蝸輪箱設(shè)計(jì)
蝸輪箱設(shè)計(jì),蝸輪箱設(shè)計(jì),蝸輪,設(shè)計(jì)
第一章 引言
1.1蝸輪箱的背景
一、蝸輪箱的用途:
蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)常用來傳遞兩交錯(cuò)軸之間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。蝸輪與蝸桿在其中間平面內(nèi)相當(dāng)于齒輪與齒條,蝸桿又與螺桿形狀相似。
二、蝸輪箱的基本參數(shù):
模數(shù)m、壓力角、蝸桿直徑系數(shù)q、導(dǎo)程角、蝸桿頭數(shù) 、蝸輪齒數(shù)、齒頂高系數(shù)(取1)及頂隙系數(shù)(取0.2)。其中,模數(shù)m和壓力角是指蝸桿軸面的模數(shù)和壓力角,亦即蝸輪端面的模數(shù)和壓力角,且均為標(biāo)準(zhǔn)值;蝸桿直徑系數(shù)q為蝸桿分度圓直徑與其模數(shù)m的比值。
三、蝸輪蝸桿正確嚙合的條件
1.中間平面內(nèi)蝸桿與蝸輪的模數(shù)和壓力角分別相等,即蝸輪的端面模數(shù)等于蝸桿的軸面模數(shù)且為標(biāo)準(zhǔn)值;蝸輪的端面壓力角應(yīng)等于蝸桿的軸面壓力角且為標(biāo)準(zhǔn)值,即 ==m ,==
2.當(dāng)蝸輪蝸桿的交錯(cuò)角為時(shí),還需保證,而且蝸輪與蝸桿螺旋線旋向必須相同。
四、幾何尺寸計(jì)算與圓柱齒輪基本相同,需注意的幾個(gè)問題是:
1.蝸桿導(dǎo)程角,是蝸桿分度圓柱上螺旋線的切線與蝸桿端面之間的夾角,與螺桿螺旋角的關(guān)系為,蝸輪的螺旋角,大則傳動(dòng)效率高,當(dāng)小于嚙合齒間當(dāng)量摩擦角時(shí),機(jī)構(gòu)自鎖。
2.引入蝸桿直徑系數(shù)q是為了限制蝸輪滾刀的數(shù)目,使蝸桿分度圓直徑進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化m一定時(shí),q大則大,蝸桿軸的剛度及強(qiáng)度相應(yīng)增大;一定時(shí),q小則導(dǎo)程角增大,傳動(dòng)效率相應(yīng)提高。
3.蝸桿頭數(shù)推薦值為1、2、4、6,當(dāng)取小值時(shí),其傳動(dòng)比大,且具有自鎖性;當(dāng)取大值時(shí),傳動(dòng)效率高。
與圓柱齒輪傳動(dòng)不同,蝸桿蝸輪機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比不等于,而是,蝸桿蝸輪機(jī)構(gòu)的中心距不等于,而是。
4.蝸桿蝸輪傳動(dòng)中蝸輪轉(zhuǎn)向的判定方法,可根據(jù)嚙合點(diǎn)K處方向、方向(平行于螺旋線的切線)及應(yīng)垂直于蝸輪軸線畫速度矢量三角形來判定;也可用“右旋蝸桿左手握,左旋蝸桿右手握,四指拇指”來判定。
五、蝸輪箱的機(jī)構(gòu)特點(diǎn)
1.可以得到很大的傳動(dòng)比,比交錯(cuò)軸斜齒輪機(jī)構(gòu)緊湊
2.兩輪嚙合齒面間為線接觸,其承載能力大大高于交錯(cuò)軸斜齒輪機(jī)構(gòu)
3.蝸桿傳動(dòng)相當(dāng)于螺旋傳動(dòng),為多齒嚙合傳動(dòng),故傳動(dòng)平穩(wěn)、噪音很小
4.具有自鎖性。當(dāng)蝸桿的導(dǎo)程角小于嚙合輪齒間的當(dāng)量摩擦角時(shí),機(jī)構(gòu)具有自鎖性,可實(shí)現(xiàn)反向自鎖,即只能由蝸桿帶動(dòng)蝸輪,而不能由蝸輪帶動(dòng)蝸桿。如在其重機(jī)械中使用的自鎖蝸桿機(jī)構(gòu),其反向自鎖性可起安全保護(hù)作用。
5.傳動(dòng)效率較低,磨損較嚴(yán)重。蝸輪蝸桿嚙合傳動(dòng)時(shí),嚙合輪齒間的相對(duì)滑動(dòng)速度大,故摩擦損耗大、效率低。另一方面,相對(duì)滑動(dòng)速度大使齒面磨損嚴(yán)重、發(fā)熱嚴(yán)重,為了散熱和減小磨損,常采用價(jià)格較為昂貴的減摩性與抗磨性較好的材料及良好的潤(rùn)滑裝置,因而成本較高 。
蝸桿軸向力較大
六、蝸輪箱的應(yīng)用
蝸輪及蝸桿機(jī)構(gòu)常被用于兩軸交錯(cuò)、傳動(dòng)比大、傳動(dòng)功率不大或間歇工作的場(chǎng)合
蝸輪蝸桿傳動(dòng)用于兩軸交叉成90度,但彼此既不平行又不相交的情況下,通常在蝸輪傳動(dòng)中,蝸桿是主動(dòng)件,而蝸輪是被動(dòng)件。
蝸輪蝸桿傳動(dòng)有如下特點(diǎn):
1)結(jié)構(gòu)緊湊、并能獲得很大的傳動(dòng)比,一般傳動(dòng)比為7-80。
2) 工作平穩(wěn)無(wú)噪音
3) 傳動(dòng)功率范圍大
4)可以自鎖
5)傳動(dòng)效率低,蝸輪常需用有色金屬制造。蝸桿的螺旋有單頭與多頭之分。
傳動(dòng)比的計(jì)算:
I=n1/n2=z/K
式中:n1-蝸桿的轉(zhuǎn)速
n2-蝸輪的轉(zhuǎn)速
K-蝸桿頭數(shù)
Z-蝸輪的齒數(shù)
1.蝸輪箱的工作原理;蝸輪蝸桿傳動(dòng)的兩軸是相互交叉垂直的;蝸桿可以看成為在圓柱體上沿著螺旋線繞有一個(gè)齒(單頭)或幾個(gè)齒(多頭)的螺旋,蝸輪就象個(gè)斜齒輪,但它的齒包著蝸桿。在嚙合時(shí),蝸桿轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn),就帶動(dòng)蝸輪轉(zhuǎn)過一個(gè)齒(單頭蝸桿)或幾個(gè)齒(多頭蝸
桿),因此蝸輪蝸桿傳動(dòng)的速比i=蝸桿的頭數(shù)Z1/蝸輪的齒數(shù)Z2。
2。作用;(與齒輪傳動(dòng)相比)
優(yōu)點(diǎn):
<1>蝸輪蝸桿傳動(dòng)除了和齒輪同樣得到了廣泛應(yīng)用外,它解決了齒輪的降速比不能太大的矛盾;
<2>工作平穩(wěn),無(wú)噪音;
<3>蝸輪可以得到精確的很小的轉(zhuǎn)動(dòng),因此蝸輪蝸桿傳動(dòng)常用來作分度用;
<4>能自鎖---當(dāng)蝸桿螺旋線升角小于3-6度時(shí),蝸輪蝸桿傳動(dòng)能自鎖(即只能由蝸桿帶動(dòng)蝸輪,蝸輪不能帶動(dòng)蝸桿).
缺點(diǎn):
<1>效率較低,一般為0.7--0.9;當(dāng)降速比很大時(shí),效率甚至在0.5以下;
<2>發(fā)熱大,,所以,工作時(shí)要求有良好的冷卻和潤(rùn)滑條件;
<3>在較高速度下傳遞動(dòng)力時(shí),蝸輪常用較貴的有色金屬(青銅);
<4>蝸輪比齒輪制造困難.
