减速机结构（通用11篇）
减速机结构 篇1
0 引言
随着世界机床制造水平的提高, 对功能部件领域提出了更高的要求。功能部件的研制应该融合到主机的设计中。目前, 国外车床制造商主流配置刀架为伺服刀架、单伺服动力刀架。国内车床制造商刀架配置为电动刀架、液压刀架以及伺服刀架。刀架作为车床的核心功能部件, 已经由电动和液压刀架发展到了伺服刀架的广泛应用。
伺服刀架在刀架的设计理念上代表着刀架技术的全面升级, 电气技术的高度集成, 机械结构的复杂到简单化, 从而带来了优越的产品性能。例如, 转位快、定位精确、性能稳定。目前, 国内主要数控立车厂家均选用立式伺服刀架作为标准配置。但是国内刀架的制造水平、伺服刀架的研制水平还存在一些问题。为了解决立式伺服数控刀架转位噪声及校正缺陷, 沈阳机床股份有限公司数控刀架分公司研制了减速机结构立式伺服数控刀架。
1 减速机刀架结构及工作原理
1.1 刀架结构
减速机结构立式伺服刀架主要由以下几部分组成:电气部分由伺服控制器、伺服电机、接近开关及线缆构成;三联齿盘部分由锁紧齿盘、动齿盘及定齿盘构成;刚性连接部分由底座、主轴、法兰构成;液压部分由油路、锁紧油腔及松开油腔构成;传动部分由减速机、过渡齿轮及内齿圈构成。
产品应用如图1, 刀架传动结构如图2。
各部分功能如下:伺服控制器控制伺服电机提供动力源及初定位;三联齿盘通过液压部分提供的压力实现定位锁紧及脱开;刚性连接结构主要是在齿盘锁紧状态下保证刀架整体的刚性;减速机在伺服电机的传动下, 通过齿轮轴、过渡齿轮、内齿圈实现转位功能。
1.2 工作原理
伺服刀架的工作原理主要体现在电气控制上, 下面结合刀架在立车的使用进行说明。
回零:机床电气系统启动, 机床液压系统启动, 手动启动复位按钮, 刀架开始顺时针转位到一工位。
转位:机床系统发出转位指令, 伺服控制器发出控制信号控制液压松开锁紧系统松开, 接近开关作为松开锁紧信号的反馈依据。伺服控制器发出脉冲给电机驱动, 伺服刀架刀台开始转位, 伺服电机将动力传递到减速机, 通过内齿圈输出带动动齿盘, 动齿盘和箱体开始转位, 工作位置接近开关作为参考零点提供转位信号反馈依据, 刀台转到指定工位后, 伺服控制器控制液压松开锁紧装置锁紧。
切削:立式伺服刀架在三联齿盘锁紧的状态下开始切削工件。
2 减速机结构刀架设计及试验
2.1 刀架设计
通过对市场的调研, 以满足重点行业 (汽车零部件加工、石油管箍加工) 需求为宗旨, 充分考虑刀架结构、工艺性、刚性、可靠性等几项指标, 在满足刀架加工零件精度的前提下, 力求降低成本, 提高经济效益。严格贯彻国家标准, 贯彻ISO9000质量保证体系标准, 提高设计质量。
产品采用伺服技术转位、分度和液压锁紧、大三联高精度端面齿盘定位, 电机倒置, 大减速比高惯量, 大三联齿盘定位, 定齿盘与动齿盘相对旋转面上移, 法兰与主轴高连接刚性, 平面滚针轴承以及钢背轴承应用等全新设计理念。
伺服电机及伺服控制器选用国际知名厂家产品, 保证了产品的可靠性。减速机选用国内品牌减速机厂家。目前, 国内没有这种尺寸的平面滚针轴承批量制造厂家, 设计人员同外协厂家协同设计制造解决了技术难题。钢背轴承为分公司成熟技术积累, 保证了刀架转位过程平稳。
相关部件的自主研制实现了同类产品比国外价格低一半。同时, 解决了国内立式伺服刀架带载能力差及性能不稳定的问题。
设计时, 提出了各类相关的设计指标。设计过程进行了理论计算及仿真分析, 并通过了相关实验的验证。
2.2 仿真计算
应用Solid Works 2012中Simulation功能, 对刀架主要零件进行有限元静态分析。通过对模型设置相关的假设条件, 附加相应的约束及载荷, 得出了箱体、底座及三齿盘的有限元分析结果, 通过对结果的比对, 满足设计要求。
2.3 刀架试验
刀架的试验通常分成3个部分:一是刀架的装配、机械性能测试, 松开锁紧及相关精度检测;二是伺服电机、减速器性能测试及相关刚性指标的检测;三是电气程序调试、运车寿命测试。下面举例说明。
加载运车实验:刀架运车保证空运转12 h。根据代表性用户立式刀架调装的使用情况, 以及国外同等规格刀架的性能指标, 我们初步选定图4中所示刀夹, 每个刀夹重量20 kg, 刀夹长度300 mm, 此时刀架整体转动惯量为18, 我们设计刀架转动惯量为25, 加载过程为逐步加载, 这个过程可以测试刀架不平衡扭矩, 满负荷运车48 h, 经过验证立式伺服数控刀架性能指标合格。
图5为切向刚度实验。打切向刚度需要的工具有刚性试验台、刀架光机、加长刀杆、千斤顶、测力计 (测量极限为25 000 N·m) 、2块百分表 (1块测量刀架变形, 1块测量测力计变形) 。通过此项试验, 验证了刀架的刚性, 得出了刚性指标数值, 同时确定了液压锁紧压力的合理值为4 MPa。
3 齿轮箱结构与减速机结构性能对比
齿轮箱结构的刀架箱体内部需要四级减速来实现降速增扭矩。涉及到几个方面的问题需要解决, 首先是齿轮的相关精度保证, 增加了装配过程的复杂程度。其次是刀架转位过程中易产生噪声, 因为内齿圈及各级双联齿轮的加工精度不易保证。
减速机结构刀架则可以解决上述问题。此刀架减速机一般是由供应商提供, 减速机输出齿轮轴标准间隙12′。经过现场试验对标, 实现了锁紧过程无校正及转位过程无噪音。
4 结语
通过对减速机结构立式伺服数控刀架设计研究, 结合了刀架设计过程、刀架理论分析、有限元分析、实验过程及与其它结构刀架的对比。此刀架结构合理, 性能优越, 是立式数控车床配套的可靠解决方案。
参考文献
[1]徐灏.机械设计手册[M].北京.机械工业出版社出版, 1995.
[2]徐灏.疲劳强度设计手册[M].北京.机械工业出版社出版, 1985.
