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1、机械零件与典型机构机械零件与典型机构第四部分 减速器赵 玉 奇 制 作 2019年 6 月 16 日第八章第八章 减速器减速器 第一节 齿轮减速器 第二节 新型减速器赵 玉 奇 制 作 2019年 6 月 16 日第一节第一节 齿轮减速器齿轮减速器一、减速器的类型和结构 减速器是原动机和工作机之间独立的闭式传动装置，用来降低转速、增大转矩，以适应工作机的需要。它一般由封闭在箱体内的齿轮传动或蜗杆传动所组成。由于减速器结构紧凑，传动准确可靠，使用维护方便，在现代机械中应用十分广泛。 1 1齿轮减速器的类型和特点齿轮减速器的类型和特点 减速器通常可分为齿轮减速器、蜗杆减速器及其组合三种类型。 （1
2、）圆柱齿轮减速器 圆柱齿轮减速器按齿轮传动级数可分为单级、两级和多级，按轴在空间的位置分为卧式和立式。（a）卧式 （b）立式 图8-2 单级圆柱齿轮减速器 单级圆柱齿轮减速器。一般直齿轮的传动比i5，斜齿 轮和人字齿轮的传动比i8。 图8-3所示为两级圆柱齿轮减速器，布置形式有展开式、分流式和同轴式，常用的传动比i=850。 圆柱齿轮减速器应用最广，传递的功率范围和圆周速度范围也很大。（a）展开式 （b）分流式 （c）同轴式图8-3 两级圆柱齿轮减速器（2）锥齿轮减速器 图8-4a、b为单级锥齿轮减速器，用于输入轴与输出轴垂直相交的传动，传动比i5。由于锥齿轮精加工比较困难，所以仅在传动布置需
3、要时才采用。当需要传动比较大时可采用两级圆锥-圆柱齿轮减速器（图8-4c）。 （a）卧式 （b）立式 （c）圆锥-圆柱齿轮减速器图8-4 锥齿轮减速器（3）蜗杆减速器 图8-5为单级蜗杆减速器。根据蜗杆布置的位置有下置式、上置式、侧置式。单级蜗杆减速器的传动比范围是：8i80。 蜗杆减速器的特点是在外廓尺寸不大的情况下可以获得大 的传动比，工作平衡，噪声较小。但效率低，只宜传递中 等以下的功率，一般不超过50kW。（a）下置式 （b）上置式 （c）侧置式图8-5 蜗杆减速器2 2圆柱齿轮减速器的主要结构和附件圆柱齿轮减速器的主要结构和附件 减速器的结构随其类型和要求的不同而异，图8-6所示为单
4、级圆柱齿轮减速器的结构，主要由齿轮、轴、轴承和箱体四大部分组成，此外还有一些附件。 箱体用来支承和固定轴及轴上零件，箱体外侧设有加强筋。箱体通常用灰铸铁（HT150，HT200）铸成，对重型减速器和轻型减速器，也可用高强度铸钢和铝合金来铸造 为便于装配，箱体一般剖分成箱座和箱盖两部分，其剖分面与齿轮轴线平面重合。箱座与箱盖用一定数量的螺栓和螺母连接成一体，并用两个定位销（圆柱销）精确定位。 箱盖上设有视孔，以便检查啮合情况和往箱内注油，平时用视孔盖盖住。在箱盖（或视孔盖）上设有通气器，可在温度升高时使箱内空气自由逸出。为了便于揭开箱盖，常在箱盖凸缘上设有起盖螺钉。箱座、箱盖上铸有吊耳（或在箱盖
