減速器:常用作原動件與工作機之間的減速傳動裝置-中文百科頻道

概述

一種由封閉在剛性殼體内的齒輪傳動、蝸杆傳動、齒輪-蝸杆傳動所組成的獨立部件，常用作原動件與工作機之間的減速傳動裝置。

減速器在原動機和工作機或執行機構之間起匹配轉速和傳遞轉矩的作用，在現代機械中應用極為廣泛。

作用

1、降速同時提高輸出扭矩，扭矩輸出比例按電機輸出乘減速比，但要注意不能超出減速器額定扭矩。

2、速同時降低了負載的慣量，慣量的減少為減速比的平方。

種類

1、減速器按用途可分為通用減速器和專用減速器兩大類，兩者的設計、制造和使用特點各不相同。20世紀70－80年代，世界上減速器技術有了很大的發展，且與新技術革命的發展緊密結合。其主要類型：齒輪減速器；蝸杆減速器；齒輪—蝸杆減速器；行星齒輪減速器。

2、一般的減速器有斜齒輪減速器(包括平行軸斜齒輪減速器、蝸輪減速器、錐齒輪減速器等等)、行星齒輪減速器、擺線針輪減速器、蝸輪蝸杆減速器、行星摩擦式機械無級變速機等等。

圓柱齒輪減速器

單級、二級、二級以上二級。布置形式：展開式、分流式、同軸式。

圓錐齒輪減速器

用于輸入軸和輸出軸位置成相交的場合。

蝸杆減速器

主要用于傳動比i>10的場合，傳動比較大時結構緊湊。其缺點是效率低。目前廣泛應用阿基米德蝸杆減速器。

齒輪—蝸杆減速器

若齒輪傳動在高速級，則結構緊湊；

若蝸杆傳動在高速級，則效率較高。

行星齒輪減速器

傳動效率高，傳動比範圍廣，傳動功率12W~50000KW，體積和重量小。

3、常見減速器的種類

減速器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。

諧波減速器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。輸入轉速不能太高。

行星減速器其優點是結構比較緊湊，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。減速器:簡言之，一般機器的功率在設計并制造出來後，其額定功率就不在改變，這時，速度越大，則扭矩（或扭力）越小；速度越小，則扭力越大。