减速机结构 篇2
一、实验目的
1．了解减速器的整体结构及工作要求。
2．了解减速器的箱体零件、轴、齿轮等主要零件的结构及加工工艺。3．了解减速器主要部件及整机的装配工艺。4．了解齿轮、轴承的润滑、冷却及密封。
5．通过自己动手拆装，了解轴承及轴上零件的调整、固定方法，及消除和防止零件间发生干涉的方法。6．了解拆装工具与减速器结构设计间的关系，为课程设计做好前期准备。
二、实验设备及工具
1．Ⅰ级、Ⅱ级圆柱齿轮传动减速器。2．Ⅰ级蜗杆传动减速器。
3．活动扳手，螺丝起、木锤、钢尺等工具。
三、实验方法
在实验室首先由实验指导老师对几种不同类型的减速器现场进行结构分析、介绍，并对其中一种减速器的主要零、部件的结构及加工工艺过程进行分析、讲解及介绍。再由学生们分组进行拆装，指导及辅导老师解答学生们提出的各种问题。在拆装过程中学生们进一步观察了解减速器的各零、部件的结构、相互间配合的性质、零件的精度要求、定位尺寸、装配关系及齿轮、轴承润滑、冷却的方式及润滑系统的结构和布置；输出、输入轴与箱体间的密封装置及轴承工作间隙调整方法及结构等。
四、减速器拆装步骤及各步骤中应考虑的问题
（一）观察外形及外部结构
1．观察外部附件，分清哪个是起吊装置，哪个是定位销、起盖螺钉、油标、油塞，它们各起什么作用？布置在什么位置？
2．箱体、箱盖上为什么要设计筋板？筋板的作用是什么，如何布置？
3．仔细观察轴承座的结构形状，应了解轴承座两侧联接螺栓应如何布置，支承螺栓的凸台高度及空间尺寸应如何确定？
4．铸造成型的箱体最小壁厚是多少？如何减轻其重量及表面加工面积？ 5．箱盖上为什么要设置铭牌？其目的是什么？铭牌中有什么内容？
（二）拆卸观察孔盖
1．观察孔起什么作用？应布置在什么位置及设计多大才是适宜的？ 2．观察孔盖上为什么要设计通气孔？孔的位置应如何确定？
（三）拆卸箱盖
1．拆卸轴承端盖紧固螺钉(嵌入式端盖无紧固螺钉)；
2．拆卸箱体与箱盖联连螺栓，起出定位销钉，然后拧动起盖螺钉，卸下箱盖；
3．在用扳手拧紧或松开螺栓螺母时扳手至少要旋转多少度才能松紧螺母，这与螺栓中心到外箱壁间距离有何关系？设计时距离应如何确定？
4．起盖螺钉的作用是什么？与普通螺钉结构有什么不同？ 5．如果在箱体、箱盖上不设计定位销钉将会产生什么样的严重后果？为什么？
（四）观察减速器内部各零部件的结构和布置。
1．箱体与箱盖接触面为什么没有密封垫？是如何解决密封？箱体的分箱面上的沟槽有何作用？
2．看清被拆的减速器内的轴承是油剂还是脂剂润滑，若采用油剂润滑，应了解润滑油剂是如何导入轴承内进行润滑？如果采用脂剂应了解如何防止箱内飞溅的油剂及齿轮啮合区挤压出的热油剂冲刷轴承润滑脂？两种情况的导油槽及回油槽应如何设计？
3．轴承在轴承座上的安放位置离箱体内壁有多大距离，在采用不同的润滑方式时距离应如何确定？ 4．目测一下齿轮与箱体内壁的最近距离，设计时距离的尺寸应如何确定？ 5．用手轻轻转动高速轴，观察各级啮合时齿轮有无侧隙？并了解侧隙的作用。
6．观察箱内零件间有无干涉现象，并观察结构中是如何防止和调整零件间相互干涉。
7．观察调整轴承工作间隙(周向和轴向间隙)结构，在减速器设计时采用不同轴承应如何考虑调整工作间隙装置？应了解轴承内孔与轴的配合性质，轴承外径与轴承座的配合性质。8．设计时应如何考虑对轴的热膨胀进行自行调节。9．测量各级啮合齿轮的中心距。
（五）从箱体中取出各传动轴部件
1．观察轴上大、小齿轮结构，了解大齿轮上为什么要设计工艺孔？其目的是什么？ 2．轴上零件是如何实现周向和轴向定位、固定？
3．各级传动轴为什么要设计成阶梯轴，不设计成光轴？设计阶梯轴时应考虑什么问题？ 4．采用直齿圆柱齿轮或斜齿圆柱齿时，各有什么特点？其轴承在选择时应考虑什么问题？ 5．计数各齿轮齿数，计算各级齿轮的传动比。高、低各级传动比是是如何分配的？
6．测量大齿轮齿顶圆直径da，估算各级齿轮模数m。测量最大齿轮处箱体分箱面到内壁底部的最大距离H，并计算大齿轮的齿顶(下部)与内壁底部距离L=H-1/2da,L值的大小会影响什么？设计时应根据什么来确定L值？
7．观察输入、输出轴的伸出端与端盖采用什么形式密封结构；
8观察箱体内油标(油尺)、油塞的结构及布置。设计时应注意什么？油塞的密封是如何处理？
（六）装配
1．检查箱体内有无零件及其他杂物留在箱体内后，擦净箱体内部。将各传动轴部件装入箱体内； 2．将嵌入式端盖装入轴承压槽内，并用调整垫圈调整好轴承的工作间隙。
3．将箱内各零件，用棉纱擦净，并塗上机油防锈。再用手转动高速轴，观察有无零件干涉。无误后，经指导老师检查后合上箱盖。
4．松开起盖螺钉，装上定位销，并打紧。装上螺栓、螺母用手逐一拧紧后，再用扳手分多次均匀拧紧。5．装好轴承小盖，观察所有附件是否都装好。用棉纱擦净减速器外部，放回原处，摆放整齐。6．清点好工具，擦净后交还指导老师验收。
五、实验要求
减速机结构 篇3
关键词：减速机；常见故障：承载因素
前言
减速机在现代社会中的应用十分广泛，在汽车、运输、传动设备等诸多方面都有所表现。但是随着社会的发展减速机的发展开始向着低速度、高荷载、高运转的方向发展，这样的趋势是对目前减速机发展的一种挑战。减速机的发展趋势是与社会的实际需要紧密相连的，所以研究减速机常见故障与承载能力的影响因素，对于促进减速机在社会中的使用，减少减速机的故障情况，提高其承载能力，有重要的意义。
1.减速机的基本功能和原理
1.1减速机的工作原理
减速机的工作原理是依靠不同直径的齿轮降低速度。一般减速机都应用于低转速、大扭矩的传动设备当中。输入轴上的小齿轮与输出轴上的大齿轮相互啮合完成速度的下降。因为齿轮相互啮合的情况下，齿轮实际的转动量是相同的，因为大小齿轮的周长不同的，所以齿轮的转速不同。减速机正是运用这一原理完成减速功能的[1]。
1.2减速机的基本功能
减速机的功能包括两个部分，其一是减速，其二是带动。带动是指传动过程中将动力输出转化为对于物品的力。之所以使用转速机来进行带动，而不使用动力源的直接带动是因为动力源无法使用太大的齿轮，而小齿轮因为转速过快无法提供足够的推力。使用小齿轮很可能会导致减速机出现损坏。
2.减速机的常见故障及应对
2.1齿轮问题
齿轮问题是减速机最常见的一种故障，而且这种故障已经成为减速机使用的正常情况。因为减速机在进行传动时会受到很强的反作用力，在经过一段时间的使用后，齿轮本身就会因为金属疲劳的问题，造成缺齿、剥落、点蚀等情况，这已经属于减速机使用的一般问题。在经过一段时间的使用后必然会出现这一问题。而且减速机中，齿轮越大，所受力也越大，大型齿轮出现问题的几率要远高于小型齿轮。比如在传动器的使用中，开启机器时一般都选择比较平缓的速度进行，因为突然性的动力输出会导致齿轮的局部受力情况快速增加，一旦超过齿轮的实际强度，就会造成齿轮的损坏。随着减速机也更高水平使用，传动中的受力也逐渐增加，很多减速机中齿轮事实上是无法应付工作的，但是因为企业的强行操作等情况也会造成齿轮的损坏[2]。
齿轮问题在减速机的使用中时最频繁的，所以定时替换齿轮是最好的方法。齿轮的消耗事实上是无法避免的，只有规范的操作方式才能一定程度上减少因为人为造成的齿轮损坏。
2.2轴承问题
轴承的损坏一般分为使用的磨损和破坏性损坏。轴承在使用中会受到摩擦，长期的使用下必须按时进行更换和维护。而破坏性损坏发生的几率较少，但是一旦发生只能更换轴承，需要长时间、高成本的维修，而且严重影响实际的生产。轴承损坏大都是因为人为原因造成的，比如不当操作、维护不良或者没有及时更换等等情况，因为轴承质量问题造成的损坏相对较少[3]。
轴承问题的解决相对简单，使用企业只需要做好固定的检查和维护就可以一定程度上降低轴承问题的出现。还需要定时替换轴承，提高操作员规范操作的能力。
2.3润滑问题
润滑油的使用是减少减速机出现损坏的一种有效的方式。因为齿轮在转动时同时进行滑动和滚动两种不同的状态，而且齿轮之间接触时间极短，所以齿轮与齿轮之间的接触点应力极大，也是最容易造成问题的部分。润滑的作用在于减少齿轮与齿轮之间的实际接触，在齿轮转动时帮助齿轮快速的运动，可以减少机械的磨损降低零件之间的摩擦力。
减速机有时会出现渗油和漏油问题，其原因可能是因为密封处出现问题，为保证减速机中的润滑油充足除要及时补充润滑油外，也需要注意密封部位的维护和检查，及时发现，及时解决。
3.减速机影响承载的因素
3.1齿轮因素
齿轮的比例和齿轮的材料是影响减速机承载能力的因素之一。相邻环节的齿轮半径比差距越大，齿轮所受的应力也就越大，相同材料下，所能够承载的质量越小。齿轮材料决定了齿轮实际所能够承受的应力大型，在不考虑加工中产生的零件问题的情况下，材料的各项指标越好，齿轮的实际能力也就越大。所以齿轮是影响减速机承载能力的因素之一。
3.2轴承因素
轴承是传导力的主要零件，在实际的工作中，轴承的质量代表了减速其的实际能力。轴承的质量出现问题就会削弱轴承内部的应力结构，使其在运转时因为受力不均或者内部应力结构问题产生扭曲或者损坏。所以轴承因素将会直接影响减速机的实际承载能力。
4.总结
综上所述可以发现，减速机的故障原因主要集中于两个环节，齿轮和轴承。对于减速机来说这两个环节实现了减速和承载两个主要的功能。随着我国社会建设步伐的加快，对于传动系统的要求也越来越高，工业中的生产、传输等多个环节都需要更高水平的传动系统的支持。这也就是对减速机的要求。低转速、高承载、高效率的工业要求，为减速机的发展提供了方向和动力，但是需要注意的是减速机的发展更需要材料科学的支撑，所以在材料科学有大的突破前，只能通过更加合理的使用方式和设计手段来促进减速机的发展。可以相信随着减速机不断改进和优化一定会满足工业的实际需要，促进我国工业的发展和壮大。
参考文献：
[1]李宁.减速机常见故障及排除方法[J].赤子（中旬），2014，02（03）：408.