5、上方安装吊环螺钉），用来起吊减速器。 在箱座上还装有测油尺（或油面指示器），以便随时检查油面高度。油使用一定时期后需要更换，可打开箱体底部的螺塞，将污油从放油孔排出。箱体上还应设置地脚螺钉孔（或连接螺钉孔），以便固定减速器。二、减速器的润滑与密封 在减速器的使用和维护中，齿轮等传动件和轴承若能得到良好润滑，就能降低零件的磨损速度，提高传动效率，延长使用寿命。 齿轮减速器通常采用油池润滑（图8-7a、b），即利用浸在油池中的齿轮将油带到啮合部位，对齿轮传动进行润滑，同时被溅出的润滑油直接溅入轴承内或汇集并流入箱体分箱面上的输油沟（图8-6，再流入轴承内进行润滑，同时也可防止油从剖分面处外渗。若齿
6、轮圆周速度过大时可采用喷油润滑（图8-7c），速度过小时则采用润滑脂润滑。 （a）油池润滑（单级） （b）油池润滑（多级） （c）喷油润滑 图8-7 齿轮减速器的润滑 为了防止油从箱体中泄漏以及保护传动件和轴承不受外界灰尘杂物的侵入，减速器要进行密封。在箱体的剖分面处，在装配前要涂上醇基漆和水玻璃，以防润滑油渗出。在放油孔的凸台处要加防油胶垫，并拧紧油塞，以防漏油。在有轴通过的轴承盖中，要设有密封装置，以保护传动件和轴承不受污染在其他轴承盖处、视孔盖处都应加密封垫。三、减速器的标准 目前我国已制定了多种齿轮及蜗杆减速器标准系列，并由专业部门的工厂生产。用户可根据产品目录选购。圆柱齿轮减速器标准
7、 JB/T 8853-2019锥齿轮减速器标准 YBT050-2019圆柱蜗杆减速器标准 JBZQ4390-1986 减速器高速轴转速不大于1500rmin，减速器齿轮传动圆周速度不大于20ms；减速器工作环境温度为-4045，低于0时，起动前润滑油应预热。 通用圆柱齿轮减速器标准JB/T 8853-2019规定，减速器的代号包括减速器的型号、低速级中心距、公称传动比、装配型式和专业标准号。其中型号用字母组合表示，ZDY、ZLY、ZSY分别表示单级、两级和三级。 例如：代号ZLY56011.6- JB/T 8853-2019的含义。 “ZLY”表示减速器型号为两级； “560”表示低速中心距为
8、560mm； “11.2”表示公称传动比为11.2； “表示第一种装配形式； “JB/T 8853-2019”表示专业标准号。第二节第二节 新型减速器新型减速器一渐开线少齿差行星齿轮传动这种行星齿轮传动由固定的渐开线内齿轮1、行星轮2、行星架H以和一根带输出机构的输出轴V组成。 当行星架H作为输入轴转动时，由于内齿轮1与机架固定，迫使行星齿轮2绕内齿轮1作行星运动。由于行星齿轮与内齿轮的齿数差很少(一般为1到4)，所以行星齿轮绕行星架回转中心所作的运动为反向低速运动，该运动经带输出机构的输出轴V输出，从而达到减速的目的。 这种齿轮传动的主要优点是传动比大(一级减速可达135，二级减速可达100
9、00以上)、结构紧凑、体积小、重量轻，效率高(单级为0.800.94)，便于装配，加工维修容易等。其主要缺点是同时啮合的齿数少，承载能力低。这种齿轮传动适用于中、小型动力传动，在起重运输机械、仪表、轻工机械、化工机械中获得了广泛的应用。二摆线针轮行星传动 摆线针轮行星齿轮传动如图8-9所示，其传动原理和输出机构与渐开线少齿差行星轮传动相同，属一齿差行星齿轮传动，但是其齿轮的齿廓不是渐开线而是摆线。固定内齿轮1的轮齿为带套筒的圆柱销，称为针轮，行星轮2的齿廓曲线为变幅外摆线的等距曲线，称为摆线齿轮，针轮与摆线轮的齿数差为1。摆线针轮行星传动 的结构 主要优点： 传动比大(单级为987，双级为12
