蜗轮箱及其夹具2个汇总.docx

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蜗轮箱及其夹具2个汇总

第一章引言

1.1蜗轮箱的背景

一、蜗轮箱的用途：

蜗轮蜗杆机构常用来传递两交错轴之间的运动和动力。

蜗轮与蜗杆在其中间平面内相当于齿轮与齿条,蜗杆又与螺杆形状相似。

二、蜗轮箱的基本参数：

模数m、压力角、蜗杆直径系数q、导程角、蜗杆头数、蜗轮齿数、齿顶高系数（取1）及顶隙系数（取0.2）。

其中，模数m和压力角是指蜗杆轴面的模数和压力角，亦即蜗轮端面的模数和压力角，且均为标准值；蜗杆直径系数q为蜗杆分度圆直径与其模数m的比值。

三、蜗轮蜗杆正确啮合的条件

　　1.中间平面内蜗杆与蜗轮的模数和压力角分别相等，即蜗轮的端面模数等于蜗杆的轴面模数且为标准值；蜗轮的端面压力角应等于蜗杆的轴面压力角且为标准值，即==m，==

　　2.当蜗轮蜗杆的交错角为时，还需保证，而且蜗轮与蜗杆螺旋线旋向必须相同。

　　四、几何尺寸计算与圆柱齿轮基本相同，需注意的几个问题是：

　　1.蜗杆导程角，是蜗杆分度圆柱上螺旋线的切线与蜗杆端面之间的夹角,与螺杆螺旋角的关系为，蜗轮的螺旋角，大则传动效率高，当小于啮合齿间当量摩擦角时，机构自锁。

　　2.引入蜗杆直径系数q是为了限制蜗轮滚刀的数目，使蜗杆分度圆直径进行了标准化m一定时，q大则大，蜗杆轴的刚度及强度相应增大；一定时，q小则导程角增大，传动效率相应提高。

　　3.蜗杆头数推荐值为1、2、4、6，当取小值时，其传动比大，且具有自锁性；当取大值时，传动效率高。

　　与圆柱齿轮传动不同，蜗杆蜗轮机构传动比不等于，而是，蜗杆蜗轮机构的中心距不等于，而是。

　　4.蜗杆蜗轮传动中蜗轮转向的判定方法，可根据啮合点K处方向、方向（平行于螺旋线的切线）及应垂直于蜗轮轴线画速度矢量三角形来判定；也可用“右旋蜗杆左手握，左旋蜗杆右手握，四指拇指”来判定。

五、蜗轮箱的机构特点

　　1.可以得到很大的传动比，比交错轴斜齿轮机构紧凑

　　2.两轮啮合齿面间为线接触，其承载能力大大高于交错轴斜齿轮机构

　　3.蜗杆传动相当于螺旋传动，为多齿啮合传动，故传动平稳、噪音很小

　　4.具有自锁性。

当蜗杆的导程角小于啮合轮齿间的当量摩擦角时，机构具有自锁性，可实现反向自锁，即只能由蜗杆带动蜗轮，而不能由蜗轮带动蜗杆。

如在其重机械中使用的自锁蜗杆机构，其反向自锁性可起安全保护作用。

5.传动效率较低，磨损较严重。

蜗轮蜗杆啮合传动时，啮合轮齿间的相对滑动速度大，故摩擦损耗大、效率低。

另一方面，相对滑动速度大使齿面磨损严重、发热严重，为了散热和减小磨损，常采用价格较为昂贵的减摩性与抗磨性较好的材料及良好的润滑装置，因而成本较高。

蜗杆轴向力较大

六、蜗轮箱的应用

蜗轮及蜗杆机构常被用于两轴交错、传动比大、传动功率不大或间歇工作的场合

蜗轮蜗杆传动用于两轴交叉成90度，但彼此既不平行又不相交的情况下，通常在蜗轮传动中，蜗杆是主动件，而蜗轮是被动件。

蜗轮蜗杆传动有如下特点：

1）结构紧凑、并能获得很大的传动比，一般传动比为7-80。

2）工作平稳无噪音

3）传动功率范围大

4）可以自锁

5）传动效率低，蜗轮常需用有色金属制造。

蜗杆的螺旋有单头与多头之分。

传动比的计算：

I=n1/n2=z/K

式中：

n1-蜗杆的转速

n2-蜗轮的转速

K-蜗杆头数

Z-蜗轮的齿数

1．蜗轮箱的工作原理；蜗轮蜗杆传动的两轴是相互交叉垂直的；蜗杆可以看成为在圆柱体上沿着螺旋线绕有一个齿（单头）或几个齿（多头）的螺旋，蜗轮就象个斜齿轮，但它的齿包着蜗杆。

