第16章 减速器.ppt

1 高职高专 十一五 规划教材 第16章减速器16 1减速器的类型和特点16 2减速器的结构16 3减速器的润滑 2 减速器是用于减速传动的独立部件 它由刚性箱体 齿轮和蜗杆等传动副及若干附件组成 常用在原动机与工作机之间 其主要功能是降低转速和增加转矩 以满足工作需要 在少数场合下也用作提高转速的传动装置 此时称为增速器 减速器由于结构紧凑 传递运动准确 效率较高 使用维护方便 且可以大批量生产 故在工业中得到广泛应用 减速器的类型很多 按照齿轮形状分为圆柱齿轮减速器 圆锥齿轮减速器和圆柱 圆锥齿轮减速器 按照传动轴的布置形式分为展开式 同轴式和分流式 按照传动类型分为齿轮减速器 蜗杆减速器和行星减速器 按照传动原理分为普通减速器和行星减速器两大类 按照传动的级数分为单级减速器 双级减速器和多级减速器 常用的减速器的类型 特点及应用见表16 1 高职高专 十一五 规划教材 16 1减速器的类型和特点 3 高职高专 十一五 规划教材 4 高职高专 十一五 规划教材 5 高职高专 十一五 规划教材 16 1 1圆柱齿轮减速器圆柱齿轮减速器按其齿轮传动的级数分为单级 二级 三级减速器 单级减速器适用于传动比i 8 二级减速器适用于传动比i 8 40 三级减速器适用于传动比i 40 400 二级和二级以上的减速器按传动布置形式又分为展开式 同轴式和分流式等 展开式的齿轮相对轴承不对称 齿向载荷分布不均匀 在设计该种减速器时 1 要求高速级小齿轮远离输入端 2 轴应有较大刚性 3 采用斜齿轮时应使轴向力向着受径向力小的轴承 同轴式的减速器长度方向尺寸较小 输入轴与输出轴位置位于同一轴线上 故中间轴长 轴向尺寸较大 刚度较差 容易使轴向载荷分布不均匀 分流式的齿轮相对于轴承对称分布 载荷沿齿宽方向分布比展开式的均匀 该减速器的高速级常采用斜齿轮 以抵消斜齿轮的轴向分力 常用于较大功率 变载荷场合下 圆柱齿轮减速器在所有减速器中应用最广 传递功率最大可达40000kW 圆周速度通常不超过60 70m s 最高可达140m s 圆柱齿轮减速器有渐开线齿形和圆弧齿形两大类 其结构除齿形不同外 其它基本相同 在传动功率和传动比相同时圆弧齿轮减速器长度方向的尺寸要比渐开线齿轮减速器小30 40 6 高职高专 十一五 规划教材 代号 包括减速器的型号 低速级中心距 公称传动比 装配形式 齿轮精度 标准号组成 减速器代号示例 ZL100 12 A JB1130 70ZL 减速器型号 ZD表示单级 ZL表示两级 ZS表示三级 100 实际总中心距的1 10 单位mm 12 表示公称传动比 具体的12指第十二种传动比 i 25 其他传动比代号所表示具体传动比值详见机械零件设计手册 减速器的装配形式 装配形式用 等表示 具体意义见机械零件设计手册 A 表示第一级齿轮的加工精度 A表示精度为8 7 7Dc 用于u 12 18m s 无字母的表示精度为8 7 7Dc 用于u 12m s JB1130 70 原机械工业部1970年制定的减速器标准 7 16 1 2圆锥齿轮减速器用于输出轴和输入轴两轴线垂直相交的场合 二级和二级以上的圆锥齿轮减速器常由圆锥齿轮传动和圆柱齿轮传动组成 又称为圆柱 圆锥齿轮减速器 为使其受力小一些 通常将圆锥齿轮放于高速级 为使高速级和低速级传动浸油深度大致相同 应使高速级的中心距约为低速级的两倍 为保证两齿轮有准确的相对位置 应有进行调整的结构 由于圆锥齿轮难于精加工 允许圆周速度较低 仅在传动布置需要时采用 和圆柱齿轮减速器相比 