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減速器的基本知識
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減速器的基本知識減速器的基本知識

減速器是原動機和工作機之間的獨立的閉式傳動裝置,用來降低轉速和增大轉矩,以滿 足工作需要。圖3-1是減速裝置的傳動簡圖。圖中電動機1經膠帶傳動2帶動齒輪減速器3 的輸入軸,齒輪減速器輸出軸端裝有聯軸器4,通過聯軸器帶動工作機械5。目前減速器的 主要參數如中心距、傳動比、模數、齒寬系數等都已標準化。


1.電動機 2.膠帶傳動 3.齒輪減速器 4.聯軸器5.工作機械


減速器的種類很多,按照傳動類型可分為齒輪減速器、蝸桿減速器和行星減速器以及它 們相互結合起來的減速器。最簡單最常用的減速器型式是單級圓柱齒輪減速器,如圖3-2所 示。


齒輪可以做成直齒、斜齒和人字齒。直齒輪用于速度較低(v ≤ 8m / s )載荷較小的 傳動;斜齒輪用于速度較高的傳動;人字齒輪用于載荷較重的傳動中。我們所測繪的減速器 是單極直齒圓柱齒輪減速器,這種減速器的傳動比 i ≤ 8 ~ 10。減速器的箱體通常用鑄鐵 做成(為了教學使用輕便,我們所測繪的減速器的箱體材料為鑄鋁)。軸承一般采用滾動軸 承,重載或特別高速時采用滑動軸承。


1.齒輪、軸及軸承組合;


2.箱體;


3.減速器附件。


下面對這三部分的結構加以簡要的介紹和分析。


第一節 齒輪、軸及軸承組合


我們所測繪的減速器的齒輪、軸及軸承組合部分結構如圖3-3所示。


小齒輪與高速軸制成一體,稱為齒輪軸。大齒輪和低速軸是分開的兩個零件,他們的周 向固定采用普通平鍵連接,軸上零件利用軸肩、軸套和端蓋作軸向固定。由于主要承受的是 徑向載荷和不大的軸向載荷,所以兩軸均采用了單列向心球軸承。軸承采用飛濺潤滑方式, 即利用齒輪旋轉時把箱體中油池的潤滑油濺起,沿箱蓋內壁流入軸承進行潤滑。當齒輪圓周 速度v ≤ 2 m / s 時,應采用潤滑脂潤滑軸承,為了避免可能濺起的稀油沖掉潤滑脂,可采 用擋油環將其分開。為了防止潤滑油流失和外界灰塵進入箱內,在軸承蓋和外伸軸之間裝有 密封元件(氈圈油封)。氈圈油封用于線速度 ≤ 5 m / s 時,作為防塵、封油之用。


大 端 蓋 齒 輪 大調整環 軸 承 輸 出 軸 支 撐 環 大 透 蓋 大 油 封 齒輪軸 小油封 小透蓋 軸 承 擋油環 鍵 小調整環 小端蓋


一、軸


軸是組成機器的一個重要零件。它支撐著其他轉動件回轉并傳遞扭矩,同時它又通過軸 承和機架連接。所有軸上的零件都圍繞軸心線作回轉運動,形成一個以軸為基準的組合體, 軸系部件。


軸按承受載荷的情況可分為:


1. 轉軸 既支承傳動件又傳遞動力,承受彎矩和扭矩兩種作用。我們實測的減速器中 的軸就屬于這種軸。


2. 心軸 只起支承旋轉機件的作用而不傳遞動力,即只承受彎矩作用。


3. 傳動軸 主要傳遞動力,即主要承受扭矩作用。


軸按結構形狀可分為:光軸、階梯軸、實心軸、空心軸等。


最常見的是階梯軸,它的強度接近等強度,加工也不復雜,同時軸上的零件能可靠地固 定,并且拆卸方便。


圖3-4為一階梯形轉軸的結構示例。軸上軸承配合的部分稱為軸頸;與其它零件配合的 部分稱為軸頭;連接軸頭和軸頸的部分叫做軸身。


常用的軸上零件的軸向固定方法是利用軸肩和軸環結構。圖中的齒輪和聯軸器就是分別 靠軸環和軸肩作軸向固定的。為了保證軸上零件能靠緊定位面,軸肩和軸環的圓角半徑r 應小于軸上零件孔的倒角高度 C 或圓角半徑 R 。