在啮合时，蜗杆转一转，就带动蜗轮转过一个齿（单头蜗杆）或几个齿（多头蜗

杆），因此蜗轮蜗杆传动的速比i=蜗杆的头数Z1/蜗轮的齿数Z2。

2。

作用；（与齿轮传动相比）

优点:

<1>蜗轮蜗杆传动除了和齿轮同样得到了广泛应用外,它解决了齿轮的降速比不能太大的矛盾;

<2>工作平稳,无噪音;

<3>蜗轮可以得到精确的很小的转动,因此蜗轮蜗杆传动常用来作分度用;

<4>能自锁---当蜗杆螺旋线升角小于3-6度时,蜗轮蜗杆传动能自锁（即只能由蜗杆带动蜗轮,蜗轮不能带动蜗杆）.

缺点:

<1>效率较低,一般为0.7--0.9;当降速比很大时,效率甚至在0.5以下;

<2>发热大,,所以,工作时要求有良好的冷却和润滑条件;

<3>在较高速度下传递动力时,蜗轮常用较贵的有色金属（青铜）;

<4>蜗轮比齿轮制造困难.

总之,在设计机器时,要根椐使用要求,权衡利弊,正确合理地选用传动型式

2.2蜗轮箱的发展现状

国内的蜗轮箱多以齿轮传动、蜗杆传动为主，但普遍存在着功率与重量比小，或者传动比大而机械效率过低的问题。

另外，材料品质和工艺水平上还有许多弱点。

由于在传动的理论上、工艺水平和材料品质方面没有突破，因此，没能从根本上解决传递功率大、传动比大、体积小、重量轻、机械效率高等这些基本要求。

国外的减速器，以德国、丹麦和日本处于领先地位，特别在材料和制造工艺方面占据优势，减速器工作可靠性好，使用寿命长。

但其传动形式仍以定轴齿轮传动为主，体积和重量问题，也未解决好。

当今的减速器是向着大功率、大传动比、小体积、高机械效率以及使用寿命长的方向发展。

第二章蜗轮箱简介

在目前用于传递动力与运动的机构中,减速机的应用范围相当广泛,几乎在各式机械的传动系统中都可以见到它的踪迹,从交通工具的船舶,汽车,机车,建筑用的重型机具,机械工业所用的加工机具及自动化生产设备,到日常生活中常见的家电,钟表等等.其应用从大动力的传输工作,到小负荷,精确的角度传输都可以见到减速机的应用,且在工业应用上,减速机具有减速及增加转矩功能,因此广泛应用在速度与扭矩的转换设备.

    减速机是一种动力传达的机构,在应用上于需要较高扭矩以及不需要太高转速的地方都用的到它.例如:

输送带,搅拌机,卷扬机,拍板机,自动化专用机…,而且随着工业的发展和工厂的自动化,其利用减速机的需求量日益成长.通常减速的方法有很多,但最常用的方法是以齿轮来减速,可以缩小

    占用空间及降低成本,所以也有人称减速机为齿轮箱（GearBox）.通常齿轮箱是一些齿轮的组合,因齿轮箱本身并无动力,所以需要驱动组件来传动它,其中驱动组件可以是马达,引擎或蒸汽机…等.而使用减速机最大的目的有下列几种:

1.动力传递2.获得某一速度3.获得较大扭矩.但除了齿轮减速机外,由加茂精工所开发的球体减速机,提供了另一项价值,就是高精度的传动,且传动效率高,为划时代的新传动构造.