設計程序

一、設計的原始資料和數據

1、原動機的類型、規格、轉速、功率（或轉矩）、啟動特性、短時過載能力、轉動慣量等。

2、工作機械的類型、規格、用途、轉速、功率（或轉矩）。工作制度：恒定載荷或變載荷，變載荷的載荷圖；啟、制動與短時過載轉矩，啟動頻率；沖擊和振動程度；旋轉方向等。

3、原動機作機與減速器的聯接方式，軸伸是否有徑向力及軸向力。

4、安裝型式（減速器與原動機、工作機的相對位置、立式、卧式）。

5、傳動比及其允許誤差。

6、對尺寸及重量的要求。

7、對使用壽命、安全程度和可靠性的要求。

8、環境溫度、灰塵濃度、氣流速度和酸堿度等環境條件；潤滑與冷卻條件（是否有循環水、潤滑站）以及對振動、噪聲的限制。

9、對操作、控制的要求。

10、材料、毛坯、标準件來源和庫存情況。

11、制造廠的制造能力。

12、對批量、成本和價格的要求。

13、交貨期限。

上述前四條是必備條件，其他方面可按常規設計，例如設計壽命一般為!"年。用于重要場合時，可靠性應較高等。

二、選定減速器的類型和安裝型式

三、初定各項工藝方法及參數

選定性能水平，初定齒輪及主要機件的材料、熱處理工藝、精加工方法、潤滑方式及潤滑油品。

四、确定傳動級數

按總傳動比，确定傳動的級數和各級的傳動比。

五、初定幾何參數

初算齒輪傳動中心距（或節圓直徑）、模數及其他幾何參數。

六、整體方案設計

确定減速器的結構、軸的尺寸、跨距及軸承型号等。

七、校核

校核齒輪、軸、鍵等負載件的強度，計算軸承壽命。

八、潤滑冷卻計算

九、确定減速器的附件

十、确定齒輪滲碳深度

必要時還要進行齒形及齒向修形量等工藝數據的計算。

十一、繪制施工圖

在設計中應貫徹國家和行業的有關标準。

檢查和維護

不同的潤滑油禁止相互混合使用。油位螺塞、放油螺塞和通氣器的位置由安裝位置決定。它們的相關位置可參考減速機的安裝位置圖來确定。

一、油位的檢查

切斷電源，防止觸電！等待減速機冷卻！

移去油位螺塞檢查油是否充滿。

安裝油位螺塞。

二、油的檢查

切斷電源，防電！等待減速機冷卻！

打開放油螺塞，取油樣。

檢查油的粘度指數

——如果油明顯渾濁，建議盡快更換。

對于帶油位螺塞的減速機

——檢查油位，是否合格

——安裝油位螺塞

三、油的更換

冷卻後油的粘度增大放油困難，減速機應在運行溫度下換油。

切斷電源，防止觸電！等待減速機冷卻下來無燃燒危險為止！

注意：換油時減速機仍應保持溫熱！

在放油螺塞下面放一個接油盤。

打開油位螺塞、通氣器和放油螺塞。

将油全部排除。

裝上放油螺塞。

注入同牌号的新油。

油量應與安裝位置一緻。

在油位螺塞處檢查油位。

擰緊油位螺塞及通氣器。

型号選擇

盡量選用接近理想減速比：

減速比=伺服馬達轉速/減速機出力軸轉速

扭力計算：

對減速機的壽命而言,扭力計算非常重要,并且要注意加速度的最大轉矩值(TP),是否超過減速機之最大負載扭力.

适用功率通常為市面上的伺服機種的适用功率,減速機的适用性很高,工作系數都能維持在1.2以上,但在選用上也可以以自己的需要來決定:

要點有二:

A.選用伺服電機的出力軸徑不能大于表格上最大使用軸徑.

B.若經扭力計算工作,轉速可以滿足平常運轉,但在伺服全額輸出時,有不足現象時,我們可以在電機側之驅動器,做限流控制,或在機械軸上做扭力保護,這是很必要的.

基本構造

減速器主要由傳動零件(齒輪或蝸杆)、軸、軸承、箱體及其附件所組成。其基本結構有三大部分：

1、齒輪、軸及軸承組合

小齒輪與軸制成一體，稱齒輪軸，這種結構用于齒輪直徑與軸的直徑相關不大的情況下，如果軸的直徑為d，齒輪齒根圓的直徑為df，則當df-d≤6～7mn時，應采用這種結構。而當df-d＞6～7mn時，采用齒輪與軸分開為兩個零件的結構，如低速軸與大齒輪。此時齒輪與軸的周向固定平鍵聯接，軸上零件利用軸肩、軸套和軸承蓋作軸向固定。兩軸均采用了深溝球軸承。這種組合，用于承受徑向載荷和不大的軸向載荷的情況。當軸向載荷較大時，應采用角接觸球軸承、圓錐滾子軸承或深溝球軸承與推力軸承的組合結構。軸承是利用齒輪旋轉時濺起的稀油，進行潤滑。箱座中油池的潤滑油，被旋轉的齒輪濺起飛濺到箱蓋的内壁上，沿内壁流到分箱面坡口後，通過導油槽流入軸承。當浸油齒輪圓周速度υ≤2m/s時，應采用潤滑脂潤滑軸承，為避免可能濺起的稀油沖掉潤滑脂，可采用擋油環将其分開。為防止潤滑油流失和外界灰塵進入箱内，在軸承端蓋和外伸軸之間裝有密封元件。