為了保證軸上零件定位可靠,安裝零件的軸頭長度必須稍短于零件長度(見圖中的齒輪 和聯軸器),否則會出現間隙,使相鄰零件不能靠緊(如齒輪與軸套、聯軸器與軸端擋圈)。


零件在軸上作周向固定是為了傳遞扭矩和防止零件與軸產生相對運動。齒輪和軸通常采 用平鍵連接方式,其配合性質可為間隙配合或過渡配合(如減速器中,齒輪與軸的常用優先 配合為H7 / h6、H7 / m6、 H7 / k6 等)。


對于一般通用機械(包括減速器)來說,與公稱內徑大于18 ~ 100 mm的向心球軸承相 互配合的軸頸的公差帶通常采用K5(與軸承外圈相配合的殼體孔的公差帶常采用K7)。


滾動軸承齒輪軸套軸承蓋聯軸器 軸端擋圈 軸頭軸肩軸頸軸身軸環 Ⅰ 4∶14∶1Ⅱ



軸頸或軸頭與軸肩的過渡處應有砂輪越程槽,螺紋部分應有退刀槽結構。


為了便于導向和防止擦傷配合表面,軸的兩端及有過盈配合的臺階處都應制成倒角。


為了減少加工刀具種類和提高生產效率,軸上的倒角、圓角、鍵槽等應盡可能取相同尺 寸。


軸的材料主要采用碳素鋼和合金鋼。由于碳素鋼比合金鋼價格低,對應力集中的敏感性 較小,所以應用廣泛。常用的優質碳素鋼有35、45和50號鋼。最常用的是45號鋼,并經


過正火或調質處理。


二、齒輪


齒輪按照制造方法可分為鑄造齒輪、鍛造齒輪、鑲套齒輪、 焊接齒輪和剖分齒輪等。


圓柱齒輪的結構分為三部分,如圖3-5所示。


1.輪緣—齒輪的外圈有輪齒的部分;


2.輪轂—齒輪中心裝軸的部分;


3.輪輻—連接輪緣和輪轂的部分,其型式有平板式、輻板式 和輻條式。


圖3-5 圓柱齒輪結構


我們測繪的齒輪就是輻板式鑄造齒輪。當輻版尺寸較大時,可在輻版上開幾個孔,以減 輕齒輪的重量。


當齒頂圓直徑 d a ≤ d (軸徑)或齒根到鍵槽的距離 H ≤ 2.5 mm 時,可將齒輪和軸 制成一體,稱為齒輪軸(圖3-6)。


齒輪兩端面和輪孔兩端面一般制成倒角。


圖3-6 齒輪軸


第二節 箱 體


箱體結構是減速器的重要組成部件,分為上箱蓋(簡稱箱蓋)和下箱體(簡稱箱體)兩 部分。它是傳動零件的基座,應具有足夠的強度和剛度。


箱體同時能容納潤滑油。減速器的潤滑是保證減速器正常工作的重要條件,他可以減少 齒輪和軸承接觸面上的摩擦和磨損,同時也可以散熱、防銹和減輕噪音。減速器齒輪常用的 潤滑方式是齒輪浸浴在油池中(圖3-7),讓潤滑油被帶到齒輪嚙合表面進行潤滑,為防止