10、17569)； 传动效率高(一般在0.9以上)，传递的功率已达100kW； 同时啮合的齿数多，因此承载能力大； 传动平稳；轮齿磨损小，使用寿命长。 主要缺点： 针轮和摆线轮均需要较好的材料GCrl5钢； 制造精度要求高，摆线齿需要专用刀具和专用设备加工 转臂轴承受力较大，轴承寿命短等。 应用 摆线针轮减速器主要应用在要求重量轻传动比大的条件下，如军工、矿山、冶金、造船、仪表、轻工、化工、纺织等机械的传动机构中用它来代替一般的多级减速器。渐开线少齿差行星齿轮系传动流程工业中的应用轻工企业中的应用轧钢流水线应用龙门吊车中应用三谐波齿轮传动 谐波齿轮传动主要是由波发生器H， 刚性齿轮2和柔性齿轮1三
11、个基本构件 组成。 其中柔性齿轮为一薄壁构件，其 外壁有齿，内壁孔径略小于波发生器 的长度。在波发生器H的作用下，迫 使柔轮产生弹性变形而呈椭圆形状。 其椭圆长轴两端的轮齿插进刚性齿轮的齿槽中，而短轴 两端的轮齿则与刚性齿轮的轮齿脱开，其他各处的轮齿 则处于啮合和脱开的过渡阶段。一般刚性齿轮固定不动， 当波发生器回转时，柔性齿轮长轴和短轴的位置随之不 断变化，从而轮齿的啮合和脱开的位置也随之不断变化。 由于在传动过程中柔轮产生的弹性波形近似于谐波，故 称为谐波传动。 主要优点： 传动比大(一般单级传动可达60500)； 同时啮合的齿数多，啮入、啮出的速度低，故承载能力大、传动平稳、运动误差小、
12、传动精度高； 传动效率高；齿侧间隙小，适用于反向转动； 零件少、体积小、重量轻； 具有良好的封闭性。 主要缺点： 是起动力矩大，且速比越小越严重； 柔轮易发生疲劳破坏； 装置发热较大等。 主要应用： 在各种机电一体化产品中，如工业机器人、数控机床、仪器仪表、通讯设备等。 谐波传动广泛应用于航空航天、机器人、加工中心、雷达设备、造纸机械、纺织机械、半导体工业晶圆传送装置、印刷包装机械、医疗器械、金属成型机械、仪器仪表、光学制造设备、核设施以及空气动力实验研究等领域。 1.日本本田公司仿生机器人ASIMO的手臂与腿部至少使用了24套谐波传动装置 2.美国NASA发射的火星机器人，每个则使用了19套
13、谐波传动装置。 实践与训练实践与训练1414 减速器主要技术参数测定减速器主要技术参数测定任务目标：1观察分析减速器的主要技术参数。 2测定减速器齿轮的侧隙、接触斑点。任务描述：1测量读取齿轮的基本参数，主要几何尺寸。 2计算齿轮主要几何尺寸，计算减速器的传动比 3. 测定齿轮减速器的侧隙、接触斑点。物料准备：训练工具包括旋具（螺丝刀）、各种类型的扳手 （如活板手、梅花板手、套筒扳手等）、手锤、 铜棒、铅丝、红丹粉、煤油、毛刷、游标卡尺、 千分尺等。训练设备为两级圆柱齿轮减速器。技术要求： 1观察箱体内零件及各零件的相对位置，并用手转动两轴伸出端，观察运动件和不动件及零件之间的运动间隙、两轴之
14、间的速度变化，感觉所加转矩大小的差异。 2. 观察相互啮合的齿轮对数，并数出各对齿轮齿数，计算出各级传动比，填入实验报告。任务实施： 将测定的减速器参数分别填入表sx-27、表sx-28中。表sx-27 减速器的主要参数测定 齿 数高速级低速级Z1Z2Z3Z4分级传动比总传动比模数mn或m（mm）旋向与螺旋角() 表sx-27 减速器的主要参数测定高速级低速级分度圆直径d1= d2= d3= d4= 齿宽b1=b2=b 3=b 4=齿宽系数中心距（mm）a1= a2= 减速器额定功率（kW）表表sx-28 sx-28 减速器齿轮啮合参数的测定减速器齿轮啮合参数的测定位 置高速级低速级 齿 数Z
