淺談減速器的類型及其特性

(山東科技大學(xué)機電學(xué)院 山東 青島 266590)

淺談減速器的類型及其特性

喬羽曹瑞峰曲彩梅高鵬

(山東科技大學(xué)機電學(xué)院山東青島266590)

減速器是一種由封閉在剛性殼體內(nèi)的齒輪傳動、蝸桿傳動或齒輪—蝸桿傳動所組成的獨立部件，常用在動力機與工作機之間作為減速的傳動裝置；在少數(shù)場合下也用作增速的傳動裝置，這時就稱為增速器。減速器由于結(jié)構(gòu)緊湊、效率較高、傳遞運動準(zhǔn)確可靠、使用維護簡單，并可成批生產(chǎn)，故在現(xiàn)代機措中應(yīng)用很廣。

減速器；齒輪傳動；裝置

一、減速器的類型

減速器類型很多，按傳動級數(shù)主要分為：單級、二級、多級；按傳動件類型又可分為：齒輪、蝸桿、齒輪-蝸桿、蝸桿-齒輪等。

(一)圓柱齒輪減速器

當(dāng)傳動比在8以下時，可采用單級圓柱齒輪減速器。大于8時，最好選用二級(i=8-40)和二級以上(i>40)的減速器。單級減速器的傳動比如果過大，則其外廓尺寸將很大。二級和二級以上圓柱齒輪減速器的傳動布置形式有展開式、分流式和同軸式等數(shù)種。展開式最簡單，但由于齒輪兩側(cè)的軸承不是對稱布置，因而將使載荷沿齒寬分布不均勻，且使兩邊的軸承受力不等。為此，在設(shè)計這種減速器時應(yīng)注意：1)軸的剛度宜取大些；2)轉(zhuǎn)矩應(yīng)從離齒輪遠(yuǎn)的軸端輸入，以減輕載荷沿齒寬分布的不均勻；3)采用斜齒輪布置，而且受載大的低速級又正好位于兩軸承中間，所以載荷沿齒寬的分布情況顯然比展開好。這種減速器的高速級齒輪常采用斜齒，一側(cè)為左旋，另一側(cè)為右旋，軸向力能互相抵消。為了使左右兩對斜齒輪能自動調(diào)整以便傳遞相等的載荷，其中較輕的齠輪軸在軸向應(yīng)能作小量游動。同軸式減速器輸入軸和輸出軸位于同一軸線上，故箱體長度較短。但這種減速器的軸向尺寸較大。

圓柱齒輪減速器在所有減速器中應(yīng)用最廣。它傳遞功率的范圍可從很小至40000kW，圓周速度也可從很低至60m/s-70m/s，甚至高達150m/s。傳動功率很大的減速器最好采用雙驅(qū)動式或中心驅(qū)動式。這兩種布置方式可由兩對齒輪副分擔(dān)載荷，有利于改善受力狀況和降低傳動尺寸。設(shè)計雙驅(qū)動式或中心驅(qū)動式齒輪傳動時，應(yīng)設(shè)法采取自動平衡裝置使各對齒輪副的載荷能得到均勻分配，例如采用滑動軸承和彈性軸承。

圓柱齒輪減速器有漸開線齒形和圓弧齒形兩大類。除齒形不同外，減速器結(jié)構(gòu)基本相同。傳動功率和傳動比相同時，圓弧齒輪減速器在長度方向的尺寸要比漸開線齒輪減速器約30%。

(二)圓錐齒輪減速器

它用于輸入軸和輸出軸位置布置成相交的場合。二級和二級以上的圓錐齒輪減速器常由圓錐齒輪傳動和圓柱齒輪傳動組成，所以有時又稱圓錐—圓柱齒輪減速器。因為圓錐齒輪常常是懸臂裝在軸端的，為了使它受力小些，常將圓錐面崧，作為，高速極：山手面錐齒輪的精加工比較困難，允許圓周速度又較低，因此圓錐齒輪減速器的應(yīng)用不如圓柱齒輪減速器廣。

(三)蝸桿減速器

主要用于傳動比較大(j>10)的場合。通常說蝸桿傳動結(jié)構(gòu)緊湊、輪廓尺寸小，這只是對傳減速器的傳動比較大的蝸桿減速器才是正確的，當(dāng)傳動比并不很大時，此優(yōu)點并不顯著。由于效率較低，蝸桿減速器不宜用在大功率傳動的場合。

蝸桿減速器主要有蝸桿在上和蝸桿在下兩種不同形式。蝸桿圓周速度小于4m/s時最好采用蝸桿在下式，這時，在嚙合處能得到良好的潤滑和冷卻條件。但蝸桿圓周速度大于4m/s時，為避免攪油太甚、發(fā)熱過多，最好采用蝸桿在上式。

(四)齒輪-蝸桿減速器

它有齒輪傳動在高速級和蝸桿傳動在高速級兩種布置形式。前者結(jié)構(gòu)較緊湊，后者效率較高。

二、減速器的主要特性

1.蝸輪蝸桿減速機的主要特點是具有反向自鎖功能，可以有較大的減速比，輸入軸和輸出軸不在同一軸線上，也不在同一平面上。但是一般體積較大，傳動效率不高，精度不高。2.諧波減速機的諧波傳動是利用柔性元件可控的彈性變形來傳遞運動和動力的，體積不大、精度很高，但缺點是柔輪壽命有限、不耐沖擊，剛性與金屬件相比較差。輸入轉(zhuǎn)速不能太高。3.行星減速機其優(yōu)點是結(jié)構(gòu)比較緊湊，回程間隙小、精度較高，使用壽命很長，額定輸出扭矩可以做的很大。但價格略貴。4.齒輪減速機具有體積小，傳遞扭矩大的特點。5.齒輪減速機在模塊組合體系基礎(chǔ)上設(shè)計制造，有極多的電機組合、安裝形式和結(jié)構(gòu)方案，傳動比分級細(xì)密，滿足不同的使用工況，實現(xiàn)機電一體化。齒輪減速機傳動效率高，耗能低，性能優(yōu)越。6.擺線針輪減速機是一種采用擺線針齒嚙合行星傳動原理的傳動機型，是一種理想的傳動裝置，具有許多優(yōu)點，用途廣泛，并可正反運轉(zhuǎn)。

三、結(jié)束語

經(jīng)過40多年的發(fā)展,減速機行業(yè)已初步形成了科研、開發(fā)、設(shè)計、制造、服務(wù)等比較完整的制造業(yè)體系,在我國裝備制造業(yè)中占有一定的地位和份額。自改革開放以來,通過引進先進的加工設(shè)備,新技術(shù)消化吸收,自主設(shè)計開發(fā)和技術(shù)攻關(guān)、技術(shù)改造等,使減速機行業(yè)得到飛速發(fā)展,從而使產(chǎn)品的技術(shù)水平、制造水平和生產(chǎn)能力得到極大的提高。

[1]盧玉明.機械零件的可靠性設(shè)計.高等教育出版社,1989.

[2]成大光等.機械設(shè)計手冊.化工工業(yè)出版社,1992.

[3]龔桂義.漸開線齒輪強度計算與結(jié)構(gòu)設(shè)計.機械工業(yè)出版社,1986.

[4]韓之俊.三次設(shè)計.機械工業(yè)出版社,1991.

喬羽(1989-)，男，漢族，碩士，山東科技大學(xué)，研究方向機械工程。