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      各類減速機(jī)技術(shù)探討


      信息來源:河南同濟(jì)重工機(jī)械制造有限公司   發(fā)布時(shí)間:2017-3-27 9:02:16    責(zé)任編輯:shtjjsj   分享到:    
        

      減速機(jī)是一種動(dòng)力傳達(dá)機(jī)構(gòu),利用齒輪的速度轉(zhuǎn)換器,將電機(jī)(馬達(dá))的回轉(zhuǎn)數(shù)減速到所要的回轉(zhuǎn)數(shù),并得到較大轉(zhuǎn)矩的機(jī)構(gòu)。在目前用于傳遞動(dòng)力與運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)中,減速機(jī)的應(yīng)用范圍相當(dāng)廣泛。幾乎在各式機(jī)械的傳動(dòng)系統(tǒng)中都可以見到它的蹤跡,從交通工具的船舶、汽車、機(jī)車,建筑用的重型機(jī)具,機(jī)械工業(yè)所用的加工機(jī)具及自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備,到日常生活中常見的家電,鐘表等等.其應(yīng)用從大動(dòng)力的傳輸工作,到小負(fù)荷,精確的角度傳輸都可以見到減速機(jī)的應(yīng)用,且在工業(yè)應(yīng)用上,減速機(jī)具有減速及增加轉(zhuǎn)矩功能。因此廣泛應(yīng)用在速度與扭矩的轉(zhuǎn)換設(shè)備。減速機(jī)的作用主要有:
      1)降速同時(shí)提高輸出扭矩,扭矩輸出比例按電機(jī)輸出乘減速比,但要注意不能超出減速機(jī)額定扭矩。
      2)減速同時(shí)降低了負(fù)載的慣量,慣量的減少為減速比的平方。大家可以看一下一般電機(jī)都有一個(gè)慣量數(shù)值。
      減速機(jī)的工作原理
      減速機(jī)一般用于低轉(zhuǎn)速大扭矩的傳動(dòng)設(shè)備,把電動(dòng)機(jī).內(nèi)燃機(jī)或其它高速運(yùn)轉(zhuǎn)的動(dòng)力通過減速機(jī)的輸入軸上的齒數(shù)少的齒輪嚙合輸出軸上的大齒輪來達(dá)到減速的目的,普通的減速機(jī)也會(huì)有幾對(duì)相同原理齒輪達(dá)到理想的減速效果,大小齒輪的齒數(shù)之比,就是傳動(dòng)比。
      減速機(jī)的種類
      減速機(jī)是一種相對(duì)精密的機(jī)械,使用它的目的是降低轉(zhuǎn)速,增加轉(zhuǎn)矩。它的種類繁多,型號(hào)各異,不同種類有不同的用途。減速器的種類繁多,按照傳動(dòng)類型可分為齒輪減速器、蝸桿減速器和行星齒輪減速器;按照傳動(dòng)級(jí)數(shù)不同可分為單級(jí)和多級(jí)減速器;按照齒輪形狀可分為圓柱齒輪減速器、圓錐齒輪減速器和圓錐-圓柱齒輪減速器;按照傳動(dòng)的布置形式又可分為展開式、分流式和同軸式減速器。以下是常用的減速機(jī)分類:
      ⑴擺線針輪減速機(jī) ⑵硬齒面圓柱齒輪減速器 ⑶行星齒輪減速機(jī) ⑷軟齒面減速機(jī) ⑸三環(huán)減速機(jī) ⑹起重機(jī)減速機(jī) ⑺蝸桿減速機(jī) ⑻軸裝式硬齒面減速機(jī) ⑼無級(jí)變速器
      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。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。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(zhǎng),額定輸出扭矩可以做的很大。但價(jià)格略貴。
      擺線減速機(jī)特點(diǎn)
      行星擺線減速機(jī)是一種應(yīng)用行星傳動(dòng)原理,采用擺線針輪嚙合,設(shè)計(jì)先進(jìn)、結(jié)構(gòu)新穎。這種減速機(jī)在絕大多數(shù)情況下已替代兩級(jí)、三級(jí)普通圓柱齒輪減速機(jī)及圓柱蝸桿減速機(jī),在軍工、航天、冶金、礦、石油、化工、船舶、輕工、食品、紡織、印染、制藥、橡膠、塑料、及起重運(yùn)輸?shù)确矫娴玫饺找鎻V泛的應(yīng)用。
      一、產(chǎn)品特點(diǎn)
      1.傳動(dòng)比大。一級(jí)減速時(shí)傳動(dòng)比為1/6--1/87。兩級(jí)減速時(shí)傳動(dòng)比為1/99--1/7569;三級(jí)傳動(dòng)時(shí)傳動(dòng)比為1/5841--1/658503。另外根據(jù)需要還可以采用多級(jí)組合,速比達(dá)到指定大。