輪緣 輪輻 輪轂 攪油時功率損失過大,齒輪浸入油池的深度不宜過深。通常,圓柱齒輪浸入油中的深度為2 個齒高。




圖3-7 浸浴式潤滑


低速級齒輪的齒頂圓距箱底不應小于30 ~ 35 mm 左右,以避免池底油泥雜物被帶到齒 面上來。


箱體一般采用灰鑄鐵制造,因為灰鑄鐵具有很好的鑄造性能和減振性能。


為了便于箱體部件的安裝和拆卸;箱體制成沿軸心線的分式結構,即上箱蓋與下箱體用 螺栓連接成一體。


箱體的外形要力求簡單并具有一定的壁厚。連接螺栓孔盡量靠近軸承座孔,而軸承座旁 的凹臺,應具有足夠的承托面,以便放置連接螺栓,并保證旋緊螺栓時需要的扳手空間。為 了使箱體具有足夠的剛度,軸承座部分應有適當的厚度,并在軸承孔上設置加強肋板。


采用嵌入式軸承蓋時,軸承座孔內還要加工成環周的矩形槽。


為了保證減速器安置在基礎上的穩定性并盡可能減少加工面積,箱體底面一般不采用完 整平面,實測的減速器箱體底面是采用兩橫向長條形加工基面。


箱體油池底面制成一定的斜度,以便順利有效的放油。


第三節 附 件


為了保證減速器正常地工作,除了對齒輪、軸、軸承組合及箱體的結構給予足夠的重視 外,還應考慮到為減速器潤滑油池注油、排油、檢查油面高度、加工及檢修時箱蓋與箱體的 精確定位、吊裝等輔助零件和部件的設計。


1.檢查孔 為了檢查傳動零件的嚙合情況,并向箱內注入潤滑油,應在箱體的適當部 位設置檢查孔。實測的減速器的檢查孔設在上箱蓋可直接觀察到齒輪嚙合部位處。平時,檢


查孔的蓋板用螺釘固定在箱蓋上。


2.通氣孔 減速器工作時,箱體內溫度升高,氣體膨脹,壓力增大。為使箱體內熱漲 空氣能自由排出,以保持箱內外壓力平衡,不致使潤滑油沿分箱面或油封等其它縫隙滲漏, 通常在箱體頂部裝置通氣器。


3.軸承蓋 為了固定軸系部件的軸向位置并承受軸向載荷,軸承座孔兩端用軸承蓋封 閉。軸承蓋有凸緣式和嵌入式兩種。實測減速器采用的是嵌入軸承蓋。它通過榫槽鑲嵌固定 在箱體的軸承座孔內,外伸軸處的軸承蓋有通孔,孔的圓周上有梯形槽,其中裝有毛氈圈, 用以密封。


4.定位銷 為了保證每次拆卸、安裝箱體時,仍保持軸承座孔制造加工時的精度,應 在精加工軸承孔前,在箱蓋與箱體的連接凸緣上配裝定位銷。實測減速器采用的是兩個定位 銷,安置在箱體縱向兩側連接凸緣非對稱的位置上。


5.油面指示器 為檢查減速器內油池油面高度,經常保持油池內有適量的潤滑油,一 般在箱體便于觀察且油面較穩定的部位,裝設油面指示器。實測減速器采用的油面指示器是 油標。


6.放油螺塞 為了方便換油、排放污油和清潔劑,應在箱體底部、油池的最低位置處 開設放油孔,平時用螺塞將放油孔堵住。放油螺塞和箱體接合面間應加防漏用的墊圈。


7.起吊裝置 當減速器重量較大時,為了便于整體搬運或拆卸,常在箱體上設置起吊 裝置,如在箱體上鑄出吊耳或吊鉤。


8.啟箱螺釘 為加強密封效果,通常在裝配時在箱體剖分面上涂以水玻璃或密封膠, 因而在拆卸時往往因膠結緊密難于開蓋。為此常在箱蓋連接凸緣的適當位置加工出1 ~ 2個 螺孔,旋入啟箱用的圓柱端或平端的啟箱螺釘,旋動啟箱螺釘便可將箱蓋頂起,小型減速器 也可不設啟箱螺釘,啟蓋時用起子橇開箱蓋。


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