[2]刘清勤.减速机常见故障与影响承载因素分析[J].科技资讯，2014，23（01）：79.
减速机结构 篇4
电机作为机械设备的动力源, 广泛用于工程设备中提供驱动力, 但电机的转速较高, 一般还要配合减速器来使用, 以达到降低输出转速及增大扭矩的目的。为了便于控制驱动机构启停及驱动系统和机器设备的安全, 还需要配合制动器, 起到制动的作用。机械设备的驱动方式有多种, 在大型机械设备行走机构中常用的有以下两种方式:电机→联轴器→制动器→减速器→机械设备;三合一减速器 (电机、制动器和减速器三个整合为一个整体) →机械设备。三合一减速器结构紧凑, 设计简单, 整个驱动系统依靠一扭力臂来支撑, 扭力臂固定于机器设备上, 扭力臂与减速器固定端通过销轴连接, 扭力臂与机器设备的固定位置可以根据实际位置需要来调节。
2 传统扭力臂结构分析
三合一减速器广泛应用于斗轮堆取料机的行走机构中, 斗轮堆取料机传统的扭力臂支座存在刚度不好、制作成本高等问题。由于扭力臂支座直接与三合一减速器连接, 若刚度不足, 驱动系统则容易发生振动, 固定在台车架上的扭力臂支座容易发生撕裂并影响整机的安全可靠性。
1.拨叉2.座子3.螺栓、螺母、垫圈
传统的扭力臂支座结构形式如图1所示, 主要由拨叉和座子两部分通过螺栓连接。拨叉为一钢板与一在中间两处朝相反的方向折弯 (弯度为90°) 的钢板连接而成, 两钢板上均钻有销轴孔, 两钢板的另一端钻有4个螺栓孔。座子的结构形式为一工字梁, 工字梁靠近下端加两块筋板, 工字梁上端翼板上钻有4个螺栓孔。这种结构形式的扭力臂支座在使用的过程中容易导致驱动系统振动, 扭力臂座子固定焊接处容易撕裂, 整个扭力臂加工制造成本高。为了解决这些问题, 设计了一种新的扭力臂支座。
3 新扭力臂的结构形式及分析
新设计的三合一减速机新型扭力臂支座如图2所示, 由上连接板、下连接板、槽钢、底板、加强筋板、加强钢板组成, 上连接板和下连接板一端各有一尺寸相同的销轴孔, 便于精准焊接的定位及与三合一减速机相连接。上连接板与底板之间通过两个槽钢对接成的长方体柱焊接为工字梁结构, 下连接板的一端与槽钢焊接, 与上连接板通过加强钢板连接, 与底板通过类似倒直角三角形的加强筋板连接, 所有部件均采用焊接形成一体。底板开有单边剖口, 与行走机构的台车架相连, 支撑起三合一减速机的重力。
1.上连接板2.下连接板3.槽钢4.底板5.加强筋板6.加强钢板
其制作流程为:先将上连接板和下连接板叠放固定在一起后进行销轴孔的加工, 之后将两个槽钢对接成长方体形状后将它们焊接牢固, 再将下连接板焊接于槽钢, 之后是将倒直角三角形状的加强筋板的两直角边与槽钢及下连接板进行焊接, 再进行加强钢板的焊接, 最后进行上连接板的焊接, 可以用一根直径与销轴孔相同的圆管穿过上连接板和下连接板后实现两个销轴孔的快速定位后进行焊接, 即可以完成该支座的制作。
新的三合一减速机扭力臂支座所有部件均采用型材和板材制作, 通过焊接进行连接, 与台车架相连接的底板开有单边剖口, 易于焊透, 焊接接头强度高。其优点一是扭力臂刚度好, 不会因为刚度原因引起驱动系统的振动;二是降低了制作成本;三是可快速实现配合, 保证装配的精度。
4 结语
传统扭力臂支座在使用的过程存在刚度不足导致驱动系统振动及扭力臂支座撕裂等问题, 为此设计了一种新的扭力臂支座。新的结构形式在制作和力学性能方面均优于传统的结构形式。可为三合一减速机扭力臂支座的设计和制造提供借鉴和指导。
摘要：针对三合一减速机传统扭力臂支座制作成本高、刚度不足导致驱动振动及扭力臂支座撕裂等问题, 设计了一种新的扭力臂。新扭力臂支座成本低、刚度好, 可为扭力臂支座的设计和制造提供指导和参考。
关键词：斗轮堆取料机,减速机,扭力臂,优化
参考文献
[1]万正喜.斗轮堆取料机行走机构力学性能分析及结构优化[D].长沙:中南大学, 2011.
[2]万正喜, 瞿吉利.一种三合一减速机新型扭力臂支座:中国, 201220155304.1[P].2012-04-13.
