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减速机

基本简介

减速器是原动机和工作机之间的独立的闭式传动装置,用来降低转速和增大转矩,以满足工作需要,在某些场合也用来增速,称为增速器。
选用减速器时应根据工作机的选用条件,技术参数,动力机的性能,经济性等因素,比较不同类型、品种减速器的外廓尺寸,传动效率,承载能力,质量,价格等,选择最适合的减速器。
减速器是一种相对精密的机械,使用它的目的是降低转速,增加转矩。

结构特点

减速器主要由传动零件(齿轮或蜗杆)、轴、轴承、箱体及其附件所组成。其基本结构有三大部分:

一、齿轮、轴及轴承组合

小齿轮与轴制成一体,称齿轮轴,这种结构用于齿轮直径与轴的直径相关不大的情况下,如果轴的直径为d,齿轮齿根圆的直径为df,则当df-d≤6~7mn时,应采用这种结构。而当df-d>6~7mn时,采用齿轮与轴分开为两个零件的结构,如低速轴与大齿轮。此时齿轮与轴的周向固定平键联接,轴上零件利用轴肩、轴套和轴承盖作轴向固定。两轴均采用了深沟球轴承。这种组合,用于承受径向载荷和不

大的轴向载荷的情况。当轴向载荷较大时,应采用角接触球轴承、圆锥滚子轴承或深沟球轴承与推力轴承的组合结构。轴承是利用齿轮旋转时溅起的稀油,进行润滑。箱座中油池的润滑油,被旋转的齿轮溅起飞溅到箱盖的内壁上,沿内壁流到分箱面坡口后,通过导油槽流入轴承。当浸油齿轮圆周速度υ≤2m/s时,应采用润滑脂润滑轴承,为避免可能溅起的稀油冲掉润滑脂,可采用挡油环将其分开。为防止润滑油流失和外界灰尘进入箱内,在轴承端盖和外伸轴之间装有密封元件。

二、箱体

箱体是减速器的重要组成部件。它是传动零件的基座,应具有足够的强度和刚度。

箱体通常用灰铸铁制造,对于重载或有冲击载荷的减速器也可以采用铸钢箱体。单体生产的减速器,为了简化工艺、降低成本,可采用钢板焊接的箱体。

灰铸铁具有很好的铸造性能和减振性能。为了便于轴系部件的安装和拆卸,箱体制成沿轴心线水平剖分式。上箱盖和下箱体用螺栓联接成一体。轴承座的联接螺栓应尽量靠近轴承座孔,而轴承座旁的凸台,应具有足够的承托面,以便放置联接螺栓,并保证旋紧螺栓时需要的扳手空间。为保证箱体具有足够的刚度,在轴承孔附近加支撑肋。为保证减速器安置在基础上的稳定性并尽可能减少箱体底座平面的机械加工面积,箱体底座一般不采用完整的平面。

三、减速器附件

为了保证减速器的正常工作,除了对齿轮、轴、轴承组合和箱体的结构设计给予足够的重视外,还应考虑到为减速器润滑油池注油、排油、检查油面高度、加工及拆装检修时箱盖与箱座的精确定位、吊装等辅助零件和部件的合理选择和设计。

1、检查孔为检查传动零件的啮合情况,并向箱内注入润滑油,应在箱体的适当位置设置检查孔。检查孔设在上箱盖顶部能直接观察到齿轮啮合部位处。平时,检查孔的盖板用螺钉固定在箱盖上。

2、通气器减速器工作时,箱体内温度升高,气体膨胀,压力增大,为使箱内热胀空气能自由排出,以保持箱内外压力平衡,不致使润滑油沿分箱面或轴伸密封件等其他缝隙渗漏,通常在箱体顶部装设通气器。

3、轴承盖为固定轴系部件的轴向位置并承受轴向载荷,轴承座孔两端用轴承盖封闭。轴承盖有凸缘式和嵌入式两种。利用六角螺栓固定在箱体上,外伸轴处的轴承盖是通孔,其中装有密封装置。凸缘式轴承盖的优点是拆装、调整轴承方便,但和嵌入式轴承盖相比,零件数目较多,尺寸较大,外观不平整。

