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各類減速機技術探討

禮拜一 - 11/11/2019 10:58
減速機是一種動力傳達機構,利用齒輪的速度轉換器,將電機(馬達)的迴轉數減速到所要的迴轉數,並得到較大轉矩的機構。在目前用於傳遞動力與運動的機構中,減速機的應用範圍相當廣泛。
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幾乎在各式機械的傳動系統中都可以見到它的踪跡,從交通工具的船舶、汽車、機車,建築用的重型機具,機械工業所用的加工機具及自動化生產設備,到日常生活中常見的家電,鐘錶等等.其應用從大動力的傳輸工作,到小負荷,精確的角度傳輸都可以見到減速機的應用,且在工業應用上,減速機具有減速及增加轉矩功能。因此廣泛應用在速度與扭矩的轉換設備。減速機的作用主要有:
 
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機額定扭矩。
 
2)減速同時降低了負載的慣量,慣量的減少為減速比的平方。大家可以看一下一般電機都有一個慣量數值。
 
減速機的工作原理
 
減速機一般用於低轉速大扭矩的傳動設備,把電動機.內燃機或其它高速運轉的動力通過減速機的輸入軸上的齒數少的齒輪嚙合輸出軸上的大齒輪來達到減速的目的,普通的減速機也會有幾對相同原理齒輪達到理想的減速效果,大小齒輪的齒數之比,就是傳動比。
 
減速機的種類
 
減速機是一種相對精密的機械,使用它的目的是降低轉速,增加轉矩。它的種類繁多,型號各異,不同種類有不同的用途。減速器的種類繁多,按照傳動類型可分為齒輪減速器、蜗杆減速器和行星齒輪減速器;按照傳動級數不同可分為單級和多級減速器;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;按照傳動的佈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分類:
 
⑴擺線針輪減速機⑵硬齒面圓柱齒輪減速器⑶行星齒輪減速機⑷軟齒面減速機⑸三環減速機⑹起重機減速機⑺蜗杆減速機⑻軸裝式硬齒面減速機⑼無級變速器
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蝸輪蜗杆減速機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。諧波減速機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、不耐衝擊,剛性與金屬件相比較差。輸入轉速不能太高。行星減速機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。
 
擺線減速機特點
 
行星擺線減速機是一種應用行星傳動原理,採用擺線針輪嚙合,設計先進、結構新穎。這種減速機在絕大多數情況下已替代兩級、三級普通圓柱齒輪減速機及圓柱蜗杆減速機,在軍工、航天、冶金、礦、石油、化工、船舶、輕工、食品、紡織、印染、製藥、橡​​膠、塑料、及起重運輸等方面得到日益廣泛的應用。
 
一、產品特點
 
1.傳動比大。一級減速時傳動比為1/6--1/87。兩級減速時傳動比為1/99--1/7569;三級傳動時傳動比為1/5841--1/658503。另外根據需要還可以採用多級組合,速比達到指定大。
 
2.傳動效率高。由於嚙合部位採用了滾動嚙合,一般一級傳動效率為90%--95%。
 
3.結構緊湊,體積小,重量輕。體積和普通圓柱齒輪減速機相比可減小2/1--2/3。
 
4.故障少,壽命長。主要傳動嚙合件使用軸承鋼磨削製造,因此機械性能與耐磨性能均佳,又因其為滾動摩擦,因而故障少,壽命長。
 
5.運轉平穩可靠。因傳動過程中為多齒嚙合,所以使之運轉平穩可靠,噪聲低。
 
6.拆裝方便,容易維修。
 
7.過載能力強,耐衝擊,慣性力矩小,適用於起動頻繁和正反轉運轉的特點。
 
二、技術規格
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1、機型號:
 
按傳動比分為:一級、二級、三級。
一級有十三種機型:0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12。
兩級有14種機型:00,20;32,42,53,63,64,74,84,85,95,106,117,128。
三級有8種機型:420,742,842,853,953,1063,1174,1285。
按結構型式分為:臥式、立式、雙軸型、直聯型四種。
 
2、傳動比:
 
一級減速的傳動比有:9,11,17,21,23,25,29,35,43,47,59,71,87。
兩級減速的傳動比有:99,121,187,289,319,385,473,493,595,649,731,841,1003,1225, 1505,1849,2065,2537,3045,3481,5133。
三級減速的傳動比有:5841-658530
 
減速機的發展
 
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。通用減速器的發展趨勢如下:
 
①高水平、高性能。圓柱齒輪普遍採用滲碳淬火、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。基本參數採用優先數,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,利於組織批量生產和降低成本。
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,增添了空心軸懸掛式、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採用好的材料,普遍採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。
 
減速器的設計程序
 
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:恆定載荷或變載荷,變載荷的載荷圖;啟、制動與短時過載轉矩,啟動頻率;衝擊和振動程度;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、臥式)。
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、氣流速度和酸鹼度等環境條件;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、標準件來源和庫存情況。
11、製造廠的製造能力。
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。​​用於重要場合時,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、確定傳動級數
按總傳動比,確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
確定減速器的結構、軸的尺寸、跨距及軸承型號等。
七、校校
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、確定減速器的附件
十、確定齒輪滲碳深度
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、繪製施工圖
在設計中應貫徹國家和行業的有關標準。

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