總之,在設(shè)計(jì)機(jī)器時(shí),要根椐使用要求,權(quán)衡利弊,正確合理地選用傳動(dòng)型式
2.2蝸輪箱的發(fā)展現(xiàn)狀
國(guó)內(nèi)的蝸輪箱多以齒輪傳動(dòng)、蝸桿傳動(dòng)為主,但普遍存在著功率與重量比小,或者傳動(dòng)比大而機(jī)械效率過低的問題。另外,材料品質(zhì)和工藝水平上還有許多弱點(diǎn)。由于在傳動(dòng)的理論上、工藝水平和材料品質(zhì)方面沒有突破,因此,沒能從根本上解決傳遞功率大、傳動(dòng)比大、體積小、重量輕、機(jī)械效率高等這些基本要求。
國(guó)外的減速器,以德國(guó)、丹麥和日本處于領(lǐng)先地位,特別在材料和制造工藝方面占據(jù)優(yōu)勢(shì),減速器工作可靠性好,使用壽命長(zhǎng)。但其傳動(dòng)形式仍以定軸齒輪傳動(dòng)為主,體積和重量問題,也未解決好。當(dāng)今的減速器是向著大功率、大傳動(dòng)比、小體積、高機(jī)械效率以及使用壽命長(zhǎng)的方向發(fā)展。
第二章 蝸輪箱簡(jiǎn)介
在目前用于傳遞動(dòng)力與運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)中,減速機(jī)的應(yīng)用范圍相當(dāng)廣泛,幾乎在各式機(jī)械的傳動(dòng)系統(tǒng)中都可以見到它的蹤跡,從交通工具的船舶,汽車,機(jī)車,建筑用的重型機(jī)具,機(jī)械工業(yè)所用的加工機(jī)具及自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備,到日常生活中常見的家電,鐘表等等.其應(yīng)用從大動(dòng)力的傳輸工作,到小負(fù)荷,精確的角度傳輸都可以見到減速機(jī)的應(yīng)用,且在工業(yè)應(yīng)用上,減速機(jī)具有減速及增加轉(zhuǎn)矩功能,因此廣泛應(yīng)用在速度與扭矩的轉(zhuǎn)換設(shè)備.
????減速機(jī)是一種動(dòng)力傳達(dá)的機(jī)構(gòu),在應(yīng)用上于需要較高扭矩以及不需要太高轉(zhuǎn)速的地方都用的到它.例如:輸送帶,攪拌機(jī),卷?yè)P(yáng)機(jī),拍板機(jī),自動(dòng)化專用機(jī)…,而且隨著工業(yè)的發(fā)展和工廠的自動(dòng)化,其利用減速機(jī)的需求量日益成長(zhǎng).通常減速的方法有很多,但最常用的方法是以齒輪來減速,可以縮小
????占用空間及降低成本,所以也有人稱減速機(jī)為齒輪箱(GearBox).通常齒輪箱是一些齒輪的組合,因齒輪箱本身并無(wú)動(dòng)力,所以需要驅(qū)動(dòng)組件來傳動(dòng)它,其中驅(qū)動(dòng)組件可以是馬達(dá),引擎或蒸汽機(jī)…等.而使用減速機(jī)最大的目的有下列幾種:1.動(dòng)力傳遞2.獲得某一速度3.獲得較大扭矩.但除了齒輪減速機(jī)外,由加茂精工所開發(fā)的球體減速機(jī),提供了另一項(xiàng)價(jià)值,就是高精度的傳動(dòng),且傳動(dòng)效率高,為劃時(shí)代的新傳動(dòng)構(gòu)造.
2-1 蝸輪箱的正確使用方法
車間蝸輪蝸桿、擺線針輪、行星齒輪減速機(jī)
一、開車前的準(zhǔn)備
1、盤車檢查應(yīng)無(wú)卡阻和異常聲音;
2、潤(rùn)滑油符合要求;
3、各聯(lián)接件緊固應(yīng)無(wú)松動(dòng)。
二、啟動(dòng)
1、空負(fù)荷試車檢查運(yùn)行是否平穩(wěn)、有無(wú)沖擊、振動(dòng)及異常響聲;
2、檢查密封有無(wú)泄漏;
3、各聯(lián)接件緊固件應(yīng)無(wú)松動(dòng);
4、空負(fù)荷試車合格后,進(jìn)行帶負(fù)荷工作;
5、檢查軸承溫度,滾動(dòng)軸承溫度不大于70℃;
6、運(yùn)行平穩(wěn),不得有沖擊、振動(dòng)及異常響聲,電流不超額定值。
三、維護(hù)和故障處理
1、檢查各軸承溫度是否超過規(guī)定值;
2、檢查油位和油質(zhì);
3、檢查密封情況,發(fā)現(xiàn)泄漏及時(shí)處理;
4、經(jīng)常檢查減速機(jī)有無(wú)異常聲音和振動(dòng);檢查緊固件有無(wú)松動(dòng)。
5 常見故障的處理
①振動(dòng)或噪音過大
原因:A:連接件松動(dòng) 處理: 緊固松動(dòng)螺栓
B:動(dòng)平衡破壞 檢查調(diào)整動(dòng)平衡
C:潤(rùn)滑不良 補(bǔ)加或更換潤(rùn)滑油
D:各部件(針線輪)磨損嚴(yán)重 聯(lián)系維修修理
E:減速機(jī)與攪拌器不同心 校正修理
F:密封磨損嚴(yán)重 更換更換
②密封漏油
原因:A:密封磨損嚴(yán)重 處理:更換密封
B:密封松動(dòng) 聯(lián)系維修緊固
2.2 幾種常用減速裝置介紹
( 1 )齒輪減速機(jī)介紹
齒輪減速機(jī)是按國(guó)家專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)ZBJ19004生產(chǎn)的外嚙合漸開線斜齒圓柱齒輪減速機(jī),齒輪減速機(jī)廣泛應(yīng)用于冶金、礦山、起重、運(yùn)輸、水泥、建筑、化工、紡織、印染、制藥等領(lǐng)域。齒輪減速機(jī)適用范圍如下:
1、高速軸轉(zhuǎn)不大于1500轉(zhuǎn)/分。
2、齒輪傳動(dòng)圓周速度不大于20米/秒。
3、工作環(huán)境溫度為-40-45℃,如果低于0℃,啟動(dòng)前潤(rùn)滑油應(yīng)預(yù)熱至0℃以上,本減速機(jī)可用于正反兩個(gè)方向運(yùn)轉(zhuǎn)。
( 2 )蝸輪蝸桿減速機(jī)介紹
蝸輪蝸桿減速機(jī)系按Q/MDl-2000技術(shù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)制造。
產(chǎn)品在符合按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GBl0085-88圓柱蝸輪蝸桿參數(shù)基礎(chǔ)之上,吸取國(guó)內(nèi)外最先進(jìn)科技,獨(dú)具新穎一格的“方箱型”外形結(jié)構(gòu),箱體外形美觀,以優(yōu)質(zhì)鋁合金壓鑄而成,具有以下優(yōu)勢(shì)性能:
1.機(jī)械結(jié)構(gòu)緊湊、體積外形輕巧、小型高效;
2.熱交換性能好,散熱快;
3.安裝簡(jiǎn)易、靈活輕捷、性能優(yōu)越、易于維護(hù)檢修;
4.運(yùn)行平穩(wěn)、噪音小,經(jīng)久耐用;
5.適用性強(qiáng)、安全可靠性大。
本產(chǎn)品目前已廣泛應(yīng)用于各類行業(yè)生產(chǎn)工藝裝備的機(jī)械減速裝置,深受用戶的好評(píng),是目前現(xiàn)代工 業(yè)裝備實(shí)現(xiàn)大扭矩,大速比低噪音、高穩(wěn)定機(jī)械減速傳動(dòng)控制裝置的最佳選擇。
( 3 )擺線針輪減速機(jī)介紹
? ? 行星擺線針輪減速機(jī)全部傳動(dòng)裝置可分為三部分:輸入部分、減速部分、輸出部分。在輸入軸上裝有一個(gè)錯(cuò)位180°的雙偏心套,在偏心套上裝有兩個(gè)稱為轉(zhuǎn)臂的滾柱軸承,形成H機(jī)構(gòu)、兩個(gè)擺線輪的中心孔即為偏心套上轉(zhuǎn)臂軸承的滾道,并由擺線輪與針齒輪上一組環(huán)形排列的針齒相嚙合,以組成齒差為一齒的內(nèi)嚙合減速機(jī)構(gòu),(為了減小摩擦,在速比小的減速機(jī)中,針齒上帶有針齒套)。 當(dāng)輸入軸帶著偏心套轉(zhuǎn)動(dòng)一周時(shí),由于擺線輪上齒廓曲線的特點(diǎn)及其受針齒輪上針齒限制之故,擺線輪的運(yùn)動(dòng)成為既有公轉(zhuǎn)又有自轉(zhuǎn)的平面運(yùn)動(dòng),在輸入軸正轉(zhuǎn)周時(shí),偏心套亦轉(zhuǎn)動(dòng)一周,擺線輪于相反方向轉(zhuǎn)過一個(gè)齒從而得到減速,再借助W輸出機(jī)構(gòu),將擺線輪的低速自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)通過銷軸,傳遞給輸出軸,從而獲得較低的輸出轉(zhuǎn)速
行星減速機(jī)主要傳動(dòng)結(jié)構(gòu)為:行星輪,太陽(yáng)輪,外齒圈.