4、定位销为保证每次拆装箱盖时,仍保持轴承座孔制造加工时的精度,应在精加工轴承孔前,在箱盖与箱座的联接凸缘上配装定位销。安置在箱体纵向两侧联接凸缘上,对称箱体应呈对称布置,以免错装。

5、油面指示器检查减速器内油池油面的高度,经常保持油池内有适量的油,一般在箱体便于观察、油面较稳定的部位,装设油面指示器。

6、放油螺塞换油时,排放污油和清洗剂,应在箱座底部,油池的最低位置处开设放油孔,平时用螺塞将放油孔堵住,放油螺塞和箱体接合面间应加防漏用的垫圈。

7、启箱螺钉为加强密封效果,通常在装配时于箱体剖分面上涂以水玻璃或密封胶,因而在拆卸时往往因胶结紧密难于开盖。为此常在箱盖联接凸缘的适当位置,加工出~2个螺孔,旋入启箱用的圆柱端或平端的启箱螺钉。旋动启箱螺钉便可将上箱盖顶起。小型减速器也可不设启箱螺钉,启盖时用起子撬开箱盖,启箱螺钉的大小可同于凸缘联接螺栓

设计程序

一、设计的原始资料和数据

1、原动机的类型、规格、转速、功率(或转矩)、启动特性、短时过载能力、转动惯量等。

2、工作机械的类型、规格、用途、转速、功率(或转矩)。工作制度:恒定载荷或变载荷,变载荷的载荷图;启、制动与短时过载转矩,启动频率;冲击和振动程度;旋转方向等。

3、原动机 作机与减速器的联接方式,轴伸是否有径向力及轴向力。

4、安装型式(减速器与原动机、工作机的相对位置、立式、卧式)。

5、传动比及其允许误差。

6、对尺寸及重量的要求。

7、对使用寿命、安全程度和可靠性的要求。

8、环境温度、灰尘浓度、气流速度和酸碱度等环境条件;润滑与冷却条件(是否有循环水、润滑站)以及对振动、噪声的限制。

9、对操作、控制的要求。

10、材料、毛坯、标准件来源和库存情况。

11、制造厂的制造能力。

12、对批量、成本和价格的要求。

13、交货期限。

上述前四条是必备条件,其他方面可按常规设计,例如设计寿命一般为!"年。用于重要场合时,可靠性应较高等。

二、选定减速器的类型和安装型式

三、初定各项工艺方法及参数

选定性能水平,初定齿轮及主要机件的材料、热处理工艺、精加工方法、润滑方式及润滑油品。

四、确定传动级数

按总传动比,确定传动的级数和各级的传动比。

五、初定几何参数

初算齿轮传动中心距(或节圆直径)、模数及其他几何参数。

六、整体方案设计

确定减速器的结构、轴的尺寸、跨距及轴承型号等。

七、校核

校核齿轮、轴、键等负载件的强度,计算轴承寿命。

八、润滑冷却计算

九、确定减速器的附件

十、确定齿轮渗碳深度

必要时还要进行齿形及齿向修形量等工艺数据的计算。

十一、绘制施工图

在设计中应贯彻国家和行业的有关标准。

使用分类

1、减速器按用途可分为通用减速器和专用减速器两大类,两者的设计、制造和使用特点各不相同。20世纪70-80年代,世界上减速器技术有了很大的发展,且与新技术革命的发展紧密结合。 减速机按结构分类:齿轮结构减速器,蜗轮结构减速器,行星结构减速机器

2、一般的减速器有斜齿轮减速器(包括平行轴斜齿轮减速器、蜗轮减速器、锥齿轮减速器等等)、行星齿轮减速器、摆线针轮减速器、蜗轮蜗杆减速器、行星摩擦式机械无级变速机等等。

1)圆柱齿轮减速器

单级、二级、二级以上二级。布置形式:展开式、分流式、同轴式。

2)圆锥齿轮减速器

用于输入轴和输出轴位置成相交的场合。

3)蜗杆减速器

主要用于传动比i>10的场合,传动比较大时结构紧凑。其缺点是效率低。目前广泛应用阿基米德蜗杆减速器。

4)齿轮—蜗杆减速器

若齿轮传动在高速级,则结构紧凑;

