斜齿轮减速机：选择之痛——斜齿轮还是蜗轮？
直角齿轮箱常用于节省空间地将齿轮电机安装在有限空间内。例如在输送带和行走驱动装置（通道宽度）中常采用此方案。直角齿轮箱可选用的齿轮传动结构包括：
- 锥齿轮减速机
- 蜗轮蜗杆减速机
- 准双曲面齿轮减速机
- 螺旋桨齿轮减速机（螺旋齿轮传动）
- 螺旋齿轮减速机
- 冠齿轮减速机
准双曲面齿轮箱、螺旋锥齿轮箱和冠齿轮箱可视为斜齿轮箱的变体，而螺旋齿轮箱则是蜗轮蜗杆传动的变体。与蜗轮蜗杆传动相同，准双曲面齿轮箱、螺旋锥齿轮箱和螺旋齿轮箱的轴线并非相交而是偏移。随着轴偏移量的增大，齿轮传动中的滑移现象加剧，对润滑剂防止磨损磨损的要求也随之提高。
工业领域最常用的是斜齿轮减速机和蜗轮蜗杆减速机。因此下文将重点探讨这两类减速机。在直角减速机中，至少需要一个齿轮级实现轴线的角度定位，该齿轮级通常设计为斜齿轮级或蜗轮蜗杆级。
复杂结构
由于轴线常呈相交或交叉状态，且需精确设定并保持轴向位置，斜齿轮减速机具有复杂的设计结构。此设计旨在确保动力通过大型居中磨损痕迹传递至齿面。另一难点在于齿轮啮合本身会对轴施加轴向力。因此斜齿轮减速机常采用轴向预紧的圆锥滚子轴承。
蜗轮蜗杆减速机的设计
蜗轮蜗杆减速机由螺旋蜗杆轴和蜗轮（齿轮）组成。</904>在常规圆柱蜗轮蜗杆传动装置中，蜗杆呈圆柱形，装配时无需进行轴向调整。蜗轮采用球面蜗轮形状以确保磨损分布均匀。而球面蜗轮蜗杆传动装置则相反。
蜗杆轴转速高于蜗轮，蜗轮齿数与蜗杆齿数的比值即为传动比，亦即蜗轮蜗杆级别的传动比。蜗轮蜗杆级别的交点轴线始终存在偏移，此偏移量称为中心距，并决定其尺寸规格。这种偏移使蜗杆轴和蜗轮轴在（单级）蜗轮蜗杆传动装置中能够连续延伸，相较于锥齿轮传动装置，这种设计有时更具优势。由于齿轮啮合时存在高滑移的滑动滚动接触，蜗轮材料需采用青铜等防咬合材料。
锥齿轮箱的设计
锥齿轮级由锥齿轮小齿轮和锥齿轮（常称冠齿轮）组成。其齿形可为直齿、斜齿或螺旋齿。如今，锥齿轮小齿轮和冠齿轮通常采用表面淬火钢制造，这意味着在良好润滑条件下，它们几乎可实现无磨损运行。
最简型的锥齿轮减速机仅含单级齿轮。然而NORD锥齿轮减速机始终采用多级结构：除工业齿轮单元外，其级数配置如下：
- -双级：斜齿轮级（第一级），锥齿轮级（第二级）
- -三级：斜齿轮段（第一级）、锥齿轮段（第二级）、斜齿轮段（第三级）
- -四级：斜齿轮段（第一级）、斜齿轮段（第二级）、锥齿轮段（第三级）、斜齿轮段（第四级）
蜗轮蜗杆减速机的优势
由于齿轮啮合中存在较高的滑动成分，蜗轮蜗杆减速机的噪声排放极低，且单级蜗轮蜗杆传动的速度比范围在实际应用中非常宽广（约i=4至100）。这通常能减少所需的传动级数，从而降低运动部件数量、缩小尺寸、减轻重量、降低成本，同时减少与负载无关的功率损耗。由于同时啮合的蜗杆齿数较多，蜗轮蜗杆减速机能在短时间内承受高过载和冲击而不损坏。其优势在间歇性运行（如执行器驱动）、存在冲击的应用、负载范围波动剧烈的工况、低负载状态下长时间运行以及小型化设计中尤为显著。当采用特定齿形设计时，蜗轮蜗杆减速机在动力流反向时可实现自锁功能，这意味着制动器可选型更小或完全省略。
蜗轮蜗杆减速机的缺点
由于存在较高的滑动成分，高传动比（约i>10）的蜗杆传动机构相比锥齿轮传动机构效率较低。此外，在带负载启动时必须克服齿轮啮合中的静摩擦力。这些影响在电机设计中必须予以考虑，尤其当蜗杆减速机采用较高传动比时。青铜因高滑动特性常被选用，但其合金成分采购成本高昂。在持续高负荷工况下（如连续运行）长时间运转的应用场景中，青铜蜗轮易发生磨损，从而限制其使用寿命。
