第4章 减速器的构造及润滑概述.doc

第一部份 机械设计课程设计指导书第4章 减速器的构造及润滑概述4.1 减速器的构造减速器结构因其类型、用途不同而异。但无论何种类型的减速器，其基本结构都是由通用零部件（如传动件、支承件和联接件）、箱体及附件组成。图4-1图4-4分别为单级圆柱齿轮减速器、二级圆柱齿轮减速器、圆锥圆柱齿轮减速器、蜗杆减速器的典型结构。下面对组成减速器的某些零部件作简要说明。图4-1单级圆柱齿轮减速器4.4.1 减速器的附件1检查孔和检查孔盖 一般在减速器上部设置检查孔，目的是为了检查箱体内传动零件的啮合情况（齿面接触斑点和齿侧间隙）与润滑情况，同时也由此注入润滑油。平时检查孔上有盖板，以防止污物进人箱体和润滑油外漏。 2通气器 减速器工作时，由于摩擦发热，使箱体内的温度升高，气压增大导致润滑油从缝隙处向外渗漏。因此通常多在箱盖顶部或检查孔盖上安装通气器，使箱体内的热空气自由逸出，达到箱体内外气压相等，从而保持其密封性能。简易的通气器常用带孔螺钉制成，性能较好的通气器内部做成各种曲路，并设有金属网，防止灰尘进入。 3起吊装置（吊环螺打、吊耳环和吊钩） 在箱盖上安装吊环螺钉或铸出吊耳，用以搬运或拆卸箱盖；在箱座上铸出吊钩，用以搬运整个减速器。4油面指示器 油面指示器用来检查油面高度，以保证有正常的油量。油面指示器常放置在便于观测减速器油面及油面稳定之处（如低速级传动件附近）。油油面指示器有各种结构类型，常见的有杆状油标、圆形油标、管状油标、等。 5放油塞 减速器底部设有放油孔，用于排出污油。平时用带细牙螺纹的油塞和密封垫图4-2 二级圆柱齿轮减速器圈堵住。6轴承盖 轴承盖主要用来固定轴承、承受轴向力，以及调整轴承间隙。轴承盖有嵌入式和凸缘式两种，凸缘式调整轴承间隙方便、密封性能好，用得较多。7启盖螺钉 减速器装配时，为了防止润滑油沿上、下箱体的剖分面渗出，通常在剖分面处涂有水玻璃或密封胶，联接后接合较紧，不易分开。为了便于拆卸，在箱盖凸缘上常装有12个启盖螺钉，拆卸时可先拧动启盖螺钉顶起箱盖。8定位销 为了保证箱体剖分面处轴承座孔的加工、安装精度，应于镗孔前在箱盖与箱体联接凸缘处安装两个定位销。考虑到定位精度，定位销孔应设置在尽量远些、且不对称的位置处。上述减速器附件的结构尺寸请参见第19章中部分内容。图4-3 圆锥圆柱齿轮减速器4.1.2 减速器箱体的结构箱体是用以支持和固定轴系零件，保证传动件的啮合精度、良好润滑及密封的重要零件。箱体质量约占减速器总质量的50%。因此，箱体结构对减速器的工作性能、加工工艺、材料消耗、质量及成本等有很大影响，设计时必须全面考虑。箱体按制造工艺和材料种类可以分为铸造箱体（如图4-1图4-4 ) 和焊接箱体（如图4-5）。铸造箱体材料一般多用铸铁（HT150、HT200）。铸造箱体较易获得合理和复杂的结构形状，刚度好，易进行切削加工；但制造周期长，质量较大，因而多用于成批生产。焊接箱体比铸造箱体壁厚薄，质量轻，生产周期短，但焊接易产生热变性，要求较高的焊接技术，图4-4 蜗杆减速器并须进行人工时效处理，多用于单件、小批生产。箱体从结构形式上可以分为剖分式箱体和整体式箱体。图4-1图4-4均为剖分式箱体结构，剖分面多为水平面，与传动件轴心线平面重合。一般减速器只有一个剖分面；对于大型立式减速器，为便于制造和安装，也可采用两个剖分面。铸铁箱体结构尺寸及相关零件的尺寸关系经验值见表4-1。结构尺寸需圆整。图4-5 焊接箱体4.2 减速器的润滑减速器传动件和轴承都需要良好的润滑，其目的是为减少摩擦、磨损，提高效率，防锈，冷却和散热。减速器润滑对减速器的结构设计有直接影响，如油面高度和需油量的确定，关系到箱体高度的设计；轴承的润滑方式影响轴承的轴向位置和阶梯轴的轴向尺寸等。因此，在设计减速器结构前，应先确定减速器润滑的有关问题。4.2.1 传动件的润滑大多数减速器的传动件都采用浸油润滑方式，而高速的传动件，则为压力喷油润滑。1浸油润滑浸油润滑是将传动件一部分浸入油池中，传动件回转时，粘在其上的润滑油被带到啮合区进行润滑。同时，油池中的油被甩到箱壁上，可以散热。这种润滑方式适用于齿轮圆周速度v12m/s，蜗杆圆周速度v10m/s的场合。箱体内应有足够的润滑油，以保证润滑及散热的需要。为了避免油搅动时沉渣泛起，齿顶到油池底面的距离应大于3050mm（图4-6）。为保证传动件充分润滑且避免搅油损失过大，合适的浸油深度见表4-2。由此确定减速器中心高H，并圆整。另外，应验算油池中的油量V是否大于传递功率所需的油量V0。对于单级减速器，每传递1kW的功率需油量为350700cm3（高粘度油取大值）。