减速机结构 篇5
关键词：齿轮减速机；故障分析；维护保养
中图分类号： TB486 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）23-146-2
0 引言
人们的生产生活离不开机械设备，而在机器设备当中，齿轮减速机扮演着重要的角色。随着科技的不断发展，社会的不断进步，各项高新技术也在不断的革新，在不断的变革和改进的过程当中，主机也在不断的完善。所以到目前为止，齿轮减速机已经具备了较好的抗风险能力，但在具体的使用过程当中，齿轮减速机依然存在着一定的问题。为了有效地减少工作过程中出现的断齿和漏油情况，降低发热情况和轴承咬死现象，需要对齿轮减速机进行全方位的观察和细致的探访，以便于找出故障源，强化对其的维护和保养工作，提升齿轮减速机的使用效率，这在具体的使用过程中是十分重要的。
1 齿轮减速机的工作原理探析
严格意义上来讲，齿轮减速机是一种应用于动力方面的传达机构，分析这种机械的工作原理，这种机械主要通过电动机和内燃机进行工作，将这两种机械和其他高速运转的动力机，以减速的形式输出到工作轴上，这样便能够达到减速的目的。具体的工作过程中，机器的运行功率主要是通过制造过程而设定的，所以在这种情况下可以得出，在额定的范围之内，机械功率一般不会发生变化，所以如果运转的速度相对较大，与之相适应的扭力就会相应的减小，如果运转的速度减小，那么相对应的扭力就会加大。所以在实际工作当中，有一些工作单位为了更好的谋求生产的需要，特意将扭力加大，因此就需要应用到减速机，通过电动机的运转速度来降低，进而保证其具有最大的扭力[1]。
减速机一般是低速运转大扭矩的传动设备，将电动机和内燃机通所释放的动力通过减速机输入到齿轮上，以此来达到减速的目的。但普通的减速机会有几对齿轮，通过齿轮之间的相互啮合能够达到更加理想的减速目的，而在此之中，大小齿轮的齿数比，也就是传动比。特别是当前环境之下，减速机开始区大型化，所以低速重载和高运转率的矛盾也开始逐渐的凸显。大型减速机要求需要具备足够的运载能力，而对于运行的可靠性也提出了较高的要求和标准。但是如果想要实现这一点却并非是一件容易的事儿，因为减速机具有较高的负荷，同时制造精度相对较高，安排起来难度又相对更大，可能会花费较高的费用，延缓较长的周期，对于一般的工厂会产生较大的影响。所以，做好减速机的管理工作，提高对于此轮减速机的维护水平，有效地确保齿轮减速机性能的稳定性，确保齿轮减速机能够正常地运转，而这也是设备管理的一个重要的工作之一。
2 齿轮减速机的故障分析和维护保养
2.1 齿轮减速机的齿轮点蚀和剥落问题研究
分析齿轮减速机的齿轮点剥落问题，导致这种故障产生的原因，一般都是因为齿轮表面存在着一定的点蚀情况，这会使得齿轮的抗疲劳能力有所减弱，最终会导致齿轮出现剥落情况。而此轮的点蚀和齿轮的剥落都和齿轮的使用过多存在磨损有着很大的关系。所以在这种情况之下，齿轮一般是通过成块的形式衍生出一定的剥落情况，进而导致齿轮表面出现了凹坑，这种情况就会对齿轮表面产生一定的侵犯，所以会导致齿轮出现破坏故障。分析齿轮发生点蚀的情况，根据齿轮出现点蚀的原因进行分析，以此来防止各种问题的发生是十分重要的。
分析齿轮面出现点蚀的原因，一般是从几个方面来说。首先是齿轮自身的材质问题，因为此轮自身的硬度存在着一定的缺陷，所以通常情况下，如果车轮的材质和运行要求存在差异，不能满足运行的要求，都会导致齿轮在运行的过程当中，在接触接触面的时候会产生一定的疲劳，而且随着工作的不断加剧，程度会日益增加，时间的迁移，日积月累，就会导致点蚀出现。同时出现这种情况的原因还有另一方面，我们可以将其归结为热处理硬度较低导致的。因为齿轮在进行运转的过程中，没有办法保证齿轮运转的疲劳度。而与此同时，如果齿轮的表面存在着一定的缺陷，或齿轮表面有其他问题存在[2]。那么就可能会导致齿轮出现疲劳，进而使得点蚀问题发生。除此之外，因为齿轮的精度不能达到标准，主要是因为在齿轮加工和装配的时候，存在着不符合规定的情况，比如说齿轮的精度和运动的精度存在缺陷，或者是圆弧齿轮壳体中心的距离存在误差，这会导致齿轮在运转过程中出现一定的点蚀问题。然后是因为润滑油的不当使用而导致的，在齿轮的运转过程当中必须涉及对润滑油的使用，因为润滑油的品牌和型号不同，在使用上存在着对应性的问题，所以如果润滑油的油品程度相对较低，那么就可能会在很大程度上发挥出较差的性能，影响着齿轮的运转。
针对以上故障需要合理的解决，所以需要在不断的提升只能表面硬度的前提之下，最大程度地确保齿轮表面的粗糙程度最小。这样能够更好地加大齿轮的变位数值，而且可以减少表面的粗糙程度，同时对于润滑油的使用也能够减少齿轮运载的负荷，通过对于这种方法的应用，能够有效的减少齿轮表面的点蚀情况，促使齿轮表面点蚀降低，这也能够在一定程度上确保齿轮不会出现剥落情况。
2.2 齿轮减速机的齿轮损坏问题研究
分析齿轮的损坏问题，导致这种情况发生的因素主要可以从两个方面来讨论。首先是因为疲劳而导致齿轮断裂，而另外一种原因就是因为过度载荷导致齿轮出现裂痕，最终使齿轮断裂。同时因为齿轮的高速运转能够导其受到多次的交变荷载的作用，这样就会导致齿轮的危险因为出现了弯曲疲劳的效应，可能导致齿轮出现断裂。再加之这种例会对齿轮不断的发出作用，通过很长时间的磨损就会渐渐地导致齿轮根部出现疲劳的裂缝，所以在齿轮进行胶柄弯曲的时候，程度会不断的增加，在长时间的作用之下只会出现断裂。而且只能在进行正常运转的时候，齿轮短时间内受到冲击负荷的影响，导致齿轮的磨损逐渐变薄，这样就会在正常工作当中出现折断的情况。因此针对这些情况，需要对车轮进行有效的处理，需要确保首先不影响齿轮的正常转动，同时还需要保证齿轮的根部圆的交大半径有所增加。这能够在一定程度上减少齿轮被加工表面而导致的粗糙。正常工作当中为了有效减少这种情况的发生，可以增加轴和齿轮自身的厚度，或者增加及刚性，所以能够确保车轮在局部受到荷载的过程当中，逐渐地进行荷载的缓和，可以更好地确保齿轮的中心位置，具有更强的韧性。同时也能够对齿轮根部位置进行相关的强化，可以促使齿轮的抗压能力增强，在很大程度上能够保证齿轮的刚性增强。
2.3 齿轮减速机的磨损问题研究
对齿轮减速机出现磨损的情况进行分析，导致齿轮减速机出现磨损的原因主要是因为缺油，同时因为齿轮减速机在使用过程当中，其润滑油当中渗透了相关的金属屑杂质，这也会在很大程度上导致齿轮面出现磨损。而因为齿轮本身的制作材料不符合标准的需求，或者材料自身不达标，所以在工作当中也很容易导致出现磨损。因为齿轮存在着各种的缺陷，这些缺陷会引起磨损问题增加。热处理存在着一定的缺陷，使得相关的使用单位在使用过程中没有进行必要的热处理，或者是齿轮的啮合精度和运动精度如果不能达标，这也会在一定程度上导致其出现磨损。
针对于此，解决齿轮出现磨损的问题，首先需要逐渐的对齿轮表面的硬度进行提升，这样能够有效地降低齿轮表面的粗糙。同时保证齿轮在运转的时候，所使用的润滑油具有较高的清洁程度，而在润滑油的使用过程当中添加了一定的抗磨损污渍有效成分，也能够有效地确保齿轮减少相关的磨损，除此之外，也可以在齿轮油相当中加入磁性体，以此来吸收润滑油当中存在的金属颗粒，而金属颗粒减少那么齿轮的磨损程度也会自然地降低。
3 结语
本研究主要就齿轮减速机的故障进行简要的分析，针对相关的维护提出一定的主观看法。笔者认为，齿轮减速机在当今的环境下具有较高的应用价值，有效地减少齿轮减速机的故障问题，以便于更好地促进工作的顺利进行，需要不断地促使其更加稳定的发展，针对相关问题，给出有效的解决策略，只有这样才能够保证相关工作的顺利开展。
参 考 文 献
[1] 曹建欢.浅谈燃料圆柱型齿轮减速机检修维[J].科技与企业，2014，22（07）：54-55.