传动比较小 对单级圆锥齿轮减速器采用直齿锥齿时i 5 采用圆柱斜齿 或曲线齿时传动比i 8 对二级圆锥齿轮减速器 采用直齿时传动比i 6 3 31 5 采用斜齿 曲线齿时传动比i 8 40 16 1 3蜗杆减速器主要用于传动比大于10的场合下 当传动比较大时结构紧凑 外廓尺寸小 效率较低 由于蜗杆涡轮啮合传动时 齿廓间沿蜗杆螺旋线有较大的滑动速度 发热量大 所以蜗杆减速器不宜在长期连续使用的传动中使用 且仅宜用于传递中等以下功率场合下使用 一般不超过50kW 单级蜗杆减速器有蜗杆上置式和蜗杆下置式两种 采用下置式时蜗杆啮合处能得到较好的润滑和冷却 应优先采用 但当蜗杆速度太高时 v 5m s 蜗杆的搅油损失大 发热过多 最好采用上置蜗杆式 但必须保证啮合处要有良好的润滑条件 二级蜗杆减速器结构紧凑 传动比大 效率低 为使高速级和低速级传动浸油深度大致相同 应使低速级的中心距约为高速级的两倍 高职高专 十一五 规划教材 8 减速器已作为一个独立的部件 并已标准化和系列化 其结构因其类型 用途不同而不同 但其基本结构都由箱体 轴系部件 附件及连接件等组成 减速器的结构如图15 2所示 轴系部件包括传动零件 如齿轮 蜗杆 蜗轮 轴 轴承及用于轴上零件定位 固定的零件 传动零件决定了减速器的技术特性 通常按照传动零件的种类命名减速器 箱体主要起支撑轴系部件 保证和基础连接 安装附件和储存润滑剂等功能 附件的功能是保证减速器具备完善的性能 如注油 排油 吊运 检查油面高度 观察啮合零件的啮合情况 高职高专 十一五 规划教材 16 2减速器的结构 9 高职高专 十一五 规划教材 单级圆柱齿轮减速器 10 高职高专 十一五 规划教材 16 2 1箱体箱体结构如图16 3所示 按照毛坯制造工艺和材料铸造箱体和焊接箱体 铸造箱体较易获得合理而复杂的结构形状 刚度好 但制造周期长 多用于批量生产 材料多采用中等强度的铸铁 HT150 HT200 对重型减速器用铸钢或高强度铸铁 焊接箱体和铸造箱体相比 质量轻 生产周期短 多用于单件或小批量生产 从结构形式上箱体可分为剖分式箱体和整体式箱体两种 剖分式箱体由上 下箱体两部分组成 用螺栓联接构成一整体 下箱体要有一定的宽度和厚度以保证安装稳定性和刚度 为拆卸上箱体方便 在剖分面的一个凸缘上应设计有拆卸用的辅助工艺孔 螺纹孔 上 下箱体的联接螺栓应合理分布 并注意板手空间的尺寸 在轴承附近的螺栓应稍大些并尽量靠近轴承 为保证上下箱体位置的准确性 在剖分面的凸缘上应设计有2 3个圆锥形定位销 图16 3齿轮减速器箱体结构图 11 高职高专 十一五 规划教材 在上箱体上应设计有观察传动啮合情况的视窗孔 为排出箱体内热气用的通气孔 和为起吊上箱体用的起重装置 在下箱体上合适位置处应设计有一定数量的地脚螺栓孔 以保证在运转过程减速器的稳定性及与基础联接的可靠性 上 下箱体的壁厚 筋厚 凸缘厚 螺栓尺寸均可按照经验公式计算 和剖分式箱体相比 整体式箱体质量轻 零件少 加工量也少轴系部件的装配较为复杂 16 2 2附件为保证减速器具备完善的性能 如注油 排油 吊运 检查油面高度 观察啮合零件的啮合情况 保证装配和拆卸方便等 在减速器上常设置某些装置或零件 将这些装置和零件以及箱体上相应的局部结构统称为附属装置 简称附件 1 视窗 视窗盖2 通气装置3 油标4 放油孔 放油螺塞5 启盖螺钉6 起吊装置 12 16 3减速器的润滑 高职高专 十一五 规划教材 对减速器的传动零件和轴承进行良好的润滑 可以减少磨损和发热 还能够防锈和降低噪音 