(山東科技大學(xué)機(jī)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(jī)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(dòng)、蝸桿傳動(dòng)或齒輪—蝸桿傳動(dòng)所組成的獨(dú)立部件，常用在動(dòng)力機(jī)與工作機(jī)之間作為減速的傳動(dòng)裝置；在少數(shù)場合下也用作增速的傳動(dòng)裝置，這時(shí)就稱為增速器。減速器由于結(jié)構(gòu)緊湊、效率較高、傳遞運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確可靠、使用維護(hù)簡單，并可成批生產(chǎn)，故在現(xiàn)代機(jī)措中應(yīng)用很廣。

減速器；齒輪傳動(dòng)；裝置

一、減速器的類型

減速器類型很多，按傳動(dòng)級數(shù)主要分為：單級、二級、多級；按傳動(dòng)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(dòng)比在8以下時(shí)，可采用單級圓柱齒輪減速器。大于8時(shí)，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(dòng)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(dòng)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(jì)這種減速器時(shí)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(dòng)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(dòng)。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(dá)150m/s。傳動(dòng)功率很大的減速器最好采用雙驅(qū)動(dòng)式或中心驅(qū)動(dòng)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(dòng)尺寸。設(shè)計(jì)雙驅(qū)動(dòng)式或中心驅(qū)動(dòng)式齒輪傳動(dòng)時(shí)，應(yīng)設(shè)法采取自動(dòng)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(dòng)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(dòng)功率和傳動(dòng)比相同時(shí)，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(dòng)和圓柱齒輪傳動(dòng)組成，所以有時(shí)又稱圓錐—圓柱齒輪減速器。因?yàn)閳A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(dòng)比較大(j>10)的場合。通常說蝸桿傳動(dòng)結(jié)構(gòu)緊湊、輪廓尺寸小，這只是對傳減速器的傳動(dòng)比較大的蝸桿減速器才是正確的，當(dāng)傳動(dòng)比并不很大時(shí)，此優(yōu)點(diǎn)并不顯著。由于效率較低，蝸桿減速器不宜用在大功率傳動(dòng)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(shí)最好采用蝸桿在下式，這時(shí)，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(shí)，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(dòng)在高速級和蝸桿傳動(dòng)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(jī)的主要特點(diǎn)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(dòng)效率不高，精度不高。2.諧波減速機(jī)的諧波傳動(dòng)是利用柔性元件可控的彈性變形來傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的，體積不大、精度很高，但缺點(diǎn)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(jī)其優(yōu)點(diǎn)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(jià)格略貴。4.齒輪減速機(jī)具有體積小，傳遞扭矩大的特點(diǎn)。5.齒輪減速機(jī)在模塊組合體系基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)制造，有極多的電機(jī)組合、安裝形式和結(jié)構(gòu)方案，傳動(dòng)比分級細(xì)密，滿足不同的使用工況，實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化。齒輪減速機(jī)傳動(dòng)效率高，耗能低，性能優(yōu)越。6.擺線針輪減速機(jī)是一種采用擺線針齒嚙合行星傳動(dòng)原理的傳動(dòng)機(jī)型，是一種理想的傳動(dòng)裝置，具有許多優(yōu)點(diǎn)，用途廣泛，并可正反運(yùn)轉(zhuǎn)。

三、結(jié)束語

經(jīng)過40多年的發(fā)展,減速機(jī)行業(yè)已初步形成了科研、開發(fā)、設(shè)計(jì)、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(jìn)先進(jìn)的加工設(shè)備,新技術(shù)消化吸收,自主設(shè)計(jì)開發(fā)和技術(shù)攻關(guān)、技術(shù)改造等,使減速機(jī)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(jī)械零件的可靠性設(shè)計(jì).高等教育出版社,1989.

[2]成大光等.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊.化工工業(yè)出版社,1992.

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

[4]韓之俊.三次設(shè)計(jì).機(jī)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(jī)械工程。