减速机结构 篇6
工业减速机是一种应用非常广泛的动力传动机械, 主要使用齿轮机构进行传动。在减速机运转的过程中, 齿轮啮合、轴承的转动、油封处的摩擦以及齿轮对油的搅动都会产生热量, 导致减速机温度升高, 高温将对减速机产生很不利的影响, 既会造成油封失效, 也会使润滑油粘度降低, 甚至润滑失效。所以减速机必须要有良好的散热。一般情况下减速机可以通过箱体表面进行散热, 也可以通过加装风扇或水冷盘管来提高冷却的效果, 但是在一些应用场合中由于工况环境比较恶劣, 减速机产生的热量不能及时散发, 导致减速机的温度过高, 这时候靠减速机本身再加上风扇和水冷盘管都已经不能满足要求了, 必须使用强制润滑来排出减速机产生的热量。通常是用一些管路连接减速机和润滑油站, 由油站对润滑油进行循环散热。管路有硬管和软管, 本文所述的法兰盘连接结构主要用于硬管。
2 硬管连接存在的问题
常用的硬管连接, 都是在钢管两端各自焊接上一个标准的钢制法兰 (比如平焊法兰、对焊法兰) , 再和另一个钢管上的法兰进行连接。两个法兰上都有对应的螺栓孔, 先在两个法兰之间加一块石棉橡胶垫片防止渗漏, 然后用螺栓、螺母进行连接即可。传统的方式都要先把法兰固定焊接在管子上才能进行下一步连接, 由于焊接过程中的变形和误差, 很可能会产生一个管子和另一个管子对不准的问题, 尤其是对一些大直径输油管路, 会存在一些管路旋转角度不易调整的问题。这样对法兰盘上连接孔的位置精确度要求就会很高, 需要进行精确焊接防止连接孔对接不上, 有时候还要进行现场配焊才能保证两个管子的法兰能准确安装在一起, 给设计、加工、装配都带来了一些麻烦, 浪费人力和时间。
3 新型易装卸法兰连接结构设计方案
为了克服现有技术的不足, 我公司在以往经验的基础上, 设计了一种新型工业减速机输油管路易装卸法兰盘连接结构, 该结构具有安装省时省力、节省成本、安装效率高、密封性好的特点。如图1所示, 这种法兰盘连接结构仍然由两组管子构成, 左侧的钢管上面打坡口, 固定焊接一个标准钢制法兰;与之不同的是, 右侧的管子不是和法兰直接焊在一起的, 而是和一个T型管焊接在一起, T型管的端面上加工有一个圆形槽, 里面装上O型密封圈。T型管的外面装有一个活动法兰盘, 其内径和T型管的外圆之间有一定的间隙, 活动法兰盘可以绕着T型管旋转。其优点是:活动法兰盘可以转动, 在管子连接时可以调整连接孔的位置, 即使在管子有一定的焊接误差和变形的情况下, 也可以保证正确地安装。不再需要精确焊接, 也不需要进行现场配焊, 节省了人力和时间、降低了成本。
1.活动法兰盘2.T型管3.圆型槽4, 5.钢管6.密封圈7.固定法兰盘8.螺栓
4 具体实施方式和应用
如图1所示, 新型易装卸法兰盘结构由钢管、固定法兰盘、活动法兰盘、T型管、O型密封圈、螺栓螺母组成。其中钢管5的一端打坡口, 和固定法兰盘7焊接在一起, 另一端的钢管4不直接和法兰盘焊接, 而是和T型管2焊接在一起, T型管的端面上加工有圆形槽3, 里面装有O型密封圈6。活动法兰盘1和T型管2之间有一定的间隙, 这样它可以套在T型管上并且可以在圆周方向上360°转动。固定法兰盘7和活动法兰盘1上各有一组螺栓孔, 用螺栓和螺母进行连接。
在连接两个管子时可以旋转活动法兰盘使之与另外一个固定法兰盘上的连接孔相对应, 便于两侧法兰盘的连接安装。安装时, 使用连接螺栓进行紧固连接, T型管的对接面上开有圆形槽, 装入O型密封圈, 从而提高了管道密封性能, 防止漏油。这样可以实现输油管路对接安装省时省力、节省成本、提高安装效率、缩短工期的目的。
比如在我公司开发的立磨减速机上, 由于使用油站润滑, 经常要用到DN125、DN100、DN65的油管, 以往由于管子焊接误差和箱体形状误差, 管子不能一次安装到位, 还要进行现场配焊才能让管子准确定位, 造成了很多麻烦, 增加了成本。后来使用了本文介绍的新型连接结构, 使管路的安装更加方便和容易, 减少了配焊作业, 降低了成本, 提高了效率。
5 结语
本新型法兰连接结构既有传统法兰连接方式用端面密封的功能, 又具有灵活安装的特点, 不仅适合于工业减速机的输油管路, 也可以用于其他机械的输油管路上, 具有很好的应用价值。
摘要：工业减速机的润滑管路上经常用到法兰连接。结合作者公司的一项专利, 对一种新型法兰连接结构进行了论述。
船用锚机减速装置结构的改进 篇7
1 锚机减速装置存在问题分析
该船锚机减速装置采用二级传动,第一级为弧面蜗杆—蜗轮传动,第二级为2K-H行星齿轮传动,其传动简图如图一所示。蜗杆传动装置安装在下箱体内,行星齿轮传动安装在上箱体内。蜗杆轴装有弹性联轴器与电动机相连。蜗轮由齿圈和轮壳组成,蜗轮轴上有太阳轮,蜗轮轴垂直布置。
实践证明，该减速装置主要存在以下不足：
1.1 2K-H行星齿轮磨损严重
行星齿轮磨损严重的主要原因是润滑条件不好。从二级传动在箱体内布置可以看出，第一级弧面蜗杆—蜗轮传动在下箱体，采用油池润滑，润滑条件非常好。而第二级2K-H行星齿轮传动安装在上箱体，飞溅润滑的条件差，因为蜗杆螺旋齿飞溅效果不好，蜗轮旋转面和润滑油面平行，基本没有飞溅效果。整个减速装置没有其它润滑设施。
1.2 三个行星齿轮使用寿命差别较大
船舶进行修理时，发现三个行星齿轮寿命不等，其中一个轮齿产生较为严重胶合、磨损，最后发生轮齿的折断。经过分析其主要原因是行星齿轮载荷分配不均衡。载荷分配不均衡的原因主要有：一是制造和装配中不可避免的误差。误差大致分为齿轮本身的制造误差和行星架、箱体、轴承等制造装配的综合误差两部分。由于要求中心轮经常保持与三个均布的行星轮均衡啮合，对齿轮运动精度，如齿圈径向跳动偏差、基节偏差、以及齿向偏差和齿形偏差等要求较高。行星架、箱体和轴承等制造装配综合误差主要是行星架上行星轮轴孔的角度偏差、中心矩偏差，其综合指标为相邻孔距的误差，此外还有3个基本构件的同轴度偏差等。二是构件在载荷作用下产生的有害弹性变形，如中心太阳轮扭转变形等。三是由于惯性力、摩擦力等产生的误差。这些误差将使中心轮轮齿工作齿廓间或中心轮与行星轮啮合时产生过盈或间隙，破坏行星轮间的载荷分配和沿啮合齿宽载荷分布的均匀性。
1.3 噪音比较大
噪音比较大的原因较多，但从结构来分析，其主要原因是2K-H行星齿轮磨损和制造和装配中的误差。
2 改进锚机减速器装置的结构措施
针对减速装置存在的问题，提出了提高装配质量、加装润滑装置、采用弹性元件等相应的结构改进措施。
2.1 提高装配质量
提高制造和安装精度使行星轮间载荷均匀分配，各级齿轮传动正常，保证啮合侧隙，齿面啮合良好，注意定位零件的固定，避免齿轮端面的振摆等。对每个浮动构件的两端与相邻零件之间，需留有0.5～1.0m m轴向间隙。否则会影响浮动和均载效果，还会导致发热和产生噪音。安装轴承时，避免施加不当的敲击，在轴承运输、装配过程中避免碰撞。按要求对减速器传动部件的清洗，提高减速机内部清洁度。
2.2 采用弹性元件
在轮系中加入弹性元件，通过弹性元件的弹性变形使各行星轮受载均衡。弹性元件主要安装在零件的结合处，如内齿轮与机体之间、轴与孔之间等。为了结构的紧凑，在两处采用弹性元件。一是内齿轮采用非金属弹性元件(如橡胶、塑料)与机体相联合，如图二所示。当弹性材料软硬适中时，可保证在低载荷下载荷分配的均匀性和工作平稳性。实施中将箱体略做改进就可以装入弹性元件。二是将行星轮轴做成弹性轴，利用行星轮轴较大的变形来调节各行星轮间的载荷分布，弹性轴不易老化和热胀，能承受较大离心力，使用效果较好。
2.3 加装润滑装置
选用喷雾润滑，效果较好，结构也比较简单。具体结构如图三所示，形成循环润滑，在进入减速装置处安装一喷头，有效改善了轮系的润滑条件。
3 结语
2K-H行星齿轮磨损严重，轮系载荷分布不均衡，是该锚机存在的主要不足。加装润滑装置可以改善其润滑条件，内部结构采用弹性元件、提高制造精度和装配质量是轮系使用寿命达到均衡的有效途径。
摘要：针对锚机减速装置存在的问题,分析其原因,提出提高装配质量、采用弹性元件、加装润滑装置等改进措施。
关键词：减速装置,结构,改进
参考文献
[1]刘庶民编著.《实用机械维修技术》,机械工业出版社,2000年版.
