：箱体采用不锈钢304，密封结构双层唇口设计。
摆线轮缩小模数至2.5mm，级数调整为两级。
测试：盐雾试验72小时无锈蚀，防水等级IP67验证通过。
通过全流程闭环管理，确保非标摆线减速机在特殊工况下实现高性能、长寿命运行。
