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齒輪減速器總傳動(dòng)比為輸入軸轉(zhuǎn)速與輸出軸轉(zhuǎn)速之比值，這是很好計(jì)算的。但減速器的傳動(dòng)級(jí)數(shù)很少是單級(jí)的，一般有二級(jí)，三級(jí)，四級(jí)傳動(dòng)，而傳動(dòng)形式也有圓柱齒輪減速器，圓錐D圓柱齒輪減速器，行星齒輪減速器，懸掛式減速器等多種。
不同傳動(dòng)形式與不同傳動(dòng)級(jí)數(shù)的減速器傳動(dòng)比分配受到各自條件的限制。如圓錐D圓柱齒輪減速器，其中錐齒輪傳動(dòng)，由于該齒輪加工比圓柱齒輪加工困難得多，錐齒輪尺寸越大，加工越困難，所以，這一級(jí)傳動(dòng)比不能太大，在傳動(dòng)比分配時(shí)就要加以限制。又如門座式起重機(jī)懸掛式減速器為三級(jí)斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)，由于該減速器為懸掛式，縮小體積和減輕重量是傳動(dòng)比分配中的焦點(diǎn)。同時(shí)，該減速器由于輸出軸上外花鍵與該軸上套筒內(nèi)花鍵聯(lián)接，這就大大地增加了輸出軸部分的徑向尺寸，傳動(dòng)比分配不當(dāng)時(shí)，前一級(jí)大齒輪就會(huì)與軸上花鍵套相碰，這是該減速器傳動(dòng)比分配的難點(diǎn)。另外，傳動(dòng)比分配還要考慮齒輪潤(rùn)滑和齒輪強(qiáng)度等問題。因此，傳動(dòng)比分配是減速器設(shè)計(jì)中一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)，傳動(dòng)比分配是否合理，對(duì)減速器的外廓尺寸，工作性能，壽命，潤(rùn)滑方式等影響甚大。我們?cè)谲浖_發(fā)時(shí)，對(duì)傳動(dòng)比分配主要考慮如下原則：1）限制性原則。各級(jí)傳動(dòng)比應(yīng)限制在一定范圍內(nèi)，一般錐齒輪傳動(dòng)比i≤3；而圓柱齒輪傳動(dòng)比i≤6，對(duì)于具體減速器，還要根據(jù)具體情況加以限制。
2）協(xié)調(diào)性原則。傳動(dòng)比的分配應(yīng)使整個(gè)傳動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)勻稱，尺寸比例協(xié)調(diào)，不允許相對(duì)運(yùn)動(dòng)零件之間發(fā)生橫向或縱向干涉。
3）等強(qiáng)度原則。設(shè)計(jì)中應(yīng)盡量使各級(jí)齒輪的接觸強(qiáng)度接近或相等，以便使各級(jí)齒輪使用壽命接近相等。
4）等浸油深度原則。對(duì)于飛濺潤(rùn)滑的減速器，傳動(dòng)比分配要考慮到，為保證各級(jí)齒輪良好的潤(rùn)滑，各級(jí)大齒輪尺寸相差不宜太大。
5）優(yōu)化原則。當(dāng)要求設(shè)計(jì)的減速器重量最輕或外形尺寸最小時(shí)，應(yīng)考慮通過調(diào)整傳動(dòng)比及齒輪的部分參數(shù)用優(yōu)化方法求解。
根據(jù)以上原則分配的傳動(dòng)比是比較合理的，但在某些情況下仍不能滿足用戶要求，某些特殊機(jī)械的減速器，傳動(dòng)比分配另有特殊要求。作為一個(gè)減速器CAD軟件，首先不能放棄以上基本原則，同時(shí)也要考慮不同用戶的要求。在設(shè)計(jì)中可根據(jù)傳動(dòng)形式和傳動(dòng)級(jí)數(shù)，按照等強(qiáng)度原則，并參考日本住友D漢森齒輪箱標(biāo)準(zhǔn)和西德Heuder齒輪箱標(biāo)準(zhǔn)等國(guó)際權(quán)威資料進(jìn)行傳動(dòng)比分配，以Win- dows窗口形式顯示分配結(jié)果，同時(shí)建立"在線幫助"窗口，允許用戶對(duì)已分配的傳動(dòng)比進(jìn)行修改。