锥齿轮减速机的优势
由于齿轮啮合时滚动接触比例较高，齿轮传动效率显著提升。锥齿轮传动段可实现1:1的传动比，且效率高达96%至98%。在齿轮箱壳体空间充足的情况下，通过旋转冠齿轮即可在保持原有齿轮组件的前提下改变旋转方向。锥齿轮减速机特别适用于运行时间长（如连续运行）、长期高负荷或持续运转的应用场景。
锥齿轮减速机的缺点
由于齿轮啮合中滚动比例高且齿重合度小，锥齿轮减速机的噪声排放高于蜗轮蜗杆减速机。锥齿轮单级传动实际最大传动比也限制在i=6，否则在给定尺寸下承载能力将大幅降低。这意味着若需更高传动比则必须增加额外齿轮级（通常为斜齿轮级），从而导致安装空间、重量、零件数量及成本增加。由于斜齿轮小齿轮多采用悬臂式布置，且为确保啮合时良好的承载能力，小齿轮与冠齿轮必须进行精确的轴向对准。这需要使用大型承载轴承。为满足承载能力要求，常选用高摩擦系数的预加载圆锥滚子轴承。由于多级齿轮结构和预加载轴承的存在，其负载无关功率损耗往往高于蜗轮蜗杆减速机，导致部分负载工况下的效率显著下降，尤其在小型规格中表现更为明显。
NORD 提供广泛的产品系列
NORD 产品线覆盖广泛：根据应用需求，我们既可提供锥齿轮减速机，也能供应蜗轮蜗杆减速机，因此在选型时保持中立立场。这使我们能够为每种应用提供最优解决方案。诺德斜齿轮减速机的扭矩范围约为20至280,000 Nm！
NORD直角齿轮箱解决方案的独特优势在于：凭借产品多样性，我们大多能从模块化系统中提供最优解，即使小批量需求亦可满足。以小型蜗轮蜗杆箱为例，NORD拥有经验证的庞大模块化系统，可轻松为众多应用场景提供优质解决方案。对于大型皮带传动装置，NORD采用工业齿轮箱配合摆动底座实现驱动。由于尺寸限制和所需功率，蜗轮蜗杆减速机在此类应用中不可行——该尺寸规格将面临严重的散热问题。
针对高传动比要求：NORD蜗轮蜗杆减速机
NORD蜗轮蜗杆减速电机非常适合用于内部物流、包装技术或食品行业。 这除了满足高传动比的要求外，还归因于这些领域中间歇性出现的高峰值载荷以及设备在低负载下的长时间运行。此外，我们的蜗轮减速电机可使用食品级润滑剂进行操作。蜗轮减速机在面包店或超市的面包切片机中也具备显著优势，因其能够承受启动、制动以及刀片切入面包时产生的剧烈冲击。其运行安静的特点在这些应用中也十分有利。得益于低噪音运行、间歇工作特性及自锁功能，蜗轮减速机也常被用作建筑楼宇内电梯的驱动装置。
在使用蜗轮蜗杆减速电机时，应注意该减速电机在发电机模式下（例如制动质量块时）能为制动器提供支持。由于功率流反向时效率会暂时降低，因此制动器的设计尺寸可以且应当更小。
在高传动比范围内，蜗轮蜗杆减速电机的蜗轮级在静止时甚至可能发生自锁，运行时甚至可能产生自制动。这一特性根据应用场景的不同，可能产生不利影响，也可能带来益处。例如，对于执行机构驱动装置，一旦到达目标位置，即使不借助制动器也能保持位置。但自制动也可能带来危害，例如在发电机模式下负载降低时，可能引发颤振现象。为此，NORD集团开发了专属的计算工具，能够在选型时充分考虑这些特性。
我们的解决方案拥有三大显著优势：
- 坚固：我们的蜗轮蜗杆减速电机具备很高的过载能力。
- 用户友好：冲洗式版本可以简单有效地清洁驱动系统。
