減速器的基本知識

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減速器是原動機(jī)和工作機(jī)之間的獨立的閉式傳動裝置，用來降低轉(zhuǎn)速和增大轉(zhuǎn)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(jī)1經(jīng)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(lián)軸器4，通過聯(lián)軸器帶動工作機(jī)械5。目前減速器的 主要參數(shù)如中心距、傳動比、模數(shù)、齒寬系數(shù)等都已標(biāo)準(zhǔn)化。

1.電動機(jī) 2.膠帶傳動 3.齒輪減速器 4.聯(lián)軸器 5.工作機(jī)械

圖3-1 減速器裝置傳動簡圖

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(jié)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(xué)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。

單級圓柱齒輪減速器的結(jié)構(gòu)有三大部分（如圖3-2所示）：

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(jié)構(gòu)加以簡要的介紹和分析。

圖3-2 單級圓柱齒輪減速器結(jié)構(gòu)分析圖

第一節(jié) 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(jié)構(gòu)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(zhuǎn)時把箱體中油池的潤滑油濺起，沿箱蓋內(nèi)壁流入軸承進(jìn)行潤滑。當(dāng)齒輪圓周 速度v ≤ 2 m / s 時，應(yīng)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(huán)將其分開。為了防止?jié)櫥�油流失和外界灰塵進(jìn)入箱內(nèi)，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(diào)整環(huán) 軸 承 輸 出 軸 支 撐 環(huán) 大 透 蓋 大 油 封 齒輪軸 小油封 小透蓋 軸 承 擋油環(huán) 鍵 小調(diào)整環(huán) 小端蓋

圖3-3 齒輪、軸及軸承組合

一、軸

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

軸按承受載荷的情況可分為：

1. 轉(zhuǎn)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(zhuǎn)機(jī)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(jié)構(gòu)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(qiáng)度接近等強(qiáng)度，加工也不復(fù)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(zhuǎn)軸的結(jié)構(gòu)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(huán)結(jié)構(gòu)。圖中的齒輪和聯(lián)軸器就是分別 靠軸環(huán)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(huán)的圓角半徑r 應(yīng)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(lián)軸器），否則會出現(xiàn)間隙，使相鄰零件不能靠緊（如齒輪與軸套、聯(lián)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(chǎn)生相對運動。齒輪和軸通常采 用平鍵連接方式，其配合性質(zhì)可為間隙配合或過渡配合（如減速器中，齒輪與軸的常用優(yōu)先 配合為H7 / h6、H7 / m6、 H7 / k6 等）。

對于一般通用機(jī)械（包括減速器）來說，與公稱內(nèi)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(lián)軸器 軸端擋圈 軸頭軸肩軸頸軸身軸環(huán) Ⅰ 4∶14∶1Ⅱ

圖3-4 階梯軸結(jié)構(gòu)
軸頸或軸頭與軸肩的過渡處應(yīng)有砂輪越程槽，螺紋部分應(yīng)有退刀槽結(jié)構(gòu)。

為了便于導(dǎo)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(yīng)制成倒角。

為了減少加工刀具種類和提高生產(chǎn)效率，軸上的倒角、圓角、鍵槽等應(yīng)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(yīng)力集中的敏感性 較小，所以應(yīng)用廣泛。常用的優(yōu)質(zhì)碳素鋼有35、45和50號鋼。最常用的是45號鋼，并經(jīng)

 過正火或調(diào)質(zhì)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)

我們測繪的齒輪就是輻板式鑄造齒輪。當(dāng)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(dāng)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(jié) 箱 體

箱體結(jié)構(gòu)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(yīng)具有足夠的強(qiáng)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(jìn)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(yīng)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(jié)構(gòu)，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(yīng)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(yīng)有適當(dāng)?shù)暮穸龋�并在軸承孔上設(shè)置加強(qiáng)肋板。

采用嵌入式軸承蓋時，軸承座孔內(nèi)還要加工成環(huán)周的矩形槽。

為了保證減速器安置在基礎(chǔ)上的穩(wěn)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(jié) 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(jié)構(gòu)給予足夠的重視 外，還應(yīng)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(shè)計。

1．檢查孔 為了檢查傳動零件的嚙合情況，并向箱內(nèi)注入潤滑油，應(yīng)在箱體的適當(dāng)部 位設(shè)置檢查孔。實測的減速器的檢查孔設(shè)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(nèi)溫度升高，氣體膨脹，壓力增大。為使箱體內(nèi)熱漲 空氣能自由排出，以保持箱內(nèi)外壓力平衡，不致使?jié)櫥�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(nèi)，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(yīng) 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(cè)連接凸緣非對稱的位置上。

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

6．放油螺塞 為了方便換油、排放污油和清潔劑，應(yīng)在箱體底部、油池的最低位置處 開設(shè)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(yīng)加防漏用的墊圈。

7．起吊裝置 當(dāng)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(shè)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(qiáng)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(jié)緊密難于開蓋。為此常在箱蓋連接凸緣的適當(dāng)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(shè)啟箱螺釘，啟蓋時用起子橇開箱蓋。