若蜗杆传动在高速级,则效率较高。

5)行星齿轮减速器

传动效率高,传动比范围广,传动功率12W~50000KW,体积和重量小。

3、 常见减速器的种类

1) 蜗轮蜗杆减速器的主要特点是具有反向自锁功能,可以有较大的减速比,输入轴和输出轴不在同一轴线上,也不在同一平面上。但是一般体积较大,传动效率不高,精度不高。

2) 谐波减速器的谐波传动是利用柔性元件可控的弹性变形来传递运动和动力的,体积不大、精度很高,但缺点是柔轮寿命有限、不耐冲击,刚性与金属件相比较差。输入转速不能太高。

3) 行星减速器其优点是结构比较紧凑,回程间隙小、精度较高,使用寿命很长,额定输出扭矩可以做的很大。但价格略贵。 减速器: 简言之,一般机器的功率在设计并制造出来后,其额定功率就不在改变,这时,速度越大,则扭矩(或扭力)越小;速度越小,则扭力越大。

主要载荷

与减速器联接的工作机载荷状态比较复杂,对减速器的影响很大,是减速器选用及计算的重要因素,减速器的载荷状态即工作机(从动机)的载荷状态,通常分为三类:

①—均匀载荷;

②—中等冲击载荷;

③—强冲击载荷。

型号选择

尽量选用接近理想减速比:

减速比=伺服马达转速/减速机出力轴转速

扭力计算:

对减速机的寿命而言,扭力计算非常重要,并且要注意加速度的最大转矩值(TP),是否超

过减速机之最大负载扭力.

适用功率通常为市面上的伺服机种的适用功率,减速机的适用性很高,工作系数都能维持在1.2以上,但在选用上也可以以自己的需要来决定:

要点有二:

A.选用伺服电机的出力轴径不能大于表格上最大使用轴径.

B.若经扭力计算工作,转速可以满足平常运转,但在伺服全额输出时,有不足现象时,我们可以在电机侧之驱动器,做限流控制,或在机械轴上做扭力保护,这是很必要的.

安装方法

正确的安装,使用和维护减速器,是保证机械设备正常运行的重要环节。 因此,在您安装减速器时,请务必严格按照下面的安装使用相关事项,认真地装配和使用。

第一步是安装前确认电机和减速器是否完好无损,并且严格检查电机与减速器相连接的各部位尺寸是否匹配,这里是电机的定位凸台、输入轴与减速器凹槽等尺寸及配合公差。

第二步是旋下减速器法兰外侧防尘孔上的螺钉,调整夹紧环使其侧孔与防尘孔对齐,插入内六角旋紧。之后,取走电机轴键。

第三步是将电机与减速器自然连接。连接时必须保证减速器输出轴与电机输入轴同心度一致,且二者外侧法兰平行。如同心度不一致,会导致电机轴折断或减速机齿轮磨损。

检查维护

不同的润滑油禁止相互混合使用。油位螺塞、放油螺塞和通气器的位置由安装位置决定。它们的相关位置可参考减速机的安装位置图来确定。

一、油位的检查

切断电源,防止触电!等待减速机冷却!

移去油位螺塞检查油是否充满。

安装油位螺塞。

二、油的检查

切断电源,防止触电!等待减速机冷却!

打开放油螺塞,取油样。

检查油的粘度指数

——如果油明显浑浊,建议尽快更换。

对于带油位螺塞的减速机

——检查油位,是否合格

——安装油位螺塞

三、油的更换

冷却后油的粘度增大放油困难,减速机应在运行温度下换油。

切断电源,防止触电!等待减速机冷却下来无燃烧危险为止!