对多级传动，应按级数成比例地增加。若V V0，则应适当增大中心距高H。设计两级或多级齿轮减速器时，应选择适宜的传动比，使各级大齿轮浸油深度适当。如果低速级大齿轮浸油过深，超过表4-2的浸油深度范围，则可采用油轮润滑，如图4-7所示。 表4-1 铸铁减速器箱体结构尺寸 （mm）名 称符号减 速 器 类 型 及 尺 寸 关 系齿轮减速器圆锥齿轮减速器蜗杆减速器箱 座 壁 厚一级0.025a +180.0125(d 1m+d 2m)+18或0.01(d 1+d 2)+18d 1、d 2小、大圆锥齿轮的大端直径d 1m、d 2m小、大圆锥齿轮的平均直径0.04a +38二级0.025a +38三级0.025a +58考虑铸造工艺，所有壁厚都不应小于8箱 盖 壁 厚1一级0.02a +180.01(d 1m+d 2m)+18 或0.0085(d 1+d 2)+18蜗杆在上：蜗杆在下： =0.858二级0.02a +38 三级0.02a +58箱座凸缘厚度b1.5箱盖凸缘厚度b11.51箱座底凸缘厚度b22.5地脚螺栓直径df0.036a +120.018(d 1m+d 2m)+112或0.015(d 1+d 2)+1120.036a +12地脚螺栓数目na250时，n =4a250500时，n=6a500时，n=84轴承旁联接螺栓直径d10.75 df箱盖与箱座联接螺栓直径d2(0.50.6) df联接螺栓d2的间距l150200轴承端盖螺钉直径d3(0.40.5) df视孔盖螺钉直径d4(0.30.4) df定位销直径d(0.70.8) df螺栓扳手空间安装螺栓直径dxM8M10M12(M14)M16(M18)M20(M22)M24(M27)M30df、d1、d2至外箱壁距离c11316182022242630343640df、d2至凸缘边缘距离c21114161820222426283234沉头座直径Dcmin1822263033364043485361轴承旁凸台半径R1c2凸台高度h根据低速级轴承座外径确定，以便于扳手操作为准外箱壁至轴承座端面距离l1c1+c2+(510)大齿轮顶圆（蜗轮外圆）与内机壁距离11.2齿轮端面与内机壁距离2箱盖、箱座肋厚m1、mm10.851 m0.85轴承端盖外径D2凸缘式端盖：D+（55.5）d3；嵌入式端盖：1.25D+10，D轴承外径轴承旁联接螺栓距离s尽量靠近，以d1和d2内互不干涉为准，一般取，sD2注：（1）多级传动时，a取低速级中心距。对圆锥圆柱齿轮减速器，按圆柱齿轮传动中心距取值。（2）带括号的螺纹直径为第2系列。 a) b) c) d)图4-6 浸油润滑及浸油深度 a) b)图4-7 油轮润滑表4-2 传动件浸油深度推荐值减 速 器 类 型传 动 件 浸 油 深 度单级圆柱齿轮减速器（图4-6a）m20mm时，h约为1个齿高，但不小于10mmm20mm时， h约为0.5个齿高两级或多级圆柱齿轮减速器（图4-6b）高速级大齿轮，hf约为0.7个齿高，但不小于10mm。低速级大齿轮，hs按圆周速度大小而定，速度大取小值。当v = 0. 81.2m/s 时，hs约为 1个齿高（但不小于10mm）1/6个齿轮半径；当v0.50.8m/s时，hs（1/6l/3）齿轮半径圆锥齿轮减速器（图4-6c）整个齿宽浸人油中（至少半个齿宽）蜗杆减速器蜗杆下置（图4-6d）h1=(0.751) h , h 为蜗杆齿高，但油面不应高于蜗杆轴承最低一个滚动体中心蜗杆上置（图4-6e）h2同低速级圆柱大齿轮浸油深度2喷油润滑当齿轮圆周速度v12m/s，或蜗杆圆周速度v10m/s时，粘在传动件上的油由于离心力作用易被甩掉，啮合区得不到可靠供油，而且搅油使油温升高，此时宜用喷油润滑，即利用液压泵将润滑油通过油嘴喷至啮合区对传动件润滑。4.2.2 滚动轴承的润滑对齿轮减速器，当浸油齿轮的圆周速度v2m/s 时，滚动轴承宜采用脂润滑；当齿轮的圆周速度v2m/s时，滚动轴承多采用油润滑。对蜗杆减速器，下置式蜗杆轴承用浸油润滑，蜗轮轴承多用脂润滑或刮板润滑。1脂润滑脂润滑易于密封、结构简单、维护方便。采用脂润滑时，滚动轴承的内径和转速的积dn一般不宜超过2105mmr/min。为防止箱内润滑油进入轴承而使润滑脂稀释流出，应在箱体内侧设封油盘，如图5-20所示。2飞溅润滑减速器内只要有一个传动零件的圆周速度v2m/s，即可利用浸油传动件旋转使润滑油飞溅润滑轴承。一般情况下，在箱体剖分面上制出油沟，使溅到箱盖内壁上的润滑油流人油沟，从油沟导入轴承，如图5-21所示。当传动件v3m/s时，飞溅的油形成油雾，可以