      2.傳動(dòng)效率高。由于嚙合部位采用了滾動(dòng)嚙合,一般一級(jí)傳動(dòng)效率為90%--95%。
      3.結(jié)構(gòu)緊湊,體積小,重量輕。體積和普通圓柱齒輪減速機(jī)相比可減小2/1--2/3。
      4.故障少,壽命長(zhǎng)。主要傳動(dòng)嚙合件使用軸承鋼磨削制造,因此機(jī)械性能與耐磨性能均佳,又因其為滾動(dòng)摩擦,因而故障少,壽命長(zhǎng)。
      5.運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)可靠。因傳動(dòng)過程中為多齒嚙合,所以使之運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)可靠,噪聲低。
      6.拆裝方便,容易維修。
      7.過載能力強(qiáng),耐沖擊,慣性力矩小,適用于起動(dòng)頻繁和正反轉(zhuǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)的特點(diǎn)。
      二、技術(shù)規(guī)格
      1、機(jī)型號(hào):
      按傳動(dòng)比分為:一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)。
      一級(jí)有十三種機(jī)型:0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12。
      兩級(jí)有14種機(jī)型:00,20;32,42,53,63,64,74,84,85,95,106,117,128。
      三級(jí)有8種機(jī)型:420,742,842,853,953,1063,1174,1285。
      按結(jié)構(gòu)型式分為:臥式、立式、雙軸型、直聯(lián)型四種。
      2、傳動(dòng)比:
      一級(jí)減速的傳動(dòng)比有:9,11,17,21,23,25,29,35,43,47,59,71,87。
      兩級(jí)減速的傳動(dòng)比有:99,121,187,289,319,385,473,493,595,649,731,841,1003,1225, 1505,1849,2065,2537,3045,3481,5133。
      三級(jí)減速的傳動(dòng)比有:5841-658530
      減速機(jī)的發(fā)展
      20世紀(jì)70-80年代,世界上減速器技術(shù)有了很大的發(fā)展,且與新技術(shù)革命的發(fā)展緊密結(jié)合。通用減速器的發(fā)展趨勢(shì)如下:
      ①高水平、高性能。圓柱齒輪普遍采用滲碳淬火、磨齒,承載能力提高4倍以上,體積小、重量輕、噪聲低、效率高、可靠性高。
      ②積木式組合設(shè)計(jì);緟(shù)采用優(yōu)先數(shù),尺寸規(guī)格整齊,零件 通用性和互換性強(qiáng),系列容易擴(kuò)充和花樣翻新,利于組織批量生產(chǎn)和降低成本。
      ③型式多樣化,變型設(shè)計(jì)多。擺脫了傳統(tǒng)的單一的底座安裝方式,增添了空心軸懸掛式、浮動(dòng)支承底座、電動(dòng)機(jī)與減速器一體式聯(lián)接,多方位安裝面等不同型式,擴(kuò)大使用范圍。
      促使減速器水平提高的主要因素有:
      ①理論知識(shí)的日趨完善,更接近實(shí)際(如齒輪強(qiáng)度計(jì)算方法、修形技術(shù)、變形計(jì)算、優(yōu)化設(shè)計(jì)方法、齒根圓滑過渡、新結(jié)構(gòu)等)。
      ②采用好的材料,普遍采用各種優(yōu)質(zhì)合金鋼鍛件,材料和熱處理質(zhì)量控制水平提高。
      ③結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更合理。
      ④加工精度提高到ISO5-6級(jí)。
      ⑤軸承質(zhì)量和壽命提高。
      ⑥潤(rùn)滑油質(zhì)量提高。
      自20世紀(jì)60年代以來,我國先后制訂了JB1130-70《圓柱齒輪減速器》等一批通用減速器的標(biāo)淮,除主機(jī)廠自制配套使用外,還形成了一批減速器專業(yè)生產(chǎn)廠。目前,全國生產(chǎn)減速器的企業(yè)有數(shù)百家,年產(chǎn)通用減速器25萬臺(tái)左右,對(duì)發(fā)展我國的機(jī)械產(chǎn)品作出了貢獻(xiàn)。