注意:换油时减速机仍应保持温热。

在放油螺塞下面放一个接油盘。

打开油位螺塞、通气器和放油螺塞。

将油全部排除。

装上放油螺塞。

注入同牌号的新油。

油量应与安装位置一致。

在油位螺塞处检查油位。

拧紧油位螺塞及通气器

故障解决

减速器渗漏油原因分析及解决方案

原因分析

1、油箱内压力升高

在封闭的减速机里,每一对齿轮相啮合发生摩擦便要发出热量,根据波义耳马略特定律,随着运转时间的加长,使减速机箱内温度逐渐升高,而减速机箱内体积不变,故箱内压力随之增加,箱体内润滑油经飞溅,洒在减速机箱内壁。由于油的渗透性比较强,在箱内压力下,哪一处密封不严,油便从哪里渗出。

2、减速机结构设计不合理引起漏油

如设计的减速机没有通风罩,减速机无法实现均压,造成箱内压力越来越高,出现漏油现象。

3、加油量过多

减速机在运转过程中,油池被搅动得很厉害,润滑油在机内到处飞溅,如果加油量过多,使大量润滑油积聚在轴封、结合面等处,导致泄漏。

4、检修工艺不当

在设备检修时,由于结合面上污物清除不彻底,或密封胶选用不当、密封件方向装反、不及时更换密封件等也会引起漏油。

处理方案

采用高分子复合材料修复治理减速机渗漏油,高分子复合材料是以高分子聚合物、金属或陶瓷超细粉末、纤维等为基料,在固化剂、固化促进剂的作用下复合而成的材料。各种材料在性能上互相取长补短,产生协同效应,使复合材料的综合性能优于原组成材料。具备极强的粘接力、机械性能、和耐化学腐蚀等性能,因而广泛应用于金属设备的机械磨损、划伤、凹坑、裂缝、渗漏、铸造砂眼等的修复以及各种化学储罐、反应罐、管道的化学防腐保护及修复。对于减速机静密封点泄漏可采用美嘉华高分子复合材料和技术现场治理渗漏,不用拆卸,高分子复合材料在外部治理渗漏,省时省力,效果立竿见影,其产品具备的优越的粘着力、耐油性及350%的拉伸度,克服减速机振动造成的影响,很好地为企业解决了多年无法解决的问题。如果减速机运转中静密封点漏油,可用表面工程技术的油面紧急修补剂粘堵,从而达到消除漏油的目的。

发展趋势

1、高水平、高性能。圆柱齿轮普遍采用渗碳淬火、磨齿,承载能力提高4倍以上,体积小、重量轻、噪声低、效率高、可靠性高。

2、积木式组合设计。基本参数采用优先数,尺寸规格整齐,零件通用性和互换性强,系列容易扩充和花样翻新,利于组织批量生产和降低成本。

3、型式多样化,变型设计多。摆脱了传统的单一的底座安装方式,增添了空心轴悬挂式、浮动支承底座、电动机与减速器一体式联接,多方位安装面等不同型式,扩大使用范围。

促使减速器水平提高的主要因素有: ①理论知识的日趋完善,更接近实际(如齿轮强度计算方法、修形技术、变形计算、优化设计方法、齿根圆滑过渡、新结构等)。 ②采用好的材料,普遍采用各种优质合金钢锻件,材料和热处理质量控制水平提高。 ③结构设计更合理。 ④加工精度提高到ISO5-6级。 ⑤轴承质量和寿命提高。 ⑥润滑油质量提高。

行业前景

前瞻产业研究院发布的《2015-2020年中国减速机行业市场前瞻与投资战略规划分析报告》数据显示,2011-2012年我国减速机制造行业经营指标整体呈现增长趋势,2012年,行业的工业总产值为658.08亿元,较上年增长8.06%;销售收入为643.65亿元,较上年增长7.23%;行业的资产总额和负债规模分别为523.78亿元和268.05亿元。在新统计口径下,2012年行业规模(2000万元)以上企业数量有439家,从业人员为74701人,利润总额为47.04亿元。

分析认为,减速机的下游应用行业主要包括起重运输、水泥建材、重型矿山、冶金、电力和航空船用等国民经济及国防工业的各个领域。由于下游市场给力,我国减速机行业发展前景看好,具体分析如下:

起重运输设备行业对减速机的需求前景

分析认为,我国起重运输设备制造行业面临良好的发展机遇。2013年我国外部发展环境总体回暖,国内投资有望实现较快增长,这为起重运输设备制造企业发展创造了良好的宏观环境。起重运输设备是减速机应用最为广泛的行业,该行业的发展速度直接影响着减速机市场需求增长的快慢。预计“十二五”期间,我国起重运输设备制造业将继续保持快速增长的势头,受益于此,减速机需求也将得到有效拉动。

