(1)齒輪減速器 主要有圓柱齒輪減速器、圓錐齒輪減速器和圓錐—圓柱齒輪減速器三種。
(2)蝸桿減速器 主要有圓柱蝸桿減速器、圓弧齒蝸桿減速器、錐蝸桿減速器和蝸桿—齒輪減速器等。
(3)行星減速器 主要有漸開線行星齒輪減速器、擺線針輪減速器和諧波齒輪減速器等。
18.1 常用減速器的主要類型、特點(diǎn)和應(yīng)用
1.齒輪減速器
單級圓柱齒輪減速器 分流式雙級圓柱齒輪減速器
同軸式雙級圓柱齒輪減速器 圓錐減速器
圓錐—圓柱齒輪減速器 蝸桿減速器
齒輪減速器按減速齒輪的級數(shù)可分為單級、二級、三級和多級減速器幾種；按軸在空間的相互配置方式可分為立式和臥式減速器兩種；按運(yùn)動簡圖的特點(diǎn)可分為展開式、同軸式和分流式減速器等。單級圓柱齒輪減速器的傳動比一般為8——10，作此-主要為避免外廓尺寸過大。若要求i>;10時(shí)，就應(yīng)采用二級圓柱齒輪減速器。
二級圓柱齒輪減速器應(yīng)用于i：8—50及高、低速級的中心距總和為250—400mmm的情況下。圖示三級圓柱齒輪減速器，用于要求傳動比較大的場合。圓錐齒輪減速器和二級圓錐—圓柱齒輪減速器，用
于需要輸入軸與輸出軸成90~配置的傳動中。因大尺寸的圓錐齒輪較難制造，所以圓錐—圓柱齒輪減速器的高速級總是采用圓錐齒輪傳動以減小其尺寸，提高制造精度。齒輪減速器的特點(diǎn)是-、-、維護(hù)簡便，因而應(yīng)用-廣泛。
2.蝸桿減速器
蝸桿減速器的特點(diǎn)是在外廓尺寸不大的情況下可以獲得很大的傳動比，同時(shí)工作平穩(wěn)、噪
聲較小，但缺點(diǎn)是傳動效率較低。蝸桿減速器中應(yīng)用廣的是單級蝸桿減速器。
單級蝸桿減速器根據(jù)蝸桿的位置可分為上置蝸桿、下置蝸桿及側(cè)蝸桿三種，其傳動比范圍一般為i：10—70。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡可能選用下置蝸桿的結(jié)構(gòu)，以便于解決潤滑和冷卻問題。
3．蝸桿—齒輪減速器
這種減速器通常將蝸桿傳動作為高速級，因?yàn)楦咚贂r(shí)蝸桿的傳動效率較高。它適用的傳動比范圍為50—130。
18.2 減速器傳動比的分配
由于單級齒輪減速器的傳動比不超過10，當(dāng)總傳動比要求超過此值時(shí)，應(yīng)采用二級
或多級減速器。此時(shí)就應(yīng)考慮各級傳動比的合理分配問題，否則將影響到減速器外形尺寸的大小、承載能力能否充分發(fā)揮等。根據(jù)使用要求的不同，可按下列原則分配傳動比：
(1)使各級傳動的承載能力接近于相等；
(2)使減速器的外廓尺寸和小；
(3)使傳動具有很小的轉(zhuǎn)動慣量；
(4)使各級傳動中大齒輪的浸油-大致相等。
18.3 減速器的結(jié)構(gòu)
圖示為單級直齒圓柱齒輪減速器的結(jié)構(gòu)，它主要由齒輪(或蝸桿)、軸、軸承、箱體等組成。箱體必須有足夠的剛度，為-箱體的剛度及散熱，常在箱體外壁上制有加強(qiáng)肋。為方便減速器的制造、裝配及使用，還在減速器上設(shè)置一系列附件，如檢查孔、透氣孔、油標(biāo)尺或油面指示器、吊鉤及起蓋螺釘?shù)取?/p>
§18-2 變 速 器
減速器的傳動比是固定的，但在工程實(shí)際中，有些工作機(jī)往往需要在幾種不同的轉(zhuǎn)速下工作，這就需要根據(jù)使用要求在工作中隨時(shí)調(diào)整原動機(jī)與工作機(jī)之間的傳動比。