????行星減速機(jī)因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)原因,單級(jí)減速最小為3,最大一般不超過10,常見減速比為:3.4.5.6.8.10,減速機(jī)級(jí)數(shù)一般不超過3,但有部分大減速比定制減速機(jī)有4級(jí)減速.
相對(duì)其他減速機(jī),行星減速機(jī)具有高剛性,高精度(單級(jí)可做到1分以內(nèi)),高傳動(dòng)效率(單級(jí)在97%-98%),高的 扭矩/體積比,終身免維護(hù)等特點(diǎn).
????因?yàn)檫@些特點(diǎn),行星減速機(jī)多數(shù)是安裝在步進(jìn)電機(jī)和伺服電機(jī)上,用來降低轉(zhuǎn)速,提升扭矩,匹配慣量.? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?
??? 減速機(jī)額定輸入轉(zhuǎn)速最高可達(dá)到18000rpm(與減速機(jī)本身大小有關(guān),減速機(jī)越大,額定輸入轉(zhuǎn)速越小)以上,工業(yè)級(jí)行星減速機(jī)輸出扭矩一般不超過2000Nm,特制超大扭矩行星減速機(jī)可做到10000Nm以上.工作溫度一般在-25℃到100℃左右,通過改變潤(rùn)滑脂可改變其工作溫度.
關(guān)于行星減速機(jī)的幾個(gè)概念:
級(jí)數(shù):行星齒輪的套數(shù).由于一套星星齒輪無(wú)法滿足較大的傳動(dòng)比,有時(shí)需要2套或者3套來滿足擁護(hù)較大的傳動(dòng)比的要求.由于增加了星星齒輪的數(shù)量,所以2級(jí)或3級(jí)減速機(jī)的長(zhǎng)度會(huì)有所增加,效率會(huì)有所下降.
回程間隙:將輸出端固定,輸入端順時(shí)針和逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn),使輸入端產(chǎn)生額定扭矩+-2%扭矩時(shí),減速機(jī)輸入端有一個(gè)微小的角位移,此角位移就是回程間隙.單位是"分",就是一度的六十分之一.也有人稱之為背隙.
( 4 )硬齒面減速機(jī)介紹
? ? 硬齒面減速機(jī)產(chǎn)品是按國(guó)家專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)ZBJ190004生產(chǎn)的硬齒面減速機(jī)。廣泛應(yīng)用于冶金、礦山、起重、運(yùn)輸、水泥、建筑、化工、紡織、印染、制藥等領(lǐng)域。硬齒面減速機(jī)適用范圍:高速軸轉(zhuǎn)速不大于1500轉(zhuǎn)達(dá)/分;齒輪傳動(dòng)圓周速度不大于20米/秒;工作環(huán)境溫度為-400C—450C,如果低于00C,啟動(dòng)前潤(rùn)滑油應(yīng)預(yù)熱至00C以上,本減速機(jī)可用于正反兩個(gè)方向運(yùn)轉(zhuǎn)。硬齒面減速機(jī)特點(diǎn):齒輪采用高強(qiáng)度低碳合金鋼經(jīng)滲碳淬火而成,齒面硬度達(dá)HRC58-62,齒輪均采用數(shù)控磨齒工藝,精度高,接觸性好;傳動(dòng)效率高,單級(jí)磊于96。5%,雙級(jí)大于93%,三級(jí)大于90%;運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn),噪音低;體積小、重量輕、使用壽命長(zhǎng)、承載能力高;易于拆檢,易于安裝。
減速機(jī)是一種動(dòng)力傳達(dá)機(jī)構(gòu),利用齒輪的速度轉(zhuǎn)換器,將電機(jī)(馬達(dá))的回轉(zhuǎn)數(shù)減速到所要的回轉(zhuǎn)數(shù),并得到較大轉(zhuǎn)矩的機(jī)構(gòu)。在目前用于傳遞動(dòng)力與運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)中,減速機(jī)的應(yīng)用范圍相當(dāng)廣泛。幾乎在各式機(jī)械的傳動(dòng)系統(tǒng)中都可以見到它的蹤跡,從交通工具的船舶、汽車、機(jī)車,建筑用的重型機(jī)具,機(jī)械工業(yè)所用的加工機(jī)具及自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備,到日常生活中常見的家電,鐘表等等.其應(yīng)用從大動(dòng)力的傳輸工作,到小負(fù)荷,精確的角度傳輸都可以見到減速機(jī)的應(yīng)用,且在工業(yè)應(yīng)用上,減速機(jī)具有減速及增加轉(zhuǎn)矩功能。因此廣泛應(yīng)用在速度與扭矩的轉(zhuǎn)換設(shè)備。減速機(jī)的作用主要有:
1)降速同時(shí)提高輸出扭矩,扭矩輸出比例按電機(jī)輸出乘減速比,但要注意不能超出減速機(jī)額定扭矩。
2)減速同時(shí)降低了負(fù)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(jī)都有一個(gè)慣量數(shù)值。
減速機(jī)的工作原理
減速機(jī)一般用于低轉(zhuǎn)速大扭矩的傳動(dòng)設(shè)備,把電動(dòng)機(jī).內(nèi)燃機(jī)或其它高速運(yùn)轉(zhuǎn)的動(dòng)力通過減速機(jī)的輸入軸上的齒數(shù)少的齒輪嚙合輸出軸上的大齒輪來達(dá)到減速的目的,普通的減速機(jī)也會(huì)有幾對(duì)相同原理齒輪達(dá)到理想的減速效果,大小齒輪的齒數(shù)之比,就是傳動(dòng)比。
減速機(jī)的種類
減速機(jī)是一種相對(duì)精密的機(jī)械,使用它的目的是降低轉(zhuǎn)速,增加轉(zhuǎn)矩。它的種類繁多,型號(hào)各異,不同種類有不同的用途。減速器的種類繁多,按照傳動(dòng)類型可分為齒輪減速器、蝸桿減速器和行星齒輪減速器;按照傳動(dòng)級(jí)數(shù)不同可分為單級(jí)和多級(jí)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(dòng)的布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(jī)分類:
⑴擺線針輪減速機(jī)
⑵硬齒面圓柱齒輪減速器
⑶行星齒輪減速機(jī)
⑷軟齒面減速機(jī)
⑸三環(huán)減速機(jī)
⑹起重機(jī)減速機(jī)
⑺蝸桿減速機(jī)
⑻軸裝式硬齒面減速機(jī)
⑼無(wú)級(jí)變速器
蝸輪蝸桿減速機(jī)的主要特點(diǎn)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(dòng)效率不高,精度不高。諧波減速機(jī)的諧波傳動(dòng)是利用柔性元件可控的彈性變形來傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的,體積不大、精度很高,但缺點(diǎn)是柔輪壽命有限、不耐沖擊,剛性與金屬件相比較差。輸入轉(zhuǎn)速不能太高。行星減速機(jī)其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)比較緊湊,回程間隙小、精度較高,使用壽命很長(zhǎng),額定輸出扭矩可以做的很大。但價(jià)格略貴。
擺線減速機(jī)特點(diǎn)
行星擺線減速機(jī)是一種應(yīng)用行星傳動(dòng)原理,采用擺線針輪嚙合,設(shè)計(jì)先進(jìn)、結(jié)構(gòu)新穎。這種減速機(jī)在絕大多數(shù)情況下已替代兩級(jí)、三級(jí)普通圓柱齒輪減速機(jī)及圓柱蝸桿減速機(jī),在軍工、航天、冶金、礦、石油、化工、船舶、輕工、食品、紡織、印染、制藥、橡膠、塑料、及起重運(yùn)輸?shù)确矫娴玫饺找鎻V泛的應(yīng)用。
一、產(chǎn)品特點(diǎn)
1.傳動(dòng)比大。一級(jí)減速時(shí)傳動(dòng)比為1/6--1/87。兩級(jí)減速時(shí)傳動(dòng)比為1/99--1/7569;三級(jí)傳動(dòng)時(shí)傳動(dòng)比為1/5841--1/658503。另外根據(jù)需要還可以采用多級(jí)組合,速比達(dá)到指定大。
2.傳動(dòng)效率高。由于嚙合部位采用了滾動(dòng)嚙合,一般一級(jí)傳動(dòng)效率為90%--95%。
3.結(jié)構(gòu)緊湊,體積小,重量輕。體積和普通圓柱齒輪減速機(jī)相比可減小2/1--2/3。