防止和延缓齿轮失效 改善齿轮传动的工作状况 减速器润滑对减速器的结构设计有直接影响 轴承的润滑方式影响轴承的轴向位置和轴的结构尺寸等 16 3 1传动零件的润滑对传动零件的润滑 绝大多数减速器采用浸油润滑 对高速传动多采用压力喷油润滑 13 高职高专 十一五 规划教材 1 浸油润滑如图16 4所示 浸油润滑是将传动零件的一部分浸入油池中 在运转过程 润滑油被带到啮合区域对传动零件进行润滑 同时油池中的油被甩到箱体壁上对油池中的油进行散热 适用于圆周速度 12m s的齿轮传动和圆周速度 10m s的蜗杆传动 为避免润滑油的过高的温升和减少齿轮的运动阻力必须保证油池中有一定的储油量和齿轮必须有合适的浸油深度 为避免油搅动时的沉渣泛起 应使齿顶园到池底有合适的距离 通常为30 50mm a b c 图16 4浸油润滑 14 浸入油中的齿轮深度一般以1 2个齿高为宜 速度高的应浅一些 应为齿高的0 7倍左右 但至少为10mm 速度低的 0 5 0 8m s 允许浸入深一些 可达到1 6的齿轮半径 速度更低的浸入深度可达1 3的齿轮半径 对圆锥齿轮减速器 齿轮浸入油的深度应达到轮齿的整个宽度 对如船用减速器等这些油面有波动的减速器 浸入宜深一些 对蜗杆减速器 蜗杆下置式的油面高度应低于蜗杆螺纹的根部 并且不应超过蜗杆轴上滚动轴承的最低滚子的中心 蜗杆上置式的蜗轮的浸油深度应略大于齿高为宜 对多级减速器应尽量使各级传动浸入油中的深度近于相等 如果低速级齿轮浸油太深时 可将高速级齿轮采用打油轮来润滑 或将减速器上下箱体的剖分面做成倾斜的 从而使高速级和低速级传动的浸油深度大致相等 减速器油池的容积平均可按1kW约须0 35 0 70L油量计算 高职高专 十一五 规划教材 15 2 喷油润滑圆周速度 12m s的齿轮减速器或圆周速度 10m s的蜗杆减速器由于 1 有齿轮带上的油会被离心力甩出去而送到齿轮啮合区域 2 搅油使减速器的温升增加 3 使齿底的沉渣泛起 从而加速齿轮和轴承的磨损 4 加速润滑油的氧化和降低润滑性能等 所以这时应采用喷油润滑 如图16 5所示 即由油泵或中心供油站以一定的压力供油 经喷嘴将润滑油喷到轮齿的啮合区域 速度高时 对着啮合区喷油有利于迅速带走热量 降低啮合温度 提高抗点蚀能力 喷油润滑也常用于速度并不很高而工作条件相当繁重的重型减速器中和需要用大量润滑油进行冷却的减速器中 喷油润滑需要专用的管路装置 润滑油的冷却和过滤装置以及油量的调节装置等 所以费用昂贵 高职高专 十一五 规划教材 图16 5喷油润滑 16 16 3 2轴承的润滑对减速器的轴承多为滚动轴承 其润滑方式可以根据齿轮或蜗杆的圆周速度来选择 当浸油齿轮的圆周速度 2m s时可以采用飞溅润滑 把飞溅到上箱体的油汇集到箱体剖分面上的油沟中 然后流进轴承以实现对轴承的润滑 飞溅润滑结构简单 在减速器中应用最广 高职高专 十一五 规划教材 17 3 刮板润滑当浸油齿轮的圆周速度 2m s时 由于蜗杆位置低飞溅的油难于达到涡轮轴承 最好采用刮板润滑 即利用刮板刮下齿轮或涡轮端面的油 并导入油沟对轴承进行润滑 4 浸油润滑适用于中 低速的下置蜗杆轴承的润滑 高速时因搅油剧烈易造成严重过热 但应注意油面不应超过滚子的中心 5 压力喷油润滑转速很高的轴承需要采用压力喷油润滑 喷油润滑需要专用的管路装置 润滑油的冷却和过滤装置以及油量的调节装置等 成本较高 对减速器的轴承如果是滑动轴承 由于传动用油的粘度太高不能在滑动轴承中使用 所以此时轴承润滑就需要有独自的润滑系统 应按照轴承的