用戶修改的傳動(dòng)比分配值，計(jì)算機(jī)重新計(jì)算出總傳動(dòng)比，此總傳動(dòng)比稱為實(shí)際傳動(dòng)比。實(shí)際傳動(dòng)比與理論總傳動(dòng)比之間誤差應(yīng)控制在±5%范圍之內(nèi)，否則軟件將提醒用戶重新修改各級(jí)傳動(dòng)比分配值。
2齒輪標(biāo)準(zhǔn)與非標(biāo)設(shè)計(jì)模塊。
對(duì)于弧齒錐齒輪設(shè)計(jì)，我們?cè)谲浖刑峁┝藥追N齒形（即格里森等頂隙齒形，埃里姆斯等頂隙收縮齒形與洛卡氏等齒高弧齒錐齒輪）的設(shè)計(jì)程序。在弧齒錐齒輪設(shè)計(jì)中，值得注意的是變位問題。用范成法加工圓錐齒輪時(shí)，若刀具所構(gòu)成的產(chǎn)形齒輪分度面與被加工圓錐齒輪分度面相切，則加工出來的是標(biāo)準(zhǔn)齒輪；當(dāng)把齒輪刀具分度面沿被加工齒輪的當(dāng)量齒輪徑向移動(dòng)一段距離時(shí)，加工出來的齒輪為徑向變位齒輪。如果大小齒輪變位系數(shù)之和x1+x2=0，則該對(duì)齒輪傳動(dòng)為高變位傳動(dòng)；否則該對(duì)齒輪傳動(dòng)為角變位傳動(dòng)。我們?cè)邶X輪減速器CAD軟件系統(tǒng)中，對(duì)弧齒錐齒輪傳動(dòng)一般采用高變位傳動(dòng)，因?yàn)檫@種變位方法可以避免小錐齒輪根切，提高承載能力和改善傳動(dòng)性能，而且計(jì)算簡(jiǎn)單。在徑向高變位的同時(shí)，我們還采用切向變位，稱為高切變位。高切變位除了具有上述高變位的優(yōu)點(diǎn)之外，還可以均衡大小齒輪彎曲強(qiáng)度，同時(shí)改善由于高變位所引起的小齒輪齒頂厚度過薄的現(xiàn)象，從而進(jìn)一步提高齒輪傳動(dòng)強(qiáng)度和改善傳動(dòng)性能。斜齒圓柱齒輪減速器CAD軟件中一個(gè)突出的問題是標(biāo)準(zhǔn)與非標(biāo)設(shè)計(jì)問題。齒輪中心距在300mm到500mm之間時(shí)，我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)中心距（GB3480-80）是315，355，400，450，500；日本住友D漢森標(biāo)準(zhǔn)有341，408，459等。采用標(biāo)準(zhǔn)中心距，往往使齒輪減速器的結(jié)構(gòu)尺寸和重量都增加很多。例如，按強(qiáng)度公式得出齒輪中心距為365mm，采用我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)，則中心距要擴(kuò)大到400mm，采用日本標(biāo)準(zhǔn)，要擴(kuò)大到408mm，從而使減速器重量大約增加11%～15%，這不但造成浪費(fèi)，而且有些減速器（如懸掛式減速器）的設(shè)計(jì)是不允許這樣作的。針對(duì)這種情況，我們?cè)贑AD軟件設(shè)計(jì)中同時(shí)設(shè)立兩條路徑，一是標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，二是非標(biāo)設(shè)計(jì)。在非標(biāo)設(shè)計(jì)中，斜齒輪螺旋角是一個(gè)關(guān)鍵問題，一般螺旋角取值8°～15°。為此，我們?cè)诔绦蛑性O(shè)立了三種調(diào)整方法供用戶選擇。
1）采用標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動(dòng)，不用變位齒輪。用戶對(duì)由強(qiáng)度設(shè)計(jì)得到的中心距進(jìn)行圓整，然后不斷改變齒數(shù)，直到得出滿意的螺旋角值。
2）用變位齒輪，采用標(biāo)準(zhǔn)螺旋角，計(jì)算的變位系數(shù)要保證齒頂不會(huì)變得太薄，齒根不根切，否則再調(diào)整齒數(shù)以達(dá)到目的。