4.故障少,壽命長(zhǎng)。主要傳動(dòng)嚙合件使用軸承鋼磨削制造,因此機(jī)械性能與耐磨性能均佳,又因其為滾動(dòng)摩擦,因而故障少,壽命長(zhǎng)。
5.運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)可靠。因傳動(dòng)過程中為多齒嚙合,所以使之運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)可靠,噪聲低。
6.拆裝方便,容易維修。
7.過載能力強(qiáng),耐沖擊,慣性力矩小,適用于起動(dòng)頻繁和正反轉(zhuǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)的特點(diǎn)。
二、技術(shù)規(guī)格
1、機(jī)型號(hào):
按傳動(dòng)比分為:一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)。
一級(jí)有十三種機(jī)型:0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12。
兩級(jí)有14種機(jī)型:00,20;32,42,53,63,64,74,84,85,95,106,117,128。
三級(jí)有8種機(jī)型:420,742,842,853,953,1063,1174,1285。
按結(jié)構(gòu)型式分為:臥式、立式、雙軸型、直聯(lián)型四種。
2、傳動(dòng)比:
一級(jí)減速的傳動(dòng)比有:9,11,17,21,23,25,29,35,43,47,59,71,87。
兩級(jí)減速的傳動(dòng)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(jí)減速的傳動(dòng)比有:5841-658530
[編輯本段]減速機(jī)的發(fā)展
20世紀(jì)70-80年代,世界上減速器技術(shù)有了很大的發(fā)展,且與新技術(shù)革命的發(fā)展緊密結(jié)合。通用減速器的發(fā)展趨勢(shì)如下:
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(shè)計(jì)?;緟?shù)采用優(yōu)先數(shù),尺寸規(guī)格整齊,零件通用性和互換性強(qiáng),系列容易擴(kuò)充和花樣翻新,利于組織批量生產(chǎn)和降低成本。
③型式多樣化,變型設(shè)計(jì)多。擺脫了傳統(tǒng)的單一的底座安裝方式,增添了空心軸懸掛式、浮動(dòng)支承底座、電動(dòng)機(jī)與減速器一體式聯(lián)接,多方位安裝面等不同型式,擴(kuò)大使用范圍。
促使減速器水平提高的主要因素有:
①理論知識(shí)的日趨完善,更接近實(shí)際(如齒輪強(qiáng)度計(jì)算方法、修形技術(shù)、變形計(jì)算、優(yōu)化設(shè)計(jì)方法、齒根圓滑過渡、新結(jié)構(gòu)等)。
②采用好的材料,普遍采用各種優(yōu)質(zhì)合金鋼鍛件,材料和熱處理質(zhì)量控制水平提高。
③結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更合理。
④加工精度提高到ISO5-6級(jí)。
⑤軸承質(zhì)量和壽命提高。
⑥潤(rùn)滑油質(zhì)量提高。
自20世紀(jì)60年代以來,我國(guó)先后制訂了JB1130-70《圓柱齒輪減速器》等一批通用減速器的標(biāo)淮,除主機(jī)廠自制配套使用外,還形成了一批減速器專業(yè)生產(chǎn)廠。目前,全國(guó)生產(chǎn)減速器的企業(yè)有數(shù)百家,年產(chǎn)通用減速器25萬(wàn)臺(tái)左右,對(duì)發(fā)展我國(guó)的機(jī)械產(chǎn)品作出了貢獻(xiàn)。
20世紀(jì)60年代的減速器大多是參照蘇聯(lián)20世紀(jì)40-50年代的技術(shù)制造的,后來雖有所發(fā)展,但限于當(dāng)時(shí)的設(shè)計(jì)、工藝水平及裝備條件,其總體水平與國(guó)際水平有較大差距。
改革開放以來,我國(guó)引進(jìn)一批先進(jìn)加工裝備,通過引進(jìn)、消化、吸收國(guó)外先進(jìn)技術(shù)和科研攻關(guān),逐步掌握了各種高速和低速重載齒輪裝置的設(shè)計(jì)制造技術(shù)。材料和熱處理質(zhì)量及齒輪加工精度均有較大提高,通用圓柱齒輪的制造精度可從JB179-60的8-9級(jí)提高到GB10095-88的6級(jí),高速齒輪的制造精度可穩(wěn)定在4-5級(jí)。部分減速器采用硬齒面后,體積和質(zhì)量明顯減小,承載能力、使用壽命、傳動(dòng)效率有了較大的提高,對(duì)節(jié)能和提高主機(jī)的總體水平起到很大的作用。
我國(guó)自行設(shè)計(jì)制造的高速齒輪減(增)速器的功率已達(dá)42000kW ,齒輪圓周速度達(dá)150m/s以上。但是,我國(guó)大多數(shù)減速器的技術(shù)水平還不高,老產(chǎn)品不可能立即被取代,新老產(chǎn)品并存過渡會(huì)經(jīng)歷一段較長(zhǎng)的時(shí)間。
2.3蝸輪箱的設(shè)計(jì)程序
一、設(shè)計(jì)的原始資料和數(shù)據(jù)
1、原動(dòng)機(jī)的類型、規(guī)格、轉(zhuǎn)速、功率(或轉(zhuǎn)矩)、啟動(dòng)特性、短時(shí)過載能力、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量等。
2、工作機(jī)械的類型、規(guī)格、用途、轉(zhuǎn)速、功率(或轉(zhuǎn)矩)。工作制度:恒定載荷或變載荷,變載荷的載荷圖;啟、制動(dòng)與短時(shí)過載轉(zhuǎn)矩,啟動(dòng)頻率;沖擊和振動(dòng)程度;旋轉(zhuǎn)方向等。
3、原動(dòng)機(jī) 作機(jī)與減速器的聯(lián)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(dòng)機(jī)、工作機(jī)的相對(duì)位置、立式、臥式)。
5、傳動(dòng)比及其允許誤差。
6、對(duì)尺寸及重量的要求。
7、對(duì)使用壽命、安全程度和可靠性的要求。
8、環(huán)境溫度、灰塵濃度、氣流速度和酸堿度等環(huán)境條件;潤(rùn)滑與冷卻條件(是否有循環(huán)水、潤(rùn)滑站)以及對(duì)振動(dòng)、噪聲的限制。
9、對(duì)操作、控制的要求。
10、材料、毛坯、標(biāo)準(zhǔn)件來源和庫(kù)存情況。
11、制造廠的制造能力。
12、對(duì)批量、成本和價(jià)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(guī)設(shè)計(jì),例如設(shè)計(jì)壽命一般為!"年。用于重要場(chǎng)合時(shí),可靠性應(yīng)較高等。
二、選定減速器的類型和安裝型式
三、初定各項(xiàng)工藝方法及參數(shù)
選定性能水平,初定齒輪及主要機(jī)件的材料、熱處理工藝、精加工方法、潤(rùn)滑方式及潤(rùn)滑油品。
四、確定傳動(dòng)級(jí)數(shù)
按總傳動(dòng)比,確定傳動(dòng)的級(jí)數(shù)和各級(jí)的傳動(dòng)比。
五、初定幾何參數(shù)
初算齒輪傳動(dòng)中心距(或節(jié)圓直徑)、模數(shù)及其他幾何參數(shù)。
六、整體方案設(shè)計(jì)
確定減速器的結(jié)構(gòu)、軸的尺寸、跨距及軸承型號(hào)等。
七、校校
校核齒輪、軸、鍵等負(fù)載件的強(qiáng)度,計(jì)算軸承壽命。
八、潤(rùn)滑冷卻計(jì)算
九、確定減速器的附件
十、確定齒輪滲碳深度
必要時(shí)還要進(jìn)行齒形及齒向修形量等工藝數(shù)據(jù)的計(jì)算。
十一、繪制施工圖
在設(shè)計(jì)中應(yīng)貫徹國(guó)家和行業(yè)的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。
2.4 減速機(jī)的檢查和維護(hù)
不同的潤(rùn)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(guān)位置可參考減速機(jī)的安裝位置圖來確定。
1.油位的檢查
1) 切斷電源,防止觸電!等待減速機(jī)冷卻!