减速机结构 篇8
目前我国重油地质储量已达总储量的一半多, 我国各主要油田相继进入中高含水开发期, 其开采特点是要求抽油机冲程越长越好, 冲次越低越好, 这样对油田保产量十分重要。但长冲程、低冲次抽油机的广泛使用导致轴承润滑油减少, 减速器一旦缺少润滑油就会发生轴承烧灼、齿轮失效等事故。在我厂提供给某油田的减速器就曾出现由于该原因造成中间轴承烧坏的事故。笔者以理论为基础, 以实验为依据, 理论结合实际, 得出了中间轴承润滑的合理结构, 在实际的应用过程中效果良好。
2 现状调查
1.刮油器 2.中间轮 3.箱座回油槽 4.中间轴 5.轴承盖
如图1所示, 中间轴承的润滑方式主要为:依靠刮油器1刮油和中间轮2旋转时带上的油润滑 (图示箭头方向) , 刮油器刮下的油顺着箱座回油槽3经轴承盖5油槽 (图示圆圈) 进入轴承室;中间轮2带起来的油经中间轴4进入轴承室。
3 原因分析
针对中间轴承烧坏, 我们做了以下原因分析: (1) 根据用户要求减速器输出轴设计转速为16r/min, 而油田实际使用转速为2~4r/min, 相差较大, 导致刮油量较少; (2) 原先轴承盖的部分止口阻挡回油道, 导致润滑油不能顺利进入轴承室; (3) 减速器箱座回油槽较窄且浅, 对润滑也有一定影响; (4) 装配工在装配时轴向间隙留得过小, 将轴承顶死; (5) 用户使用的润滑油较稠, 油流速度较慢。
根据上述原因分析, 我们可以看出若保证中间轴承的正常运转必须保证润滑油能顺利进入轴承室, 而在实际中由于各种原因, 往往导致油路不畅, 影响轴承的润滑, 为此我们采取了一系列措施, 保证油路畅通, 确保轴承得到充分润滑。
4 改进设计
(1) 首先将箱座回油槽加深、加宽, 轴承盖槽宽与箱座油槽底部平齐, 如图2所示, 但在实际生产中, 操作工在钻打轴承盖螺栓孔时钻模未找正, 导致螺栓角度发生偏移, 装配时轴承盖偏转使得部分止口阻挡箱座回油槽, 润滑油不能顺利进入轴承室, 为此我们认识到单靠增加回油槽深度、宽度不能完全解决中间轴承的润滑问题。
(2) 我们对润滑结构进行了二次改进, 首先将轴承盖回油槽加宽, 这样即使操作工在钻打螺栓孔时角度发生偏转, 轴承盖止口也不会阻挡箱座回油槽, 同时我们考虑到:一是用户在更换减速器时会将损坏减速器的润滑油加入到新减速器中, 这样油的品质不能保证;二是有些用户不按规定牌号加油, 随着季节的变化也不更换润滑油, 导致润滑油变稠, 流油速度变慢, 严重威胁到轴承的使用寿命。为使稠油也能顺利进入轴承室, 我们在原先结构基础上增加台阶, 即:在止口上加车一刀使台阶直径比止口小5mm, 在长度方向只留5~8mm用作与轴承孔的配合, 这样止口与轴承孔配合长度减小, 同时也方便了操作工的拆装。改进后的结构如图3所示。
如图3所示, 定位止口d1轴向尺寸l取5~8mm, 增加台阶d2, 要求d1-d2≥5mm。回油槽宽B/2必须大于箱座油槽深3~5mm, 且在180°方向开两槽。
我们将改进结构后的轴承盖应用于生产中, 进行了加油跑合实验, 1h后我们将试验的13台减速器轴承盖全部打开, 部分试验数据如表1。
5 结语
通过对改进结构后轴承润滑的试验, 我们发现每台减速器中间轴承室都有足量润滑油, 轴承润滑得到明显改善, 同时我们编写了抽油机减速器通、闷盖设计规范, 用于规范全体技术人员对抽油机减速器通、闷盖的设计, 统一产品结构。该结构解决了实际存在的问题, 在同行业中值得推广。
参考文献
[1]机械设计手册编委会.机械设计手册[M].北京:机械工业出版社, 2004.
[2]毛谦德, 李振清.袖珍机械设计师手册[M].北京:机械工业出版社, 1994.
减速机结构 篇9
在煤矿井下, 减速器工作环境恶劣, 煤尘大、潮湿, 减速器有时陷入煤堆工作, 维护不易, 因此减速器在井下发生漏油现象非常普遍。漏油会造成机体内油位下降, 严重时减速机内传动件因缺油会发生高温抱死, 如果漏油缓慢, 减速机长期处在缺油状态下运行工作, 使接触面不能很好的形成油膜和冷却, 大大降低了传动件的寿命和可靠性。
1 常用密封结构形式
在维修的刮板输送机用减速器的案例中, 高速轴端的密封结构多采用骨架油封密封方式, 其结构形式如图1所示。
其中, 选用的油封形式多为DIN3760 AS形式的带防尘唇形式的骨架油封, 这种骨架油封能够防止一般的和中等程度的尘埃污染以及脏物从外界侵入。
2 渗油、漏油原因分析
在刮板输送机用减速器上, 高速轴骨架油封失效的常见原因主要如下。
1) 从设计方面考虑, 主要有轴表面粗糙度、轴表面硬度、油封与轴配合过盈量和油封材料等影响因素。在结构方面, 由于在煤矿井下, 煤尘颗粒大, 一旦骨架油封的防尘唇口失效, 那么减速器漏油也会很快发生。
2) 从加工方面考虑, 油封与轴配合表面偏心或者油封安装孔与轴线加工偏心等, 都会造成油封损坏。
3) 从装配方面考虑, 油封是否平整装配到定位面, 安装孔与高速轴的装配精度是否在许用范围内, 装配前零部件的清洁度等, 这些都会造成漏油。
4) 从现场调试对中考虑, 如果轴向窜动量或径向的偏移量超出许用范围, 那么油封的磨损又会加剧。
3 消除渗油、漏油的具体方法
对于减速器的渗油和漏油的情况, 结合以上几种常见原因, 从设计、加工、装配和维护这几个方面着手进行防范。
3.1 高速级密封结构改进
综合以上分析的失效原因, 结合高速轴侧的结构特点和空间尺寸限制, 首先从结构设计上进行改进, 使用迷宫密封和骨架油封密封组合的方式, 并在轴上设计氮化套, 通过氮化套与油封的线接触实现密封的功能。机械式迷宫密封的特点是无摩擦、功耗小、寿命长、维修简单, 密封性能较好, 适用于高温、高压、高转速, 应用在此可以起到初步隔离煤尘的作用。改进后的结构形式如图2所示。
这种结构可以达到的效果首先是迷宫端盖实现第一道防尘功能, 降低煤尘颗粒对防尘唇的破坏;其次氮化套可以避免高速轴磨损报废, 当氮化套磨损出现沟痕, 通过更换氮化套即可完成维修, 有效地降低了维修成本。
3.2 油封的选择
在油封材料的选择上, 需要根据轴径和轴表面速度选用合适的材料。通常高速轴油封材料可以选用丁腈橡胶, 它具有高度的化学稳定性、耐热性、耐油耐液体侵蚀性等。在油封形式的选择上, 最好选用油封外圆带有较深纹路的油封。
3.3 配合件的设计、加工要求
在与油封唇接触的配合面设计上, 通常要求表面公差为ISOh11, 配合面与高速轴轴线的偏心率控制在IT8以内, 表面粗糙度Rz=1.0~5.0μm, 表面硬度要求45~60 HRC, 故在3.1节提及的氮化套, 其表面硬度需达到该要求, 并且需通过研磨方式将表面导向螺旋线去除, 避免螺旋线对唇口造成破坏。
在座孔的设计上, 要求孔的尺寸公差控制在ISOH8, 座孔内表面的粗糙度Rz=10~25μm, 同时控制座孔与端盖轴线偏心率在IT8以内。
在迷宫端盖的设计上, 迷宫端盖与氮化套的过盈量最好在0.02~0.03 mm, 由于过盈量公差带较窄, 可以通过修配方式进行装配。