3）選定齒數(shù)，采用變位齒輪。不斷調(diào)整變位系數(shù)與螺旋角，達(dá)到滿意程度，否則，再修改中心距數(shù)值以達(dá)到目的。
上述兩個(gè)通用模塊可供任何減速器CAD調(diào)用。
3軟件系統(tǒng)的模塊化處理減速器CAD系統(tǒng)是比較復(fù)雜的，它包含運(yùn)動(dòng)參數(shù)與動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算，傳動(dòng)零件（齒輪，蝸輪，帶傳動(dòng)等）的設(shè)計(jì)計(jì)算，鍵聯(lián)接選擇計(jì)算，軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與強(qiáng)度校核，軸承選擇與壽命計(jì)算，聯(lián)軸器選擇計(jì)算，箱體及附件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與選擇以及所有零件圖與裝配圖的參數(shù)化繪圖。特別是我們與鄭州機(jī)械研究所聯(lián)合開發(fā)的"直交軸與平行軸可變級(jí)減速器CAD系統(tǒng)"，它包含兩種傳動(dòng)形式的標(biāo)準(zhǔn)與非標(biāo)設(shè)計(jì)，每種傳動(dòng)形式都包含二級(jí)，三級(jí)，四級(jí)傳動(dòng)。標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)中，每種傳動(dòng)級(jí)數(shù)又包含十種規(guī)格的中心距，軟件系統(tǒng)實(shí)際上包含了60種減速器的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)與許許多多非標(biāo)設(shè)計(jì)，如此復(fù)雜的CAD軟件系統(tǒng)就必須采用模塊化設(shè)計(jì)。我們對(duì)減速器CAD系統(tǒng)一般劃分為三大主模塊，各主模塊又劃分成若干子模塊，根據(jù)需要，子模塊可分為一級(jí)子塊，二級(jí)子塊，三級(jí)子塊等等。主模塊為參數(shù)生成模塊，數(shù)據(jù)庫模塊，參數(shù)繪圖模塊。
其中，參數(shù)生成模塊的功能是動(dòng)力參數(shù)與運(yùn)動(dòng)參數(shù)的計(jì)算，軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與軸承組合設(shè)計(jì)，傳動(dòng)零件強(qiáng)度或壽命計(jì)算等。數(shù)據(jù)庫模塊負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)收集整理和傳遞。我們采用Access數(shù)據(jù)庫，在一個(gè)文件中包含幾十個(gè)數(shù)據(jù)表格，利用VisualBasic5.0實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)庫的創(chuàng)建，維護(hù)，管理與調(diào)用。參數(shù)繪圖模塊從數(shù)據(jù)庫中獲得數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)零件圖與裝配圖的參數(shù)化繪圖。參數(shù)繪圖的關(guān)鍵技術(shù)是裝配圖的裝配消隱，零件序號(hào)自動(dòng)排序以及明細(xì)表的自動(dòng)填充等。模塊化設(shè)計(jì)使軟件系統(tǒng)層次清晰，可讀性強(qiáng)，有良好的用戶界面。
4結(jié)語。
由于齒輪減速器的種類繁多，現(xiàn)代科學(xué)對(duì)CAD軟件系統(tǒng)的要求也越來越高，我們?cè)跍p速器CAD系統(tǒng)開發(fā)方面雖然積累了一些經(jīng)驗(yàn)，本文僅敘述了部分技術(shù)關(guān)鍵，在此領(lǐng)域中尚有許多技術(shù)問題需要進(jìn)一步探討。