2) 移去油位螺塞檢查油是否充滿。
3)安裝油位螺塞。
2.油的檢查
1) 切斷電源,防止觸電!等待減速機(jī)冷卻!
2) 打開放油螺塞,取油樣。
3) 檢查油的粘度指數(shù) 。如果油明顯渾濁,建議盡快更換。
4) 對(duì)于帶油位螺塞的減速機(jī) 。檢查油位,是否合格 。安裝油位螺塞
3.油的更換
1)冷卻后油的粘度增大放油困難,減速機(jī)應(yīng)在運(yùn)行溫度下?lián)Q油。
2)切斷電源,防止觸電!等待減速機(jī)冷卻下來無(wú)燃燒危險(xiǎn)為止!
注意:換油時(shí)減速機(jī)仍應(yīng)保持溫?zé)帷?
3) 在放油螺塞下面放一個(gè)接油盤。
4) 打開油位螺塞、通氣器和放油螺塞。
5) 將油全部排除。
6) 裝上放油螺塞。
7) 注入同牌號(hào)的新油。
8) 油量應(yīng)與安裝位置一致。
9) 在油位螺塞處檢查油位。
10)擰緊油位螺塞及通氣器。
2.5蝸輪箱型號(hào)選擇及注意事項(xiàng)
盡量選用接近理想減速比:
減速比=伺服馬達(dá)轉(zhuǎn)速/減速機(jī)出力軸轉(zhuǎn)速
扭力計(jì)算:
對(duì)減速機(jī)的壽命而言,扭力計(jì)算非常重要,并且要注意加速度的最大轉(zhuǎn)矩值(TP),是否超過減速機(jī)之最大負(fù)載扭力.
適用功率通常為市面上的伺服機(jī)種的適用功率,減速機(jī)的適用性很高,工作系數(shù)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:
1.選用伺服電機(jī)的出力軸徑不能大于表格上最大使用軸徑.
2.若經(jīng)扭力計(jì)算工作,轉(zhuǎn)速可以滿足平常運(yùn)轉(zhuǎn),但在伺服全額輸出時(shí),有不足現(xiàn)象時(shí),我們可以在電機(jī)側(cè)之驅(qū)動(dòng)器,做限流控制,或在機(jī)械軸上做扭力保護(hù),這是很必要的。
2.6 蝸輪箱的特點(diǎn)
蝸輪箱按Q/ZJ1-2000技術(shù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)制造。產(chǎn)品在符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB10085-88圓柱蝸桿蝸輪減速機(jī)參數(shù)基礎(chǔ)之上,吸取國(guó)內(nèi)外最先進(jìn)科技,獨(dú)具新穎一格的“方箱型”外形結(jié)構(gòu),以優(yōu)質(zhì)鋁合金壓鑄而成、箱體外形美觀.
具有以下優(yōu)勢(shì)性能:
1.機(jī)械結(jié)構(gòu)緊湊、體積輕巧、小型高效;
2.熱交換性能好,散熱快;
3.安裝簡(jiǎn)易、靈活輕捷、性能優(yōu)越、易于維護(hù)檢修;
4.傳動(dòng)速比大、扭矩大、承受過載能力高;
5.運(yùn)行平穩(wěn),噪音小,經(jīng)久耐用;
6.適用性強(qiáng)、安全可靠性大。本產(chǎn)品目前已廣泛應(yīng)用于各類行業(yè)生產(chǎn)工藝裝備的機(jī)械減速裝置,深受用戶的好評(píng)、是目前現(xiàn)代工業(yè)裝備實(shí)現(xiàn)大扭矩、大速比低噪音、高穩(wěn)定機(jī)械減速傳動(dòng)控制裝置的最佳選擇。
本產(chǎn)品目前已廣泛應(yīng)用于各類行業(yè)生產(chǎn)工藝裝備的機(jī)械減速裝置,深受用戶的好評(píng),是目前現(xiàn)代工業(yè)裝備實(shí)現(xiàn)大扭矩,大速比低噪音、高穩(wěn)定機(jī)械減速傳動(dòng)控制裝置的最佳選擇。
2.7 蝸輪蝸桿減速機(jī)的常見問題及分析:
常見問題及其原因。
(1)減速機(jī)發(fā)熱和漏油,
(2)蝸輪磨損,
(3)傳動(dòng)小斜齒輪磨損,
(4)軸承(蝸桿處)損壞。
1、減速機(jī)發(fā)熱和漏油。蝸輪減速機(jī)為了提高效率,一般均采用有色金屬做蝸輪,蝸桿則采用較硬的鋼材,由于它是滑動(dòng)磨擦傳動(dòng),在運(yùn)行過程中,就會(huì)產(chǎn)生較高的熱量,使減速機(jī)各零件和密封之間熱膨脹產(chǎn)生差異,從而在各配合面產(chǎn)生間隙,而油液由于溫度的升高變稀,容易造成泄漏。主要原因有四點(diǎn),一是材質(zhì)的搭配是否合理,二是嚙合磨擦面的表面質(zhì)量,三是潤(rùn)滑油的選擇,添加量是否正確,四是裝配質(zhì)量和使用環(huán)境。
2、蝸輪磨損。蝸輪一般采用錫青銅,配對(duì)的蝸桿材料一般用45鋼淬硬至HRC45一55,還常用40C:淬硬HRC50一55,經(jīng)蝸桿磨床磨削至粗糙度RaO. 8 fcm,減速機(jī)正常運(yùn)行時(shí),蝸桿就象一把淬硬的“銼刀”,不停地銼削蝸輪,使蝸輪產(chǎn)生磨損。一般來說,這種磨損很慢,象某廠有些減速機(jī)可以使用10年以上。如果磨損速度較快,就要考慮減速機(jī)的選型是否正確,是否有超負(fù)荷運(yùn)行,蝸輪蝸桿的材質(zhì),裝配質(zhì)量或使用環(huán)境等原因。
3、傳動(dòng)小斜齒輪磨損。一般發(fā)生在立式安裝的減速機(jī)上,主要跟潤(rùn)滑油的添加量和潤(rùn)滑油的選擇有關(guān)。立式安裝時(shí),很容易造成潤(rùn)滑油油量不足,當(dāng)減速機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),電機(jī)和減速機(jī)間傳動(dòng)齒輪油流失,齒輪得不到應(yīng)有的潤(rùn)滑保護(hù),啟動(dòng)或運(yùn)轉(zhuǎn)過程中得不到有效的潤(rùn)滑導(dǎo)致機(jī)械磨損甚至損壞。
4、蝸桿軸承損壞。減速機(jī)發(fā)生故障時(shí),即使減速箱密封良好,該廠還是經(jīng)常發(fā)現(xiàn)減速機(jī)內(nèi)的齒輪油已經(jīng)被乳化,軸承已生銹、腐蝕、損壞,這是因?yàn)闇p速機(jī)在運(yùn)停過程中,齒輪油由熱變冷后產(chǎn)生的水分凝聚造成;當(dāng)然,也和軸承質(zhì)量,裝配工藝方法密切相關(guān)。
蝸輪箱原理:通過渦輪以及蝸桿90度的交叉配合實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)。
擺線針輪與蝸輪箱共同點(diǎn):效率低,扭矩輸出大。
擺線針輪與渦輪蝸桿減速機(jī)的區(qū)別:
1、擺線針輪通常都是以面輸出,空回以及背隙很小,進(jìn)口的通??梢钥刂圃?0弧分以內(nèi)。而渦輪蝸桿通常都是以軸輸出。很難控制空回,特別是當(dāng)渦輪與蝸桿磨合時(shí)間比較長(zhǎng)后,其空回都比較大。通常是度級(jí)的。
2、渦輪蝸桿最大的特點(diǎn)是自鎖功能。但是其允許輸入的轉(zhuǎn)速范圍很低。而擺線針輪一般都可以實(shí)現(xiàn)與行星輪集合成一體,其減速比可以做到很大。
3、擺線針輪的結(jié)構(gòu)以及運(yùn)轉(zhuǎn)模式可以參照諧波減速機(jī)。而渦輪蝸桿的傳動(dòng)相對(duì)比較簡(jiǎn)單