功用：根據(jù)需要能隨時(shí)改變傳動比。
類型：有級變速器---有級變速器的傳動只能按既定的設(shè)計(jì)要求通過-機(jī)構(gòu)分級進(jìn)行變速，
無級變速器--無級變速器的傳動比在設(shè)計(jì)預(yù)定的范圍內(nèi)無級地進(jìn)行改變。
工作原理： 依靠摩擦傳動，改變主動件和從動件的輸出半徑，實(shí)現(xiàn)傳動比的無變化
在工業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)中，齒輪傳動是齒輪減速器主要的部分，也是系統(tǒng)功率傳遞的主要形式，因此齒輪作為機(jī)械傳動的主要角色，在整個(gè)機(jī)械系統(tǒng)中發(fā)揮著舉足輕重的作用，但是以往的對于齒輪傳動性能的評價(jià)只注重于傳動效率、平穩(wěn)性、-性等方面，忽略了齒輪傳動噪音的問題。隨著人們對于機(jī)械設(shè)備性能品質(zhì)要求的提高，對工作環(huán)境也有了-的要求，從而使得減速器齒輪傳動噪音問題-了出來，成為了機(jī)械傳動中急需解決的問題。
齒輪傳動中噪音產(chǎn)生機(jī)理
1、系統(tǒng)傳動誤差
在齒輪傳動中，一個(gè)整體機(jī)械系統(tǒng)其組成往往較為復(fù)雜，完整的齒輪箱作為復(fù)雜的傳動系統(tǒng)，在力的各種形式轉(zhuǎn)化過程中，會產(chǎn)生-幾十種的固有頻率，因此振動形式各式各樣。在物理學(xué)中我們知道，聲音是由振動產(chǎn)生的，任何系統(tǒng)傳動都會產(chǎn)生振動。在系統(tǒng)傳動中，振動是由系統(tǒng)誤差引起的，系統(tǒng)誤差是導(dǎo)致振動的主要原因。
2、齒輪傳動誤差
齒輪傳動中噪音主要產(chǎn)生原因是漸開線誤差或者齒輪間相鄰齒距誤差而造成的。而齒輪傳動中振動幅度和振動頻率是齒輪噪音大小的主要衡量因素，在噪音研究中有著重要的意義。但是在實(shí)際研究中齒輪系統(tǒng)機(jī)械響應(yīng)是非常復(fù)雜的，因此可以通過調(diào)整激勵來改變系統(tǒng)固有頻率。總而言之，齒輪傳動誤差是作用在齒輪和整個(gè)系統(tǒng)的擾動因素并使之產(chǎn)生響應(yīng)，從而產(chǎn)生噪音通過空氣向外傳播。
齒輪減速器在機(jī)械傳動中噪音成因分析
1、參數(shù)因素
齒輪精度
齒輪精度是其設(shè)計(jì)和加工品質(zhì)重要衡量標(biāo)準(zhǔn)，-的齒輪在機(jī)械傳動過程中平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)，產(chǎn)生較少的噪音。但是在實(shí)際輪齒設(shè)計(jì)和加工中，出于經(jīng)濟(jì)性原因，為了降低成本，設(shè)計(jì)者往往在滿足基本強(qiáng)度要求下很大限度選用低精度齒輪等級，因此忽略了精度等級，低精度成為齒輪產(chǎn)生噪聲與側(cè)隙的主要因素，斜齒輪平行軸減速機(jī)，造成噪音增大。
齒輪寬度
在齒輪傳動允許的設(shè)計(jì)范圍內(nèi)，盡可能的增大從動齒輪齒寬，這樣可以增大接觸面積，不但能夠提高齒輪受載能力，還可以提高輪齒傳動的平穩(wěn)性，減少振動，達(dá)到降噪聲目的。
