减速电机的齿轮是减速电机中最重要的部件，如何提高齿轮的硬度增强耐磨性是减速机进一步发展必须突破的，未来的减速机齿轮会比现在耐磨，拥有更长的使用寿命，且噪音也会很低。接下来看看关于齿轮设计的详细介绍。

摩擦磨损试验在MS-800型试验机上测试Sn-Zn润滑剂的摩擦磨损性能。取VG10号白油为对比润滑剂，测试二者在100400N载荷下的摩擦系数和磨损量。每级载荷的试验时间为10min.齿轮传动的ANSYS仿真分析齿轮传动是一种线接触传动，由于工作时受载荷作用会发生局部变形，使线接触变为局部的面接触，因此，应对齿轮传动开展自修复试验研究。当齿轮的轮齿在工作中发生齿面损伤时，利用润滑剂中的修复剂微粒可在齿轮啮合过程中动态自修复，并使修复的齿面具有自适应效应。但修复后的齿面材料会发生变化，已不再是基体材料，故齿面的接触应力会发生改变。受限于试验条件和设备，本研究采用ANSYS软件仿真分析齿轮表面的接触应力，并分两种情况进行对比：钢/钢齿轮副的齿面接触应力分析；修复后齿面的接触应力分析。

　　创建齿轮副实体模型由于标准直齿轮的齿廓曲线是渐开线，因此，建模的关键在于如何确定精确的渐开线。渐开线的极坐标参数方程为rk=rb/cosk，k=invk=tank-k，（1）式中，rb为基圆半径，rk为渐开线上k点的向径，k为k点的压力角，k为k点的展角。通过给定基圆半径rb，应用式（1），以k为变量，可画出渐开线；再通过镜像可得到一个完整的齿廓齿形；最后对齿形进行拷贝或阵列即可生成研究需要的两个齿轮。具体研究实例如下：减速电机直齿轮传动的小齿轮齿数z1=20，大齿轮齿数z2=40，模数m=3mm，转矩T=100Nm.由于齿轮副在节点处的受载最大，故只分析节点处的接触应力情况。设载荷沿齿宽均匀分布，将其简化为二维平面问题进行分析。由于小齿轮的工作循环次数比大齿轮多，更容易发生疲劳点蚀，故设小齿轮的齿面受损处修复形成了Sn-Zn涂层，取涂层厚度为20m。

　　模型的网格划分生成单元和节点的网格划分是实体建模的最终目的，其过程包括两步：定义单元属性；定义网格生成控制并生成网格。选用具有4个节点的solid182单元作为两齿轮的实体单元，相对于三角形单元而言，具有更高的计算精度。大、小齿轮的材料均取45#钢，弹性模量E=206.00GPa，泊松比=0.3.通过自由网格划分命令使两齿轮生成网格。为了得到更加精确的解，需要对轮齿啮合区域的网格进行细分。对于齿面有Sn-Zn涂层的小齿轮与大齿轮的啮合模型，先用纳米压痕法测得涂层的材料属性如下：涂层材料的弹性模量E1=44.88GPa，泊松比1=0.25。通过自由网格划分命令使两齿轮生成网格，再对啮合区细化，得到齿面有Sn-Zn涂层的小齿轮/大齿轮副的有限元模型。首先，在大齿轮中心点建立局部柱坐标系，约束大齿轮安装孔表面上节点的所有自由度；然后，把当前坐标系转换为柱坐标系，约束小齿轮安装孔表面上节点的径向自由度，使其只能绕中心轴转动；最后，在小齿轮安装孔表面节点周向施加载荷Fy，即Fy=T/（Nr），（2）式中，T为转矩；N为节点数，取N=40；r为安装孔半径，取r=15.0mm.

　　修复性能分析试验发现，Sn-Zn润滑剂在光滑的钢试样表面不形成涂层，而在划痕的表面上形成了修复涂层，这说明该Sn-Zn自修复润滑剂适用于钢/钢摩擦副的修复，并且修复剂的微粒对修复表面具有选择性，即只对划痕损伤处进行填补和修复。摩擦修复机理是指在摩擦过程中，Sn，Zn软金属微粒在机械和摩擦化学等作用下向摩擦副转移，在损伤的摩擦副表面形成转移膜或保护层，使摩擦发生在转移膜或保护层之间，从而实现磨损表面的自修复，其修复性能以及之后的摩擦磨损试验均表明，Sn和Zn具有良好的协同效应。可以看出，在各级载荷下，白油和Sn-Zn润滑剂的摩擦系数均随载荷的增大而增大，其中白油润滑时的摩擦系数较大。

　　当载荷为400N时，试验的减速电机出现强烈振动，试验中止。用Sn-Zn脂润滑修复的试样表面，摩擦系数相对较小，载荷增大时虽有上升，但增幅甚微，表现出较好的减摩性能。本工作研制的Sn-Zn自修复润滑剂具有明显的磨损自修复效应，能在钢/钢摩擦过程中选择性地修复受损表面并形成修复层。自修复Sn-Zn润滑剂在100400N载荷条件下，对钢/钢摩擦副有良好的减摩、抗磨作用。