蝸輪箱是一種具有結(jié)構(gòu)緊湊,傳動(dòng)比大,以及在一定條件下具有自鎖功能的傳動(dòng)機(jī)械,是最常用的減速機(jī)之一,其中,中空軸式蝸齒減速機(jī)不僅具有以上的特點(diǎn),而且安裝方便,結(jié)構(gòu)合理,越來越得到廣泛應(yīng)用。中空軸式蝸齒減速機(jī)在蝸輪蝸桿減速器輸人端加裝一個(gè)斜齒輪減速器,構(gòu)成的多級(jí)減速器可獲得非常低的輸出速度,是斜齒輪級(jí)和蝸齒級(jí)的組合,比純單級(jí)蝸輪減速機(jī)具有更高的效率。而且振動(dòng)小,噪音低,能耗低。
常見問題及其原因。1)減速機(jī)發(fā)熱和漏油,(2)蝸輪磨損,(3)傳動(dòng)小斜齒輪磨損,(4)軸承(蝸桿處)損壞。
1減速機(jī)發(fā)熱和漏油。蝸輪減速機(jī)為了提高效率,一般均采用有色金屬做蝸輪,蝸桿則采用較硬的鋼材,由于它是滑動(dòng)磨擦傳動(dòng),在運(yùn)行過程中,就會(huì)產(chǎn)生較高的熱量,使減速機(jī)各零件和密封之間熱膨脹產(chǎn)生差異,從而在各配合面產(chǎn)生間隙,而油液由于溫度的升高變稀,容易造成泄漏。主要原因有四點(diǎn),一是材質(zhì)的搭配是否合理,二是嚙合磨擦面的表面質(zhì)量,三是潤(rùn)滑油的選擇,添加量是否正確,四是裝配質(zhì)量和使用環(huán)境。
2蝸輪磨損。蝸輪一般采用錫青銅,配對(duì)的蝸桿材料一般用45鋼淬硬至HRC45一55,還常用40C:淬硬HRC50一55,經(jīng)蝸桿磨床磨削至粗糙度RaO. 8 fcm,減速機(jī)正常運(yùn)行時(shí),蝸桿就象一把淬硬的“銼刀”,不停地銼削蝸輪,使蝸輪產(chǎn)生磨損。一般來說,這種磨損很慢,象某廠有些減速機(jī)可以使用10年以上。如果磨損速度較快,就要考慮減速機(jī)的選型是否正確,是否有超負(fù)荷運(yùn)行,蝸輪蝸桿的材質(zhì),裝配質(zhì)量或使用環(huán)境等原因。
3傳動(dòng)小斜齒輪磨損。一般發(fā)生在立式安裝的減速機(jī)上,主要跟潤(rùn)滑油的添加量和潤(rùn)滑油的選擇有關(guān)。立式安裝時(shí),很容易造成潤(rùn)滑油油量不足,當(dāng)減速機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),電機(jī)和減速機(jī)間傳動(dòng)齒輪油流失,齒輪得不到應(yīng)有的潤(rùn)滑保護(hù),啟動(dòng)或運(yùn)轉(zhuǎn)過程中得不到有效的潤(rùn)滑導(dǎo)致機(jī)械磨損甚至損壞。
4蝸桿軸承損壞。減速機(jī)發(fā)生故障時(shí),即使減速箱密封良好,該廠還是經(jīng)常發(fā)現(xiàn)減速機(jī)內(nèi)的齒輪油已經(jīng)被乳化,軸承已生銹、腐蝕、損壞,這是因?yàn)闇p速機(jī)在運(yùn)停過程中,齒輪油由熱變冷后產(chǎn)生的水分凝聚造成;當(dāng)然,也和軸承質(zhì)量,裝配工藝方法密切相關(guān)。
解決方法:
(1)保證裝配質(zhì)量。為了保證裝配質(zhì)量,該廠購(gòu)買和自制了一些專用工具,拆卸和安裝減速機(jī)蝸輪、蝸桿、軸承、齒輪等部件時(shí),盡量避免用錘子等其他工具直接敲擊;更換齒輪、蝸輪蝸桿時(shí),盡量選用原廠配件和成對(duì)更換;裝配輸出軸時(shí),要注意公差配合,D≤50mm,采用H7 /k6 , D > 50mm,采用H7/m6,同時(shí)要使用防粘劑或紅丹油,保護(hù)空心軸,防止磨損生銹,防止配合面積垢,維修時(shí)難拆卸。
(2)潤(rùn)滑油和添加劑的選用。蝸齒減速機(jī)一般選用220 #齒輪油,對(duì)一些負(fù)荷較重,啟動(dòng)頻繁,使用環(huán)境較差的減速機(jī),該廠還選用了一些潤(rùn)滑油添加劑(如安治化工公司的即可佳),減速機(jī)在停止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),齒輪油依然附在齒輪表面,形成保護(hù)膜來防止重負(fù)荷,低速,高轉(zhuǎn)矩和啟動(dòng)時(shí)金屬和金屬間的接觸。添加劑中還含有密封圈調(diào)節(jié)劑和抗漏劑,讓密封圈保持柔軟和彈性,有效減少潤(rùn)滑油泄漏現(xiàn)象。
(3)減速機(jī)安裝位置的選擇。位置允許的情況下,盡量不采用立式安裝。立式安裝時(shí),潤(rùn)滑油的添加量要比水平安裝多很多,容易造成減速機(jī)發(fā)熱和漏油。該廠引進(jìn)的40000瓶/’時(shí)純生啤酒生產(chǎn)線,有些是采用立式安裝,經(jīng)過一段時(shí)間運(yùn)行后,傳動(dòng)小齒輪都有較大的磨損,甚至損壞,經(jīng)過調(diào)整后,情況得到了很大改善。
(4)建立相應(yīng)的潤(rùn)滑維護(hù)制度。該廠根據(jù)潤(rùn)滑工作“五定”原則,對(duì)減速機(jī)進(jìn)行維護(hù),做到每一臺(tái)減速機(jī)都有貴任人定期檢查,當(dāng)工作中發(fā)現(xiàn)油溫顯著升高,溫升超過40℃或油溫超過80℃,油的質(zhì)量下降或在油中發(fā)現(xiàn)較多的銅粉以及產(chǎn)生不正常的噪音等現(xiàn)象時(shí),要立即停止使用及時(shí)檢修,排除故障,更換潤(rùn)滑油后再使用。加油時(shí),要注意油量和安裝位置要一致,保證減速機(jī)得到正確的潤(rùn)滑。
總之,中空軸式蝸桿減速機(jī)安裝方便,結(jié)構(gòu)合理,可靠耐用。當(dāng)然,也要注意選擇減速機(jī)的牌號(hào),實(shí)力強(qiáng)大的公司會(huì)根據(jù)減速機(jī)的造型,散熱筋的布置,熱平衡的計(jì)算,油路的設(shè)計(jì)等設(shè)計(jì)要點(diǎn),結(jié)合減速機(jī)實(shí)際使用和運(yùn)轉(zhuǎn)條件,采用良好的制造工藝,生產(chǎn)出質(zhì)量上乘,可靠耐用的減速機(jī)。用戶只要正確使用維護(hù),就可以得到滿意的效果。
2.8 蝸輪箱的安裝使用與維護(hù)
一、對(duì)裝配前零件的要求
1、滾動(dòng)軸承用汽油清洗,其他零件用煤油清洗。所有零件和箱體內(nèi)不許有任何雜質(zhì)存在。箱體內(nèi)壁和齒輪(蝸輪)等未加工表面先后涂?jī)纱尾槐粰C(jī)油侵蝕的耐油漆,箱體外表 面先后涂底漆和顏色油漆(按主機(jī)要求配色)。
2、零件配合面洗凈后涂以潤(rùn)滑油
二、安裝和調(diào)整的要求
1、滾動(dòng)軸承的安裝
滾動(dòng)軸承安裝時(shí)軸承內(nèi)圈應(yīng)緊貼軸肩,要求縫隙不得通過0.05mm 厚的塞尺。
2、軸承軸向游隙
對(duì)游隙不可調(diào)整的軸承(如深溝球軸承),其軸向游隙為0.25~0.4mm;對(duì)游隙可調(diào)整的軸承軸向游隙數(shù)值見表。點(diǎn)擊查看圓錐滾子軸承軸向游隙;角接觸球軸承軸向游隙
3、齒輪(蝸輪)嚙合的齒側(cè)間隙
可用塞尺或壓鉛法。即將鉛絲放在齒槽上,然后轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪而壓扁鉛絲,測(cè)量?jī)升X側(cè)被壓扁鉛絲厚度之和即為齒側(cè)的大小?!?