- 灵活：我们的模块化组件为用户带来了极大的自由度。
模块化系统实现最大灵活性
驱动系统有无数种应用，每种应用都有其特定的要求。 SI系列UNIVERSAL 蜗轮减速电机能够根据应用需求灵活组合所有组件。该系列产品凭借其高功率密度和紧凑的结构设计脱颖而出。
洁净之选
在食品和制药等对卫生要求严格的行业，设备和组件必须易于清洁。为此， 我们SMI系列UNIVERSAL 蜗轮减速电机采用光滑表面设计。这些齿轮传动电机可选配IEC或NEMA电机，或法兰或脚装式无直接耦合电机安装。
紧凑高效
SK 02040.1型两级 helical-worm 齿轮减速电机采用压铸铝UNICASE一体成型外壳，在保证轻量化的同时实现了极高的强度与刚性。该减速电机功率覆盖0.12至1.10 kW，扭矩最高达100 Nm，速比范围宽广（5.37:1至330:1），能完美适配客户的各类需求。
NORD的斜齿轮电机
我们的驱动系统由电动机和锥齿轮箱组成，特别适用于输送带以及内部物流、包装技术和食品行业。我们 锥齿轮减速电机 的优势如下：
经典之选
UNICASE锥齿轮减速电机可提供180至50,000 Nm的扭矩范围，其紧凑的UNICASE壳体设计使安装空间占用极小。与所有其他NORD锥齿轮减速电机一样，该电机可选配集成逆止器和制动器。
更强动力
我们的 NORDBLOC.1锥齿轮驱动系统 进一步优化了性能：它们是目前我们动力最强劲的锥齿轮减速电机。标准款NORDBLOC.1锥齿轮电机采用高强度压铸铝壳体制造。我们专为冲洗应用（如食品行业）开发的NORDBLOC.1锥齿轮减速电机系列SK 930072.1 - SK 93772.1，采用金属型铸造铝合金制成特别光滑的壳体，易于清洁并能防止污垢积聚。
- 强劲：扭矩高达50,000 Nm（工业齿轮减速电机可达282,000 Nm）
- 高效：在整个速比范围内保持极高效率
- 用户友好：易清洗的冲洗版本确保持久洁净（NORDBLOC.1®）
- 灵活：输入轴与输出轴的旋转方向可轻松互换
用于内部物流的锥齿轮减速电机
与IE4同步电机结合使用时，我们的两级锥齿轮减速单元可升级为高效节能的LogiDrive内部物流驱动系统。LogiDrive驱动单元具备强大的过载能力，并凭借其卓越的运行效率显著降低运营成本。模块化结构设计还为用户大幅节省了维护成本。
这套便于维护的标准化模块系统将诺德多种产品整合为统一的驱动解决方案，100%契合特定行业标准与应用需求。我们针对不同领域进行差异化设计：一是邮政包裹与机场物流领域，二是仓储应用领域。第一个应用领域涵盖包裹分拣配送系统及行李输送设备的驱动方案，后者包含托盘输送机、集装箱传送设备及悬挂输送系统等传统仓储应用。我们为这两大领域均提供基础版与高级版配置。
工业齿轮箱应对极限扭矩
高承载、大扭矩、低噪音：NORD‘s MAXXDRIVE直角齿轮箱。 该系列齿轮箱可提供高达260,000 Nm的输出扭矩和4,000 kW的功率，为输送带系统、搅拌机、混合器、挤出机、滚筒和磨机等重型应用提供强劲动力。直角齿轮箱提供二级、三级和四级版本可选，齿轮均采用优质合金钢并经表面淬火处理。得益于UNICASE一体式壳体设计，我们能够采用更大尺寸的滚动轴承，从而确保长久的使用寿命。另一大优势是可在六个面进行灵活便捷的安装。
您想了解更多关于斜齿轮机构及其应用优势的信息吗？