水泥机械行业对减速机的需求前景

《水泥工业“十二五”发展规划》对“十二五”期间水泥行业的发展提出以下目标:到2015年,规模以上企业工业增加值年均增长10%以上,淘汰落后水泥产能,主要污染物实现达标排放,协同处置取得明显进展,综合利用废弃物总量提高20%,42.5级及以上产品消费比例力争达到50%以上,前10家企业生产集中度达到35%以上。

分析认为,水泥机械作为振兴水泥工业的重要行业。随着国家对基础设施建设的政策支持力度以及对水泥行业宏观调控力度的加大,水泥机械市场需求增长空间将更为广阔,水泥机械行业将朝着更合理的方向发展。减速机是水泥机械中用到的第二大类通用机械设备,其市场景气度必然伴随着水泥机械行业的旺盛需求而继续上行。

冶金机械行业对减速机的需求前景

分析认为,“十二五”期间,在国家宏观调控的指导下,钢铁产业将严格控制产能总量,加快淘汰落后产能,严格控制新增产能。钢铁产业在经历了长期粗放型扩张后,亟待加快结构调整和产业升级,而这种调整给冶金重型机械制造业特别是高技术含量的高端装备制造业带来了挑战,也带来了市场机遇。总体而言,机遇大于挑战,“十二五”期间环保和大型高效钢铁冶炼设备将迎来新一轮高速增长。作为冶金设备的重要配套产品,减速机在冶金设备中的需求也将会得到有效拉动。

结合上面的分析,前瞻产业研究院预测,“十二五”期间我国减速机行业将继续保持快速增长的势头。结合2003-2012年我国减速机行业的发展态势及国内外宏观经济的走势,预计“十二五”期间我国减速机行业将实现年均10%以上的速度增长,到2017年减速机行业收入规模将超过1000亿元。

前景分析

起重运输设备行业对减速机的需求前景

我国起重运输设备制造行业面临良好的发展机遇。城镇化加速落实,使得城市基础设施建设催生出庞大的机械设备需求,这为起重运输设备制造企业发展创造了良好的宏观环境。

起重运输设备是减速机应用最为广泛的行业,该行业的发展速度直接影响着减速机市场需求增长的快慢。我国起重运输设备制造业将继续保持快速增长的势头,受益于此,减速机需求也将得到有效拉动。

水泥机械行业对减速机的需求前景

水泥机械作为振兴水泥工业的重要行业。随着国家对基础设施建设的政策支持力度以及对水泥行业宏观调控力度的加大,水泥机械市场需求增长空间将更为广阔,水泥机械行业将朝着更合理的方向发展。减速机是水泥机械中用到的第二大类通用机械设备,其市场景气度必然伴随着水泥机械行业的旺盛需求而继续上行。

冶金机械行业对减速机的需求前景

这几年,在国家宏观调控的指导下,钢铁产业严格控制产能总量,加快淘汰落后产能,严格控制新增产能。钢铁产业在经历了长期粗放型扩张后,亟待加快结构调整和产业升级,而这种调整给冶金重型机械制造业特别是高技术含量的高端装备制造业带来了挑战,也带来了市场机遇。

总体而言,机遇大于挑战,“十二五”期间环保和大型高效钢铁冶炼设备将迎来新一轮高速增长。作为冶金设备的重要配套产品,减速机在冶金设备中的需求也将会得到有效拉动。

机器人行业对减速机的需求前景

机器人行业是当下最受瞩目的行业,发展空间不用多说。精密减速器是中工业机器人最关键的功能部件,是机器人产业链至关重要的应用环节。

据国家权威部门预测,2015年至2018年,我国工业机器人对减速器的新增需求量依次将达到23.6万套、29.6万套、36.9万套和46.2万套。此外,对于国内市场保有的工业机器人按一般使用寿命8~10年计算,未来国内对于精密减速器的市场需求将超过100万台,年市场销售额将突破100亿元以上。

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