4、齒面接觸斑點(diǎn)圓柱齒輪齒面接觸斑點(diǎn)2-10-4;圓錐齒輪齒面接觸斑點(diǎn)2-11-4;蝸桿傳動(dòng)接觸斑點(diǎn)2-12-4
三、密封要求
1.箱體剖分面之間不允許填任何墊片,但可以涂密封膠或水玻璃以保證密封;
2.裝配時(shí),在擰緊箱體螺栓前,應(yīng)使用0.05mm的塞尺檢查箱蓋和箱座結(jié)合面之間的密封性;
3.軸伸密封處應(yīng)涂以潤(rùn)滑脂。各密封裝置應(yīng)嚴(yán)格按要求安裝
四、潤(rùn)滑要求
1、合理確定潤(rùn)滑油和潤(rùn)滑脂類型和牌號(hào)
2、軸承脂潤(rùn)滑時(shí),潤(rùn)滑脂的填充量一般為可加脂空間的1/2~2/3?!?
3、潤(rùn)滑油應(yīng)定期更換,新減速器第一次使用時(shí),運(yùn)轉(zhuǎn)7~14天后換油,以后可以根據(jù)情況每隔3~6個(gè)月?lián)Q一次油。
五、試驗(yàn)要求
1、空載運(yùn)轉(zhuǎn):在額定轉(zhuǎn)速下正、反運(yùn)轉(zhuǎn)1~2小時(shí);
2、負(fù)荷試驗(yàn):在額定轉(zhuǎn)速、額定負(fù)荷下運(yùn)轉(zhuǎn),至油溫平衡為止。對(duì)齒輪減速器,要求油池溫升不超過35oC,軸承溫升不超過40oC;對(duì)蝸桿減速器,要求油池溫升不超過60oC,軸承溫升不超過50oC; 3.全部試驗(yàn)過程中,要求運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn),噪聲小,聯(lián)接固定處不松動(dòng),各密封、結(jié)合處不松動(dòng)
六、包裝和運(yùn)輸要求
1、外伸軸及其附件應(yīng)涂油包裝;
2、搬運(yùn)、起吊時(shí)不得使用吊環(huán)螺釘及吊耳以上技術(shù)要求不一定全部列出,有時(shí)還需另增項(xiàng)目,主要由設(shè)計(jì)的具體要求而定。
七、技術(shù)要求
1、裝配前,所有零件用煤油清洗,滾動(dòng)軸承用汽油清洗,不許有任何雜物存在。內(nèi)壁涂上不被機(jī)油腐蝕的涂料兩次;
2、嚙合側(cè)隙用鉛絲檢驗(yàn)不小于0.16mm,鉛絲不得大于最小側(cè)隙的4倍;
3、用涂色法檢驗(yàn)斑點(diǎn)。按齒高接觸點(diǎn)不小于40%;按齒長(zhǎng)接觸斑點(diǎn)不小于50%。必要時(shí)可用研磨或刮后研磨以便改善接觸情況;
4、應(yīng)調(diào)整軸承軸向間隙:φ40為0.05--0.1mm,φ55為0.08--0.15mm;
5、檢驗(yàn)減速器剖分面、各接觸面及密封處,均不許漏油。剖分面允許涂以密封油漆或水玻璃,不允許使用任何填料;
6、機(jī)座內(nèi)裝N100潤(rùn)滑油至規(guī)定高度。、
第三章 蝸輪的設(shè)計(jì)計(jì)算
3.1 選擇蝸輪傳動(dòng)類型
由GB/T10085—1988 的推薦,采用漸開線蝸輪(ZI)。
3.2 選擇材料
考慮到蝸桿傳動(dòng)功率不大,速度只是中等,故蝸桿用45 鋼;因希望效率高些, 耐磨性好些, 故蝸桿螺旋齒面要求淬火,硬度為
45~55HBC。蝸輪用鑄錫青銅ZCuSn10P1,金屬模鑄造。為了節(jié)約貴重
的有色金屬,僅齒圈用青銅制造,而輪芯用灰鑄鐵HT100 制造。
3.3 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)
根據(jù)閉式蝸桿傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則,先按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì),再校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度。
1)確定作用在蝸輪上的轉(zhuǎn)矩T2
由2.2.3 求得T2=461608 N·mm
(2)確定載荷系數(shù)K
因工作載荷較穩(wěn)定,故取載荷分布不均勻系數(shù)Kβ=1;由表11-5
選取使用系數(shù)KA=1;由于轉(zhuǎn)速不高,沖擊不大,可取動(dòng)載系數(shù)KV=1.05;
則
K = KA × Kβ× KV
=1×1×1.05
=1.05
(3)確定彈性影響系數(shù)ZE
因選用的是鑄錫青銅蝸輪和鋼蝸桿相配,故ZE=160MPa1/2
(4) 確定接觸系數(shù)Zρ
先假設(shè)蝸桿分度圓直徑d1 和傳動(dòng)中心距a 的比值d1/a=0.35,從圖11-18 中可查得Zρ=2.9
(5)確定許用接觸應(yīng)力[σH]
根據(jù)蝸輪材料為鑄錫青銅ZCuSn10P1,金屬模鑄造,蝸桿螺旋齒
面硬度>45HRC,可從表11-7 中查得蝸輪的基本許用應(yīng)力
[σH]′=268MPa。
工作壽命Lh 按300 個(gè)工作日,兩班制計(jì)算。每天工作十六小時(shí)!
Lh=300×20×8×16=96000h
應(yīng)力循環(huán)次數(shù):
N = 60jn2Lh
= 60×1×16.25×96000
= 1.0264×108
壽命系數(shù):
KHN= =0.7497
許用應(yīng)力:
[σH]= KHN×[σH]′
= 0.7497×268
= 200.9106MPa
(6)計(jì)算中心距
a≥ 3 2
2 E H KT ( Z Z /[σ ] ) ρ
=132.47mm
取中心距a=160mm,因i 蝸桿=20,故從表11-2 中取模數(shù)m=6.3mm,
蝸桿分度圓直徑d1=63mm。這時(shí)d1/a=0.39,從圖11-18
中可查得接觸系數(shù)Zρ′=2.75,因?yàn)閆ρ′﹤Zρ,因此以上計(jì)算結(jié)果可用。
3.4 蝸輪傳動(dòng)的主要參數(shù)與幾何尺寸
(1) 蝸輪
由表11-2 查得蝸輪齒數(shù)Z2=41,變位系數(shù)x2=-0.1032
驗(yàn)算傳動(dòng)比:
i = Z2 /Z1=41/2=20.5
此時(shí)傳動(dòng)比誤差為(20.5-20)/20=2.5%是允許的。
蝸輪分度圓直徑:
d2 = m Z2=6.3×41=258.3mm
蝸輪喉圓直徑:
da2 = d2+2m(ha*+x2)
= 258.3+2×6.3×(1-0.1032)
= 269.600mm
蝸輪齒根圓直徑:
df2 = d2-2m(ha*-x2+ c*)
= 258.3-2×6.3×(1-0.1032+0.2)
=241.88mm
蝸輪齒頂高:
ha2= m(ha*+x2) = 5.650mm
蝸輪齒根高:
h f2= m(ha*-x2+ c*)= 8.525mm
蝸輪輪寬的確定:
B≤0.75da1=0.75×75.6=56.7mm
故取B=50mm.
(2)蝸桿
由表11-2 查得蝸桿頭數(shù)Z1=2 , 直徑系數(shù)q=10, 分度圓導(dǎo)程角γ=11°18′36″。
軸向齒距Pa=πm=3.14×6.3=19.782mm
齒頂圓直徑da1= d1+2ha*m=63+2×6.3=75.6mm
齒根圓直徑df1= d1-2m( ha*+ c*)
= 63-2×6.3×(1+0.2)
= 47.88mm
蝸桿軸向齒厚Sa= 0.5πm =0.5×19.782 = 9.891mm
法向齒厚Sn= Sa×cosγ = 9.699 mm
齒頂高h(yuǎn)a1= ha*m = 6.3 mm
齒頂高h(yuǎn)f1=( ha*+c*) m=7.56mm
(3) 校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度
當(dāng)量齒數(shù):
zv2 = z2/cos3γ
= 41/cos311.31°
=43.48mm
根據(jù)x2=-0.1032 和zv2=43.48,由圖11-19 查得YFa=2.48.螺旋角影響系數(shù)Yβ=1-γ/140°=0.9192
由表11-8 查得
蝸輪的基本許用彎曲應(yīng)力:
[σF]′=56MPa.