2、箱體

箱體是減速器的重要組成部件。它是傳動零件的基座，應具有足夠的強度和剛度。

箱體通常用灰鑄鐵制造，對于重載或有沖擊載荷的減速器也可以采用鑄鋼箱體。單體生産的減速器，為了簡化工藝、降低成本，可采用鋼闆焊接的箱體。

灰鑄鐵具有很好的鑄造性能和減振性能。為了便于軸系部件的安裝和拆卸，箱體制成沿軸心線水平剖分式。上箱蓋和下箱體用螺栓聯接成一體。軸承座的聯接螺栓應盡量靠近軸承座孔，而軸承座旁的凸台，應具有足夠的承托面，以便放置聯接螺栓，并保證旋緊螺栓時需要的扳手空間。為保證箱體具有足夠的剛度，在軸承孔附近加支撐肋。為保證減速器安置在基礎上的穩定性并盡可能減少箱體底座平面的機械加工面積，箱體底座一般不采用完整的平面。

3、減速器附件

為了保證減速器的正常工作，除了對齒輪、軸、軸承組合和箱體的結構設計給予足夠的重視外，還應考慮到為減速器潤滑油池注油、排油、檢查油面高度、加工及拆裝檢修時箱蓋與箱座的精确定位、吊裝等輔助零件和部件的合理選擇和設計。

1）檢查孔為檢查傳動零件的齧合情況，并向箱内注入潤滑油，應在箱體的适當位置設置檢查孔。檢查孔設在上箱蓋頂部能直接觀察到齒輪齧合部位處。平時，檢查孔的蓋闆用螺釘固定在箱蓋上。

2)通氣器減速器工作時，箱體内溫度升高，氣體膨脹，壓力增大，為使箱内熱脹空氣能自由排出，以保持箱内外壓力平衡，不緻使潤滑油沿分箱面或軸伸密封件等其他縫隙滲漏，通常在箱體頂部裝設通氣器。

3)軸承蓋為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。利用六角螺栓固定在箱體上，外伸軸處的軸承蓋是通孔，其中裝有密封裝置。凸緣式軸承蓋的優點是拆裝、調整軸承方便，但和嵌入式軸承蓋相比，零件數目較多，尺寸較大，外觀不平整。

4)定位銷為保證每次拆裝箱蓋時，仍保持軸承座孔制造加工時的精度，應在精加工軸承孔前，在箱蓋與箱座的聯接凸緣上配裝定位。安置在箱體縱向兩側聯接凸緣上，對稱箱體應呈對稱布置，以免錯裝。

5)油面指示器檢查減速器内油池油面的高度，經常保持油池内有适量的油，一般在箱體便于觀察、油面較穩定的部位，裝設油面指示器。

6)放油螺塞換油時，排放污油和清洗劑，應在箱座底部，油池的最低位置處開設放油孔，平時用螺塞将放油孔堵住，放油螺塞和箱體接合面間應加防漏用的墊圈。

7)啟箱螺釘為加強密封效果，通常在裝配時于箱體剖分面上塗以水玻璃或密封膠，因而在拆卸時往往因膠結緊密難于開蓋。為此常在箱蓋聯接凸緣的适當位置，加工出～2個螺孔，旋入啟箱用的圓柱端或平端的啟箱螺釘。旋動啟箱螺釘便可将上箱蓋頂起。小型減速器也可不設啟箱螺釘，啟蓋時用起子撬開箱蓋，啟箱螺釘的大小可同于凸緣聯接螺栓。

發展趨勢

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、積木式組合設計。基本參數采用優先數，尺寸規格整齊，零件通用性和互換性強，系列容易擴充和花樣翻新，利于組織批量生産和降低成本。

3、型式多樣化，變型設計多。擺脫了傳統的單一的底座安裝方式，增添了空心軸懸挂式、浮動支承底座、電動機與減速器一體式聯接，多方位安裝面等不同型式，擴大使用範圍。

促使減速器水平提高的主要因素有：①理論知識的日趨完善，更接近實際（如齒輪強度計算方法、修形技術、變形計算、優化設計方法、齒根圓滑過渡、新結構等）。②采用好的材料，普遍采用各種優質合金鋼鍛件，材料和熱處理質量控制水平提高。 ③結構設計更合理。④加工精度提高到ISO5－6級。⑤軸承質量和壽命提高。⑥潤滑油質量提高。