齒距和壓力角
在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)減小齒距能夠增加輪齒嚙合數(shù)量，增加輪齒重合度，從而降低嚙合齒輪撓度，提高傳動效率，減少噪音的產(chǎn)生。此外，較小的壓力角可以使得齒輪接觸角和橫向重合度都增大，使得傳動平穩(wěn)，降低噪音、提高傳動精度。
2、精度因素
嚙合平穩(wěn)性精度
齒輪的工作平穩(wěn)性精度是指在齒輪傳動中對于齒輪瞬時(shí)速比的變化要求。在齒輪轉(zhuǎn)動一周時(shí)會多次出現(xiàn)的轉(zhuǎn)角誤差，在輪齒嚙合過程中瞬時(shí)傳動比的變化會使得齒輪產(chǎn)生多次撞擊形成振動，這樣使齒輪在傳動過程中產(chǎn)生噪音。
齒輪接觸精度
齒輪接觸斑點(diǎn)大小是評價(jià)齒輪接觸精度好壞的主要指標(biāo)，接觸斑點(diǎn)過小勢必會造成齒輪傳動噪聲增大。齒輪接觸精度低是由于齒向誤差影響了輪齒橫向接觸面積，而輪齒基節(jié)偏差和齒形誤差都會對輪齒橫向接觸面積產(chǎn)生影響。
齒輪運(yùn)動精度
齒輪的運(yùn)動精度主要表征了運(yùn)動傳遞的準(zhǔn)確性，即齒輪在嚙合一個(gè)周期后轉(zhuǎn)角誤差很大限值。齒輪齒圈徑向跳動在齒輪旋轉(zhuǎn)一周內(nèi)的齒間累計(jì)誤差會產(chǎn)生低頻噪音，平車用平行軸減速機(jī)，尤其當(dāng)齒間累計(jì)誤差逐漸增大時(shí)，會在齒輪嚙合時(shí)造成沖擊，從而導(dǎo)致角速度的變化，使得噪音-增大。
3、裝配因素
齒輪軸向裝配間隙過小
如果齒輪在裝配前沒有將其毛刺及時(shí)清除，將會導(dǎo)致齒輪端面與前后端蓋之間的滑動接合面在嚙合過程中造成接合面的損壞，使得齒輪運(yùn)動精度降低，產(chǎn)生噪音。
雜物影響
齒輪箱由于雜物進(jìn)入，造成輪齒間磨損加劇，齒輪在轉(zhuǎn)動過程中平穩(wěn)度降低，不但降低齒輪傳動效率，還會使得噪音增大。
齒輪減速器在機(jī)械傳動中的降噪措施
1、齒輪的參數(shù)合理優(yōu)化
適當(dāng)增大主動齒輪的螺旋角
因?yàn)楫?dāng)螺旋角增大時(shí)，齒輪重合度也會隨之加大，這樣會使得噪音大-低。然后，當(dāng)螺旋角過大時(shí)，會導(dǎo)致齒輪加工和安裝可操作性變差，對安裝精度要求-，如果達(dá)不到精度，就會使實(shí)際的重合度變小，其降噪效果反而比螺旋角較小時(shí)要差，因此要選擇合適的螺旋角。
增加從動齒輪齒面寬
齒寬適當(dāng)增加會使得輪齒嚙合度提高，從而使輪齒傳動平穩(wěn)性增強(qiáng)。所以齒輪的齒寬越大其平穩(wěn)性越好，降噪效果越好。
提高齒輪精度
齒輪精度的提高，將大大提高輪齒表面粗糙度，從而提高齒輪的運(yùn)動精度，有效的降低噪音。
2、合理選擇齒面硬度、齒輪側(cè)隙
通過實(shí)驗(yàn)可以得出結(jié)論：通常模數(shù)齒輪側(cè)隙小于0.04mm時(shí)，噪聲較低。所以在設(shè)計(jì)允許的范圍內(nèi)適當(dāng)減小齒輪側(cè)隙就可以降低噪音。此外，在相同材料和精度的情況下，軟齒面比硬齒面噪聲要小1.5-6db，采用主動齒輪硬度比從動齒輪硬度高2-3hbc時(shí)取c，可有效降低噪聲。