壽命系數(shù):
KFN= 9 106 /N =0.5995
許用彎曲應(yīng)力:
[σF]= KFN×[σF]′
= 0.5995×56
=33.57MPa
σF = 1.53K T2YFa Yβ/ d1 d2m
= 18.55MPa
因此,σF≤[σF],滿足彎曲強(qiáng)度條件。
3.5 蝸輪的設(shè)計(jì)計(jì)算
3.5.1 初步確定軸的最小直徑
選取軸的材料為45 鋼,調(diào)質(zhì)處理。查表15-3,取A0=105,得:
輸出軸的最小直徑是安裝齒輪處軸的直徑d1-2(如圖3)。由于需要開鍵槽,為了保證強(qiáng)度,將其直徑增大5%,為40.1547mm,將其圓整為45mm
3.5.2 蝸輪軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
1 各軸段的尺寸
①.查表根據(jù)1-2 軸段的直徑45mm 確定軸伸長(zhǎng)度,為保證軸的強(qiáng)
度剛度,取LI--II=82mm
圖2 蝸輪軸結(jié)構(gòu)圖
②.為了滿足圓柱齒輪的軸向定位要求,I--II 軸段右端需
制出軸肩定位h=(0.07-0.1)dI—II=2.8—4, 故取II--III 段的直徑
dII--III=52mm。
③.初步選擇滾動(dòng)軸承。考慮到既承受徑向力又承受軸向力,并且載荷不是很大, 故選用圓錐滾子軸承。參照工作要求并根據(jù)
dII--III=52mm , 選用7211E 型號(hào)的圓錐滾子軸承。其尺寸為
d×D×T=55×100×22.75mm3 故dIII--IV=dVII--VIII=55mm,右端軸承采用甩油盤進(jìn)行定位,甩油盤的長(zhǎng)度暫定為15mm,
故LVII--VIII=34.75mm。
④.軸承端蓋的總厚度為24.6mm(由軸承端蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而定),
考慮到與I-II 軸段的配合取lII--III=40mm。
⑤.取安裝蝸輪軸段的直徑確定為dIV--V=55mm. 蝸輪輪轂
的長(zhǎng)度為l=(1.2~1.8)d=66~99mm,故取輪轂長(zhǎng)度l=80mm,
采用套筒定位,為了使套筒端面可以可靠的壓緊齒輪,此
段應(yīng)略短于輪轂寬度,故取與蝸輪配合的軸段的長(zhǎng)度為
lIV--V=78mm 。
蝸輪右側(cè)處采用軸環(huán)進(jìn)行軸向定位,取h=0.07 dIV--V,所以蝸輪右側(cè)軸肩處的直徑為68mm,即dV--VI=68mm. 可查手冊(cè)得,寬度為10mm.即lV--VI=10mm。軸環(huán)右側(cè)有一過渡軸肩,為了與左右兩側(cè)的直徑相協(xié)調(diào)取dVI—VII=65mm。
⑥.取蝸輪輪轂兩側(cè)與箱體之間的距離均為35mm,在確定滾動(dòng)軸承位置時(shí),應(yīng)距箱體內(nèi)壁一段距離,取為8mm,由軸承的寬度19.75mm,以及甩油盤的規(guī)格, 和預(yù)留的定位蝸輪的軸間間隙2mm 可以綜合確定lIII--IV=46mm, lVI--VII=25mm。
2. 軸上零件的周向定位
蝸輪與軸的周向定位采用平鍵連接。按dIV--V 由表6-1 查得平鍵截面b×h=16mm×10mm,鍵槽用鍵槽銑刀加工,長(zhǎng)為72mm,同時(shí)為了保證蝸輪與軸配合有良好的對(duì)中性,故選擇蝸輪輪轂與軸配合為H7/k6;軸承與軸的周向定位是由過渡配合來保證的,此處選軸的直徑尺寸公差為m6;I—II 段軸同樣查表可得規(guī)格為b×h=12mm×8mm,長(zhǎng)度為72mm。
3.確定軸上圓角與倒角尺寸
參考表15-2,取軸端倒角為2×45度 ,各軸肩處的圓角半徑見后面零
件圖。
第四章 校核計(jì)算
4.1 效率驗(yàn)算
已知γ=11°18′36″;φv=arctanfv, 與相對(duì)滑動(dòng)速度有關(guān)
Vs = πd1 n1/60×1000cosγ
= 3.14×63×267.650/60000/cos(11.31°)
= 1.0927m/s
從表11-18 中用插值法查得:
fv = 0.0441
φv = 2.4°
η=(0.95~0.96)tanγ/tan(γ+φv)
=0.783
因?yàn)棣?η3=0.78,滿足彎曲強(qiáng)度,因此不用重算。
減速器結(jié)構(gòu)的確定
為了節(jié)約有色金屬,蝸輪采用裝配式;蝸桿螺旋部分的直徑不大,
所以和軸作成一個(gè)整體,做成蝸桿軸。
蝸桿分度圓的圓周速度:
根據(jù)經(jīng)驗(yàn),當(dāng)v<4-5m/s 時(shí)常將蝸桿放在下面,因此本方案采用蝸桿下置的設(shè)計(jì)方案。
4.2 粗校核
在不計(jì)摩擦的情況下,各力的大小如下公式:
水平面的彎矩圖如上:
求支反力:
l 1 =84.375mm、l 2 =86.375mm 分別為軸承中心到蝸輪輪轂的距離
可得:
= 1808N
= 1767N
垂直面內(nèi)的彎矩:
其中:
可得:
:
由上可得:
扭矩圖如上所示:T = 461608N.mm
按彎扭組合公式校核:切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)應(yīng)力,取α =0.6
W 為軸的抗彎截面系數(shù)
軸材料45#鋼的許用應(yīng)力[ ] 60Mpa ,[ ]即軸滿足彎扭強(qiáng)
度要求,但是剩余部分較大,故將材料改為Q235-A 更加合適,許用應(yīng)力[ ] =40Mpa
4.3 蝸輪軸的精校核
剛度校核:
1)危險(xiǎn)截面的選擇
截面AB 只受扭矩,雖然應(yīng)力集中會(huì)削弱軸的疲勞強(qiáng)度,但由于軸的最小直徑是按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度較為寬裕確定的故無(wú)需校核。軸與蝸
輪接觸的左右截面由于過盈配合應(yīng)力集中最嚴(yán)重,從受載情況看截面C處應(yīng)力最大,但應(yīng)力集中不大。且軸徑最大,故C 截面無(wú)需校核。鍵槽處的應(yīng)力集中示數(shù)比過盈配合的小,因而軸只需校核蝸輪右側(cè)與軸接觸的截面的左右兩側(cè)。
2)強(qiáng)度校核
由結(jié)構(gòu)圖知截面Ⅳ為危險(xiǎn)截面,現(xiàn)對(duì)其進(jìn)行校核:
抗彎截面系數(shù):
抗扭矩截面系數(shù):
截面左側(cè)彎矩:
扭矩為:
截面上彎曲應(yīng)力:
扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力:
軸材料為Q235-A 鋼,調(diào)質(zhì)處理,由表15-1 查得:
截面上由于軸肩而形成的應(yīng)力集中系數(shù)σ α 及τ α 按附表3-2 查取因:
可查锝:
軸的材料敏性系數(shù):
應(yīng)力集中系數(shù):
又有表可以查得尺寸系數(shù)和扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù):
表面質(zhì)量系數(shù):
未經(jīng)表面強(qiáng)化處理:
碳鋼的特性系數(shù):
計(jì)算安全系數(shù):
故軸左側(cè)滿足疲勞強(qiáng)度要求。
【截面Ⅳ右側(cè):】
抗彎截面系數(shù):
抗扭矩截面系數(shù):
截面左側(cè)彎矩:
M = 76085N ?mm
扭矩:
T = 461608N ?mm
截面上彎曲應(yīng)力:
扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力:
過盈配合處的,查得:
表面質(zhì)量系數(shù):
故得綜合系數(shù)
碳鋼的特性系數(shù):取 =0.1 , = 0.05
計(jì)算安全系數(shù):
故軸右側(cè)滿足疲勞強(qiáng)度要求。
總結(jié)
參考文獻(xiàn)
外文文獻(xiàn)原文
外文翻譯
49
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