      20世紀(jì)60年代的減速器大多是參照蘇聯(lián)20世紀(jì)40-50年代的技術(shù)制造的,后來雖有所發(fā)展,但限于當(dāng)時(shí)的設(shè)計(jì)、工藝水平及裝備條件,其總體水平與國際水平有較大差距。
      改革開放以來,我國引進(jìn)一批先進(jìn)加工裝備,通過引進(jìn)、消化、吸收國外先進(jìn)技術(shù)和科研攻關(guān),逐步掌握了各種高速和低速重載齒輪裝置的設(shè)計(jì)制造技術(shù)。材料和熱處理質(zhì)量及齒輪加工精度均有較大提高,通用圓柱齒輪的制造精度可從JB179-60的8-9級(jí)提高到GB10095-88的6級(jí),高速齒輪的制造精度可穩(wěn)定在4-5級(jí)。部分減速器采用硬齒面后,體積和質(zhì)量明顯減小,承載能力、使用壽命、傳動(dòng)效率有了較大的提高,對(duì)節(jié)能和提高主機(jī)的總體水平起到很大的作用。
      我國自行設(shè)計(jì)制造的高速齒輪減(增)速器的功率已達(dá)42000kW ,齒輪圓周速度達(dá)150m/s以上。但是,我國大多數(shù)減速器的技術(shù)水平還不高,老產(chǎn)品不可能立即被取代,新老產(chǎn)品并存過渡會(huì)經(jīng)歷一段較長(zhǎng)的時(shí)間。
      減速器的設(shè)計(jì)程序
      一、設(shè)計(jì)的原始資料和數(shù)據(jù)
      1、原動(dòng)機(jī)的類型、規(guī)格、轉(zhuǎn)速、功率(或轉(zhuǎn)矩)、啟動(dòng)特性、短時(shí)過載能力、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量等。
      2、工作機(jī)械的類型、規(guī)格、用途、轉(zhuǎn)速、功率(或轉(zhuǎn)矩)。工作制度:恒定載荷或變載荷,變載荷的載荷圖;啟、制動(dòng)與短時(shí)過載轉(zhuǎn)矩,啟動(dòng)頻率;沖擊和振動(dòng)程度;旋轉(zhuǎn)方向等。
      3、原動(dòng)機(jī) 作機(jī)與減速器的聯(lián)接方式,軸伸是否有徑向力及軸向力。
      4、安裝型式(減速器與原動(dòng)機(jī)、工作機(jī)的相對(duì)位置、立式、臥式)。
      5、傳動(dòng)比及其允許誤差。
      6、對(duì)尺寸及重量的要求。
      7、對(duì)使用壽命、安全程度和可靠性的要求。
      8、環(huán)境溫度、灰塵濃度、氣流速度和酸堿度等環(huán)境條件;潤(rùn)滑與冷卻條件(是否有循環(huán)水、潤(rùn)滑站)以及對(duì)振動(dòng)、噪聲的限制。
      9、對(duì)操作、控制的要求。
      10、材料、毛坯、標(biāo)準(zhǔn)件來源和庫存情況。
      11、制造廠的制造能力。
      12、對(duì)批量、成本和價(jià)格的要求。
      13、交貨期限。
      上述前四條是必備條件,其他方面可按常規(guī)設(shè)計(jì),例如設(shè)計(jì)壽命一般為!"年。用于重要場(chǎng)合時(shí),可靠性應(yīng)較高等。
      二、選定減速器的類型和安裝型式
      三、初定各項(xiàng)工藝方法及參數(shù)
      選定性能水平,初定齒輪及主要機(jī)件的材料、熱處理工藝、精加工方法、潤(rùn)滑方式及潤(rùn)滑油品。
      四、確定傳動(dòng)級(jí)數(shù)
      按總傳動(dòng)比,確定傳動(dòng)的級(jí)數(shù)和各級(jí)的傳動(dòng)比。
      五、初定幾何參數(shù)
      初算齒輪傳動(dòng)中心距(或節(jié)圓直徑)、模數(shù)及其他幾何參數(shù)。
      六、整體方案設(shè)計(jì)
      確定減速器的結(jié)構(gòu)、軸的尺寸、跨距及軸承型號(hào)等。
      七、校校
      校核齒輪、軸、鍵等負(fù)載件的強(qiáng)度,計(jì)算軸承壽命。
      八、潤(rùn)滑冷卻計(jì)算
      九、確定減速器的附件
      十、確定齒輪滲碳深度
      必要時(shí)還要進(jìn)行齒形及齒向修形量等工藝數(shù)據(jù)的計(jì)算。
      十一、繪制施工圖
      在設(shè)計(jì)中應(yīng)貫徹國家和行業(yè)的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

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