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減速器的結構是怎樣的?

減速器的外形雖然各式各樣,但基本構造均是由軸系部件、箱體及附件等組成。下面以單級圓柱齒輪減速器為例進行行明。

(1)軸系部件。

軸的作用是支承軸上旋轉的零部件(如齒輪、滾動軸承等),並傳遞扭矩。軸系部件是軸及其上所安裝的齒輪、套筒、軸承、軸承端蓋等零件的總稱,它是減速器的核心部分。圖3-21為低速軸系部件,從左端起軸段①用於安裝外聯零部件(齒輪、鏈輪或聯軸器),軸段②上裝有毛氈密封圈(防止箱內潤滑油外泄)和軸承端蓋,軸段③安裝有滾動軸承與套,軸段④安裝有齒輪,軸段⑦上裝有滾動軸承。其中①—②、④—⑤、⑥—⑦之間的臺階分別用於確定外聯零部件、齒輪以及滾動軸承的軸向位置。為便於裝拆滾動軸承及齒輪,②—③以及③—④之間也各自留有壹個臺階。

圖3-21 軸系部件1—軸;2—密封圈;3—軸承端蓋;4—滾動軸承;5—套;6—齒輪;7—鍵外聯零部件包括齒輪、帶輪、鏈輪和聯軸器等。它們通過鍵與軸相連用於輸入或輸出轉矩,低速軸上的外聯零部件用於輸出轉矩,高速軸上的外聯零部件用於輸入轉矩。由於軸系部件是多個零部件裝配在壹起構成的,為便於裝拆其上零件,需擬定出零件的裝配順序。軸系部件裝配方案見圖3-22。齒輪、套、左邊的滾動軸承、軸承端蓋依次從軸的左端向右安裝,右邊的滾動軸承及其軸承端蓋從軸的右端向左安裝。

圖3-22 軸系部件裝配圖①齒輪。

齒輪的作用是傳遞運動和動力,改變角速度大小。它依靠兩齒輪的輪齒相互嚙合,由主動輪的輪齒依次推動從動輪的輪齒進行工作。齒輪傳動類型根據具體需要分為圓柱齒輪傳動、人字齒輪傳動、圓錐齒輪傳動和蝸桿蝸輪傳動,如圖3-23所示。

圖3-23 齒輪傳動類型②滾動軸承。

軸承是用來支承軸及軸上零件的不可缺少的組成部分。軸承可以大大減少轉軸與支承之間的摩擦與磨損,保證軸的旋轉精度。根據軸承工作時的摩擦性質不同,可分為滑動軸承和滾動軸承兩大類。滾動軸承的基本結構由內圈、外圈、滾動體和保持架組成,如圖3-24所示。內圈通常裝在軸上隨軸壹起轉動,外圈通常裝在軸承座孔內,壹般不轉動。滾動體在內外圈滾道上滾動,保持架把滾動體彼此隔開並使其沿圓周均勻分布,避免滾動體之間相互接觸,減小摩擦和磨損。滾動體的形狀如圖3-25所示,有球、圓柱、滾針、圓錐滾子、球面滾子、非對稱球面滾子等幾種形式。滾動體的形狀、大小和數量直接影響滾動軸承的承載能力及使用性能。

圖3-24 滾動軸承的基本結構1—內圈;2—外圈;3—滾動體;4—保持架

圖3-25 滾動體的類型國家標準局對滾動軸承的技術規格(結構形狀、尺寸、材料、熱處理等)制定了標準。壹般滾動軸承由專門的廠家集中生產,在進行機械設計時,只需根據相應需要選擇適當的軸承型號到市場上購買即可。像這種經過優化、選擇、簡化、統壹後,給予標準代號的零件和部件稱為標準件,例如,螺釘、螺母、鍵、聯軸器、電動機等。標準件通常由專業廠家成批生產。統壹制定標準,由專門廠家成批生產的部件,稱為標準部件。像鏈條、減速器、電動機等均已屬於標準部件。

③軸承端蓋。

軸承端蓋的作用是固定軸承、調整軸承間隙並承受軸向力,同時防止箱內潤滑油向外滲漏。它通過螺栓或直接與箱體相連來定位,並使整個軸系部件沿軸向具有確定位置,保證兩齒輪沿齒寬方向完全接觸。軸承端蓋有嵌入式(圖3-26)和凸緣式(圖3-27)兩種形式。嵌入式軸承端蓋結構簡單、重量輕,但密封性差,調整軸承間隙比較麻煩,需要打開箱蓋,不宜用於要求準確調整軸承間隙的場合。凸緣式軸承端蓋調整軸承間隙比較方便,密封性能也好,因而應用廣泛。

圖3-26 嵌入式軸承端蓋

圖3-27 凸緣式軸承端蓋④套。

當軸上兩相鄰零件間的距離較小時,常用套作軸向定位,避免因使用臺階而使軸徑增大。其結構形狀為空心圓柱體,圖3-21所示的套壹端用於固定齒輪,另壹端用於固定滾動軸承。套的結構尺寸由所需定位的零件決定。