15、1Z2Z3Z4侧隙测定 测定方法： 首先固定住大齿轮，然后正、反转动小齿轮，感觉侧隙的存在和大小。然后，在啮合齿面间加入铅丝，转动齿轮一周，取出铅丝，测量压扁处的厚度，此厚度（铅丝沿轴向放入）或厚度的两倍（铅丝沿周向放入）即为侧隙的大小。 啮合侧隙用铅丝检验不小于0.16mm，铅丝不得大于最小侧隙的4倍。 侧隙数值： 侧隙数值： 接触精度 检查方法： 先用干净的棉纱擦净相互啮合的34对齿面，然后在小齿轮齿面上涂一 薄层涂料，轻轻制动住大齿轮，再转动小齿轮一周，观察大齿轮上对应 齿面上的印痕，认识齿面的接触精度。用涂色法检验斑点，按齿高接触 斑点不小于40，按齿长接触斑点不小于50，必要时可用研
16、磨或刮研 以改善接触情况。 接触精度 绘出接触斑点的位置形状 齿高接触精度： 齿长接触精度： 任务评价 采用自评、小组互评、教师评价相结合的方法，按照考核表进行评价（见表sx-29），最后由教师作出总结。表sx-29 实训考核评价表项目项目要求要求分值分值自评自评互评互评教师评教师评得分得分学习态度学习态度准备充分，遵守纪律，团队准备充分，遵守纪律，团队协作完成任务协作完成任务 2020方法与过程方法与过程方法正确，过程合理，正确方法正确，过程合理，正确使用工具、器材，按规定时使用工具、器材，按规定时间完成间完成 3030结果结果观察仔细、结果准确观察仔细、结果准确 5050总总 分分1001
17、00工业文明与文化工业文明与文化 精益生产精益生产1. 精益生产的起源 1950年，日本的丰田英二考察了美国底持律的福特公司的轿车厂。当时这个厂每天能生产7000辆轿车，比日本丰田公司一年的产量还要多。但丰田在他的考察报告中却写道：“那里的生产体制还有改进的可能”。 丰田英二和他的伙伴大野耐一进行了一系列的探索和实验，根据日本的国情，提出了解决问题的方法。形成了完整的丰田生产方式，使日本的汽车工业超过了美国，产量达到了1300万辆，占世界汽车总量的30以上。麻省理工学院的教授们把这种生产方式称为“精益生产”。 精益生产方式起源于日本丰田汽车公司，又称丰田生产方式。它是继美国福特汽车公司提出大量
18、生产方式后，对人类社会和企业生产产生重大影响的又一种生产方式，是现代工业化的一个新的代表。 按精益生产方式的要求，生产现场管理必须合理地组织现场的各种生产要素，做到人流、物流运转有序，信息流及时准确，使生产现场始终处于正常、有序、可控的状态。2精益生产的基本特征 （1）以市场需求为依据，最大限度地满足市场多元化的需要。 （2）产品开发采用并行工程方法，确保质量、成本和用户要求，缩短产品开发周期。 （3）按销售合同组织多品种小批量生产。 （4）生产过程由上道工序推动下道工序生产变为下道工序要求拉动上道工序生产。2精益生产的基本特征 （5）以“人”为中心，充分调动人的积极性，一般推行多机操作、多工序管理，以提高劳动生产率。 （6）追求无废品、零库存，以降低生产成本。 （7）消除一切影响工作的“松弛点”，以最佳工作环境、条件和最佳工作态度，从事最佳工作，从而全面追求“尽善尽美”。高等教育出版社H ig h er E d u catio n Press致 谢（黑体48pt）