3、對齒面進(jìn)行特殊處理
在齒輪強(qiáng)度設(shè)計(jì)所允許的情況下，齒輪加工可以選用高阻尼鑄鐵或某些非金屬材料，也可以通過給齒面進(jìn)行涂鍍非金屬材料來進(jìn)行處理。因?yàn)檫x用具有-塑性和韌性的材料可以減少齒輪嚙合沖力與節(jié)線撞擊，通過減少振動與撞擊的方法，就可以有效降噪。
4、-齒輪潤滑條件
齒輪的潤滑要根據(jù)齒輪的圓周速度來選擇適當(dāng)?shù)臐櫥绞脚c潤滑油，平行軸減速機(jī)，這樣就可以有效的降低噪音。因此根據(jù)減速器的不同以及工作條件的差異來選擇合適的潤滑方式與潤滑劑。此外，對于在高溫環(huán)境下工作的減速器，僅通過油池潤滑將達(dá)不到潤和要求，因此要結(jié)合循環(huán)油潤滑等方式進(jìn)行潤滑。
5、合理設(shè)計(jì)減速箱箱體結(jié)構(gòu)
在減速器齒輪箱箱體設(shè)計(jì)過程中，合理的箱體結(jié)構(gòu)可以增加齒輪傳動箱的密封性，使其具有-的降噪效果。因此齒輪設(shè)計(jì)時(shí)盡可能采用閉式結(jié)構(gòu)，同時(shí)箱體結(jié)合處要安裝減振裝置，同時(shí)將減速器安裝在固定的座體或支撐上，采用這些方法都能夠有效降低噪聲。此外，在對減速器噪音要求較高的情況下，可以在箱體表面設(shè)置阻尼材料層，如泡沫塑料等來降低減速器噪音的產(chǎn)生。
齒輪減速機(jī)潤滑是減速機(jī)保養(yǎng)重要的環(huán)節(jié)。開式及半開式齒輪減速機(jī)傳動，或速度較低的閉式齒輪傳動，通常用人工作周期性加油潤滑，所用潤滑劑為潤滑油或潤滑脂。減速機(jī)的潤滑也有自己的條件，對于不同的減速機(jī)潤滑的條件也是不同的。
1.齒輪減速機(jī)齒輪的圓周速度>;12m/s時(shí)，應(yīng)采用噴油潤滑，即由油泵或中心供油站以~定的壓力供油，借噴嘴將潤滑油噴到輪齒的嚙臺面上。
當(dāng)v≤25m/s時(shí)，噴嘴位于輪齒嚙入邊或哨出邊均可；
當(dāng)v>;25m/s時(shí)，噴嘴應(yīng)位于輪齒哨出的一邊，以便借潤滑油及時(shí)冷卻剛嚙合過的輪齒，同時(shí)亦對輪齒進(jìn)行潤滑。
2.齒輪減速機(jī)通用的閉式齒輪減速機(jī)傳動，其潤滑方法根據(jù)齒輪的圓周速度大小而定。
當(dāng)齒輪的圓周速度v<12m/s時(shí)，常將大齒輪的輪齒浸入油地中進(jìn)行浸油潤滑。這樣，齒輪在傳動時(shí)，就把潤滑油帶到嚙合的齒面上，同時(shí)也將油甩到箱壁上，借以散熱。齒輪浸入油中的-可視齒輪的圓周速度大小而定，對圓柱齒輪通常不直超過一個(gè)齒高，f平行軸減速機(jī)，但一般亦不應(yīng)小于10mm;對圓錐齒輪應(yīng)浸入全齒寬，至少應(yīng)浸入齒寬的一半。在多級齒輪傳動中，可借帶油輪將油帶到未浸入油地內(nèi)的齒輪的齒面上。
3.齒輪減速機(jī)油池中的油量多少，取決于齒輪傳遞功率的大小。對單級傳動，每傳遞ikw的功率，需油量約為0.35~0.7lo對于多級傳動，需油量按級數(shù)-地增加。
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