⑤密封。

密封的作用是防止減速器內的潤滑油(脂)向外泄漏和灰塵、雜質、水分等進入減速器。機械產品的密封性能是評價其質量的重要指標之壹,有些機械產品就是因為其中某部分密封不佳而不能正常工作。由於現代機器正向著高速、高壓和高溫方向發展,而且人們對環境汙染也更為關註,因而且對密封提出了更高更苛刻的要求。

密封方式分接觸式密封(圖3-28)和非接觸式密封(圖3-29)兩大類。接觸式密封是在軸承端蓋內放置毛氈、橡膠、皮革等材料制成的密封件與轉動軸直接接觸進行密封,包括毛氈密封、皮碗密封等類型。接觸式密封結構簡單,但其接觸處有滑動摩擦,常用於脂潤滑和速度不高的場合。非接觸式密封相互運動的兩表面間沒有直接接觸,避免了接觸式密封的缺點,但加工成本高,常用於速度較高的場合,包括間隙密封、迷宮式密封等形式。

圖3-28 接觸式密封

圖3-29 非接觸式密封⑥鍵。

鍵的作用是使軸和軸上的零件實現周向固定,進行轉矩的傳遞。鍵有多種類型,常用的有平鍵如圖3-30所示、半圓鍵如圖3-31所示等。鍵也是標準件。

圖3-30 平鍵

圖3-31 半圓鍵(2)箱體。

箱體是用來安裝減速器上其他零部件,保證傳動件準確運轉、良好潤滑和密封的重要零件。為便於安裝軸系部件,箱體多采用剖分式結構。即由箱蓋(圖3-32)和箱座(圖3-33)兩部分組成。在剖分面上通常塗壹層薄薄的水玻璃或密封油,以保證箱體的密封性。在成批生產時,箱體通常用灰鑄鐵鑄成;在單件或小批量生產時,常用鋼板焊接而成。

圖3-32 箱蓋

圖3-33 箱座常用壹定數量的螺栓把箱蓋與箱座連接成壹體,並用兩個圓錐銷保證精確定位。螺栓的位置應盡量靠近軸承。為了保證螺栓和螺母連接時能與箱體的支承面很好地接觸,壹般支承面需要加工平整。安裝螺栓處,應留足扳手的活動空間。箱體在設計制造時應滿足:

①有足夠的剛度,以避免在載荷作用下產生過大的變形。

②剖分面有合適的寬度,且加工精度高,以保證密封可靠。

③對箱座的高度有壹定的要求,以便容納足夠的潤滑油潤滑零件,並起散熱作用。

(3)附件。

為了檢查減速器內傳動件的嚙合、註油及排油、指示油面高度、通氣、裝拆吊運等情況,通常還需在減速器箱體上設置壹些裝置或附加結構,統稱附件,如圖3-34所示。

圖3-34 減速器附件①窺視孔和窺視孔蓋。

箱蓋上的窺視孔是為了檢查傳動件嚙合情況、潤滑狀況及往箱內註入潤滑油用的。窺視孔設置在靠近傳動件嚙合區上方的箱蓋上,並有足夠的大小,以便手能伸入進行操作。窺視孔平時用窺視孔蓋蓋住。

②通氣器。

減速器工作時,箱內溫度升高,氣壓增大,潤滑油可能從剖分面處被擠出。為此,常在箱蓋頂部或窺視孔蓋上裝有通氣器,使箱內空氣能自由逸出,以保證箱體內外壓力均衡,提高箱體縫隙處的密封性能。簡易的通氣器常用帶孔螺釘制成,但通氣孔不要直通頂端,以免灰塵進入。

③油標尺。

油標尺用來檢查箱內油面高度,它常被裝在便於觀測油面及油面穩定之處(如低速級傳動件附近)。油標尺有各種形式,常用的有油尺、圓形油標、長形油標等,有的已標準化。

④油塞。

箱座底部設有放油孔,用於放出汙油。放油孔的位置位於油池最低處,並安排在減速器不與其他部件靠近的壹側,以便於放油。放油孔平時用油塞堵住。

⑤啟蓋螺釘。

為了便於啟蓋,在箱蓋側邊的凸緣上常裝有壹至兩顆啟蓋螺釘。在拆卸箱蓋時擰入啟蓋螺釘即可頂起箱蓋。

⑥定位銷。

為了保證軸承座孔的裝配精度,在箱體連接凸緣的長度方向兩端各安置壹個圓錐定位銷,兩銷相距盡量遠些,以提高定位精度。定位銷是在箱蓋與箱座用螺栓連接緊固後,鏜制軸承座孔前加工的。選擇定位銷的位置時,要不妨礙鄰近連接螺栓的裝拆。

⑦吊環螺釘、吊環和吊鉤。

為了拆卸及搬運,應在減速器上裝有吊環螺釘,或者鑄出吊環或吊鉤。吊環螺釘為標準件,可按減速器重量根據手冊選取。吊環螺釘用於拆卸機蓋,但減速器重量不大時,也允許用來吊運減速器。采用吊環螺釘增加加工工序,所以,常在箱蓋上直接鑄出吊環或吊鉤提升箱蓋,而箱座兩端鑄出的吊鉤用於整個減速器的提升與搬運。