氮化套与高速轴的配合方式选用过盈配合方式, 通过热装完成与轴的装配。
3.4 装配的要求
在油封装配前, 确认油封及座孔表面清洁, 检查座孔的刃口处是否有尖点, 在油封外圆上均匀涂抹密封胶, 并设计相应工装保证油封装配到位。另外, 迷宫端盖上的定位顶丝需涂抹螺纹紧固胶, 以防顶丝松动。
3.5 运行、检修的要求
定期检查减速器的通气帽透气情况, 保证通气帽能通畅排气, 避免机体内部内压过大。
在减速器高速轴与原动机相连后, 整机设备试运行时需用百分表测量径向跳动量和轴向窜动量的大小, 保证其在许用范围内。
由于该结构增加了迷宫端盖, 需将定期添加黄油脂工作加入日常检修中, 确保迷宫端盖的正常工作。
4 结语
总结了刮板输送机用减速器高速轴漏油的常见原因, 通过设计迷宫密封和骨架油封这种组合密封方式, 有效降低减速器因煤尘颗粒大造成减速器漏油的概率。同时, 从设计、加工、装配和维护的角度对该结构进行了深入探讨, 提出了适用于该工况的一种可行性方案。该改进方案目前已得到成功运用。
参考文献
[1]成大先.机械设计手册[M].北京:化学工业出版社, 2008.
[2]靳丰田, 步跃跃, 徐翔宇.刮板输送机减速器漏油故障分析及解决方案探讨[J].机械研究与应用, 2015, 28 (4) :184-185.
减速机结构 篇10
关键词：齿轮；加工工艺；应用
传统的方式在磨削加工硬齿轮方面不但只有较低的生产效率，而且需要耗费较高的加工成本，此外，其还需要较高的加工技术，且操作也比较繁杂。在当今技术不断进步的形势下，人们逐渐开始利用滚齿机上的硬质合金刮削滚刀来对硬齿面齿轮实施滚切加工，这种加工方式只需要较低的加工成本，而且可以达到较高的生产效率，同时其经济型也较高，所以，其在加工齿轮的过程中已经得到了普遍应用。
一、硬齿面齿轮的加工工艺
（一）分析硬齿面刮削加工工艺的特性
1、只需较低的加工成本，且具有较长的使用壽命。使用这个加工工艺来加工大齿轮时，其会存在较强的抗冲击力与承载力，因此，其在工作期间无需成本较高的磨齿机就能达到质量较高的表面需求，同时还可以大齿轮的使用寿命实现有效地延长，并使维修成本以及加工制作成本实现有效地减少，从而使经济效益实现提升。2、具有较高的经济性和高效性。这个工艺的制作加工是在滚齿机上进行的，无需对新的工装设备与机床设备等进行开发，因此，其效率性与经济性都较高。然而利用这个工艺在加工滚齿的过程中应当特别注意必须保留相应的加工余地给磨削齿面，而且必须确保在加工之后齿轮的深度和硬度必须与设计规定相符合[1]。3、具有较高的工作效率。与以往磨齿的加工工艺相比，刮削硬齿面加工工艺的工作效率要相对较高。加工滚齿主要是用于加工中硬齿面与软齿面，使用硬齿面刮削加工工艺可以使齿轮表面的完整性实现提升，同时其使用设备只需较少的投资且具有较好的加工柔性等，在进行加工的过程中仅仅只需确保工艺流程的科学性，以及对相关的刀具与机床加以配置就可完成整个工作，这可以使硬齿面齿轮加工工艺的工作效率实现有效地提升。
（二）分析切削加工工艺
1、热处理齿轮的工艺。热处理齿轮与刮削加工齿轮密切相关，都会极大地制约着生产齿轮的质量。在热处理齿轮的过程中，应当将火候加以准确地控制好，倘若火候太大，则会增加齿轮的变形量，从而延长切削的齿轮时间，进而降低齿轮表面的强度。倘若在此过程中使用高频淬火技术则能够使刮削的粗糙度满足生产硬面齿轮的需求，同时可以更好地对碳化物的级别加以把控。在进行热加工期间，通常碳化钨的级别应当低于五级，倘若碳化钨的级别过高，则会增大齿轮的脆性，从而使齿轮的使用质量受到影响。在进行热加工的过程中，通常加热的温度应当确保在850—870℃范围内，通常是采用等温淬火的办法来对齿轮实施加热处理。此种加热方式可以齿轮实现更加均匀地受热，对提升后期齿轮的刮削质量也是非常有帮助的。2、规范切削用量。（1）进给量。倘若在刮削加工硬质合金的过程中采用的进给量越大，那么齿轮的磨损就能实现有效地减少，因为滚齿的效率是随着进给量的增加而提升的[2]。在实施精滚加工的过程中应当确保选取适当的进给量，倘若进给量选取得过低，那么就会导致切削过程中发生过重挤压的情况，那样不但会使切削的时间变长，同时还会使刀具的耐用度变低。（2）对规范切削速度进行分析。在切削硬齿轮的工艺中切削速度会因工件的硬度而受到极大影响，倘若工件的硬度逐渐增加，则也必须相应地增加切削温度与切削力度，可是这样就会使刀具的耐用度变低。为了保证刀具的耐用度，可以选用减小切削速度的方法来刀具的使用寿命实现延长。（3）对规范切削深度进行分析。通常硬齿轮的切削深度是在热加工齿轮之后再实施的，在每个过程都必须进行两次刮削，切削深度必须严格控制在0.25-0.30mm范围内。在进行切削加工期间，倘若切削的深度过小，则会致使刃口出现挤压现象，不利于实施切削，并且会加大刀刃的磨损程度，从而致使刀片受到损坏等。（4）切削方法。在加工硬齿面齿轮的过程中，切削的作用力、切削的形状、切削的位置都与切削的方法密切相关，在具体的加工过程中对齿轮实施刮削斜加工时，通常会采取异向逆铣的切削方法，此种切削方法就会出现较大的刀刃切入角，从而使齿面的切入变得更加的坚实，并提升刀齿的耐用度，进而使切齿的精度实现提升。
二、减速机中硬齿面齿轮的使用
在减速机齿轮箱中，通常是选用低碳合金钢来当作齿轮的常用材料，低碳合金钢属于渗碳钢[3]，而渗碳钢有诸多的优势：第一，其只有较小的过热敏感性。在特定的温度条件下对其进行长时间的加热处理，其依旧能够保持细晶粒形态，且其只有较小的过热敏感性，即使直接对其进行淬火处理，也不会使机械的性能变低。第二，其具有良好的淬透性。渗碳钢的淬透性非常好，这样能够使减速机心部在经过淬火处理之后获得良好的强度与韧性。此外，淬透性凭借冷却介质功能，能够使渗碳零件不容易出现开裂或变形的现象，进而减速机的质量和硬度实现提升。第三，对于碳，其具有较强的接受能力。由于渗碳用钢对于碳拥有较强的接受能力，所以，减速机的表面可吸纳许多的碳，且能够实现快速的渗透。此外，减速机所吸纳的碳的浓度梯度十分平缓，并且减速机表面分布的碳化物的大小与形状都十分均匀，这在一定程度上也能够提升渗碳钢的韧性、强度以及硬度，进而使减速机对于碳的承受强度实现有效地提升。
三、结语
在当今工业快速发展的形势下，加工各类机械设备齿轮的技术也得到了快速的提升，如何更好地使加工齿轮的技术变得更为简单，同时又必须降低加工成本并提升经济效益，这是当下探究齿轮加工工艺的主要方向。应用热处理工艺以及切削工艺来对硬齿面齿轮进行加工，不但可以提升齿轮的运转速度以及承载能力，同时还能使其使用寿命得以有效的延长，这是当下一种较好的加工齿轮的技术，应当在工业生产中广泛采用这种加工齿轮的技术。
参考文献：
[1]陈肇田，黄天铭.精密硬齿面齿轮梳齿过程的数学模拟[J].重庆大学学报（自然科学版）.1993（01）
[2]陈举华，徐楠，安艳秋.42CrMo材料硬齿面齿轮全寿命试验及数据分析[J].机械传动.2005（05）.
减速机结构 篇11
模数≤1mm的齿轮称为小模数齿轮,常用于小型精密仪器、电子产品、家用电器等产品之中。
大容量洗衣机已经成为洗衣机市场的主导产品,随着洗衣机的容量不断增大,对其减速器承载能力的要求也越来越高。洗衣机减速机构一般采用一级皮带减速和二级齿轮减速,齿轮减速器是洗衣机的心脏,在进厂时要进行检测。对于新的供货企业,首次常规检验要将减速器安装在洗衣机上,带上额定负载进行无故障连续运转5000次程序(疲劳强度)试验。按照每天洗一次,每次洗涤10min,漂洗2次(10min),使用10a,完成50昼夜无故障连续运转试验。
由于无故障连续运转试验时间太长,而且又是十分重要的检测项目,是入厂常规检验的主要项目之一。因此经过对比试验,提出用破坏力矩来间接检验洗衣机减速器疲劳强度。试验方法是:将减速器输出轴固定,在输入轴施加20~25N·m的力矩,减速器齿轮没有发生折断、输入轴和输出轴不能变形等缺陷,减速器仍能正常运转,则减速器的疲劳强度和齿轮强度视为合格。
因此,要满足洗衣机减速器破坏力矩的检验要求,在减速器和齿轮结构设计中应加以考虑。
2 减速器和齿轮的结构设计
随着洗衣机容量的加大,要求其减速器的承载能力增大。但洗衣机减速器由于考虑成本和体积原因,使用模数为1mm的小模数塑料齿轮。在不改变传动比的情况下,要增大承载能力,一种方法是采用单级圆柱齿轮减速器,齿轮用直齿结构,加大齿轮的模数(模数由1mm改为3mm),但减速器的体积将增大。而且由于模数加大后,齿轮和齿圈尺寸增大、增厚,注塑成型后收缩严重、齿形变形大,将增大运行时的噪音,噪音大于55dB以上。
另一种方法是采用行星减速器。经试验,如果齿轮仍然采用模数为1mm的直齿结构,这样的行星减速器一般仅能承受在输入轴施加20N·m的破坏力矩,能满足洗涤容量为4kg以下的洗衣机的需要。但对于洗涤容量为4kg以上的大容量洗衣机,破坏力矩将大于25N·m。仍需要加大齿轮的模数,显然这种方法也不行。因此,提出用斜齿行星减速器来取代单级圆柱齿轮减速器和直齿行星减速器。
从理论上来讲,斜齿与直齿传动相比较,由于重合系数大,齿轮强度高,减少传动时的冲击、振动和噪声,提高了传动的平稳性。
2.1 齿轮结构设计
在行星减速器中有太阳轮、行星轮、内齿轮和行星架。行星轮结构设计如图1所示。其技术参数为:齿数Z=22,模数m=1mm,齿形角α=20°,螺旋角β=20°,分度圆直径d=23.410mm,齿顶高系数ha*=1,全齿高为2.25mm。
1.塑料太阳轮2.不锈钢输入轴
行星减速器太阳轮的结构有两种形式,一种是整体式输入轴,如图2所示。但由于太阳轮与行星轮和内齿轮的材料不同,加工和成型方法也就不同,前者用的材料是1Cr13不锈钢,采用滚齿加工方法形成斜齿;后两者用的是尼龙或聚甲醛材料,采用注射模注射成型,因此,导致注射成型的塑料齿轮的齿形和螺旋角与滚齿加工成型的的渐开线齿形的一致性不好,从而导致传动时噪音增大。为了解决这个问题,采用另外一种结构,即组合式输入轴,如图3所示。该结构中太阳轮也改用聚甲醛材料注射成型,与相结合的行星轮和内齿轮的材料和成型方法均相同,保证了齿形和螺旋角的一致性,降低了传动噪音。此时的塑料太阳轮1和不锈钢输入轴2通过花键连接。
组合式太阳轮结构设计如图4所示。参数为:齿数Z=16,模数m=1mm,齿形角α=20°,螺旋角β=20°,分度圆直径d=17.027mm,齿顶高系数ha*=1,全齿高为2.25mm。与轴相配合的花键参数为:齿数Z=11,模数m=0.75mm,齿形角α=45°,太阳轮内花键与轴外花键采用H7/h6配合。
2.2 减速器结构设计
行星减速结构如图5所示,内齿架1、太阳轮2、行星轮3均采用聚甲醛或尼龙材料注塑成型,下行星架4、上行星架6采用铝合金压铸成型,行星轮轴5采用1Cr13不锈钢材料。行星轮采用四个,进一步提升了减速器的承载能力。
减速器结构如图6所示,输入轴17和输出轴1采用1Cr13不锈钢材料;粉末冶金轴承4、15采用铁基粉末冶金材料,输入轴17和输出轴1和粉末冶金轴承4、15之间的配合采用H7/f7或H7/f6间隙配合,为了保证输入轴17和输出轴1不窜动,在轴和粉末冶金轴承装配好后,使用弹簧挡圈5、16定位;为了防止洗衣机运转时,水进入减速器内,使用橡胶密封圈2与输出轴1紧密配合;上外壳6、下外壳11采用增强聚丙烯(PP+30%玻璃纤维)材料注塑成型,在将内部行星减速结构等零部件装配好后,上外壳6、下外壳11用四只固定螺钉8固定,形成一只完整的减速器。减速器实物如图7所示。
1.内齿架2.太阳轮3.行星轮4.下行星架5.行星轮轴6.上行星架
1.输出轴2.橡胶密封圈3.垫圈4,15.粉末冶金轴承5,16.弹簧挡圈6.上外壳7.上行星架8.固定螺钉9.行星轮10.内齿架11.下外壳12.行星轮轴13.下行星架14.太阳轮17.输入轴
3结论
经过改进设计的小模数塑料斜齿轮行星减速器具有体积小、减速比大、输出扭矩大、重量轻、承载能力高、使用寿命长、运转平稳、噪声低、结构紧凑等优点,广泛应用于洗衣机等家用电器上。经生产实践,同等条件下,承载能力提高1.2~15倍,噪音降低2~8dB。
摘要：洗衣机的减速器入厂安装前必须进行破坏力矩试验。为了满足洗衣机的使用性能要求,对洗衣机中的减速器及所用的齿轮结构进行了优化设计。采用行星减速和小模数塑料斜齿轮结构设计,既满足了大容量洗衣机对减速器承载能力的要求,又节约了成本。
关键词：破坏力矩,小模数塑料斜齿轮,行星减速结构,减速器
参考文献