2-1蜗轮箱的正确使用方法

车间蜗轮蜗杆、摆线针轮、行星齿轮减速机

一、开车前的准备

1、盘车检查应无卡阻和异常声音；

2、润滑油符合要求；

3、各联接件紧固应无松动。

二、启动

1、空负荷试车检查运行是否平稳、有无冲击、振动及异常响声；

2、检查密封有无泄漏；

3、各联接件紧固件应无松动；

4、空负荷试车合格后，进行带负荷工作；

5、检查轴承温度，滚动轴承温度不大于70℃；

6、运行平稳，不得有冲击、振动及异常响声，电流不超额定值。

三、维护和故障处理

1、检查各轴承温度是否超过规定值；

2、检查油位和油质；

3、检查密封情况，发现泄漏及时处理；

4、经常检查减速机有无异常声音和振动；检查紧固件有无松动。

5常见故障的处理

振动或噪音过大

原因：

A：

连接件松动处理：

紧固松动螺栓

B：

动平衡破坏检查调整动平衡

C：

润滑不良补加或更换润滑油

D：

各部件（针线轮）磨损严重联系维修修理

E：

减速机与搅拌器不同心校正修理

F：

密封磨损严重更换更换

密封漏油

原因：

A：

密封磨损严重处理：

更换密封

B：

密封松动联系维修紧固

2.2几种常用减速装置介绍

（1）齿轮减速机介绍

　　齿轮减速机是按国家专业标准ZBJ19004生产的外啮合渐开线斜齿圆柱齿轮减速机，齿轮减速机广泛应用于冶金、矿山、起重、运输、水泥、建筑、化工、纺织、印染、制药等领域。

齿轮减速机适用范围如下：

1、高速轴转不大于1500转/分。

2、齿轮传动圆周速度不大于20米/秒。

3、工作环境温度为-40-45℃，如果低于0℃，启动前润滑油应预热至0℃以上，本减速机可用于正反两个方向运转。

（2）蜗轮蜗杆减速机介绍

　　蜗轮蜗杆减速机系按Q／MDl-2000技术质量标准设计制造。

产品在符合按国家标准GBl0085-88圆柱蜗轮蜗杆参数基础之上，吸取国内外最先进科技，独具新颖一格的“方箱型”外形结构，箱体外形美观，以优质铝合金压铸而成，具有以下优势性能：

　　1.机械结构紧凑、体积外形轻巧、小型高效；

　　2.热交换性能好，散热快；

　　3.安装简易、灵活轻捷、性能优越、易于维护检修；

　　4.运行平稳、噪音小，经久耐用；

　　5.适用性强、安全可靠性大。

　　本产品目前已广泛应用于各类行业生产工艺装备的机械减速装置，深受用户的好评，是目前现代工业装备实现大扭矩，大速比低噪音、高稳定机械减速传动控制装置的最佳选择。

（3）摆线针轮减速机介绍

  行星摆线针轮减速机全部传动装置可分为三部分：

输入部分、减速部分、输出部分。

在输入轴上装有一个错位180°的双偏心套，在偏心套上装有两个称为转臂的滚柱轴承，形成H机构、两个摆线轮的中心孔即为偏心套上转臂轴承的滚道，并由摆线轮与针齿轮上一组环形排列的针齿相啮合，以组成齿差为一齿的内啮合减速机构，（为了减小摩擦，在速比小的减速机中，针齿上带有针齿套）。

当输入轴带着偏心套转动一周时，由于摆线轮上齿廓曲线的特点及其受针齿轮上针齿限制之故，摆线轮的运动成为既有公转又有自转的平面运动，在输入轴正转周时，偏心套亦转动一周，摆线轮于相反方向转过一个齿从而得到减速，再借助W输出机构，将摆线轮的低速自转运动通过销轴，传递给输出轴，从而获得较低的输出转速

行星减速机主要传动结构为:

行星轮,太阳轮,外齿圈.

    行星减速机因为结构原因,单级减速最小为3,最大一般不超过10,常见减速比为:

3.4.5.6.8.10,减速机级数一般不超过3,但有部分大减速比定制减速机有4级减速.

相对其他减速机,行星减速机具有高刚性,高精度（单级可做到1分以内）,高传动效率（单级在97%-98%）,高的扭矩/体积比,终身免维护等特点.

    因为这些特点,行星减速机多数是安装在步进电机和伺服电机上,用来降低转速,提升扭矩,匹配惯量.                                      

   减速机额定输入转速最高可达到18000rpm（与减速机本身大小有关,减速机越大,额定输入转速越小）以上,工业级行星减速机输出扭矩一般不超过2000Nm,特制超大扭矩行星减速机可做到10000Nm以上.工作温度一般在-25℃到100℃左右,通过改变润滑脂可改变其工作温度.

关于行星减速机的几个概念:

级数:

行星齿轮的套数.由于一套星星齿轮无法满足较大的传动比,有时需要2套或者3套来满足拥护较大的传动比的要求.由于增加了星星齿轮的数量,所以2级或3级减速机的长度会有所增加,效率会有所下降.

回程间隙:

将输出端固定,输入端顺时针和逆时针方向旋转,使输入端产生额定扭矩+-2%扭矩时,减速机输入端有一个微小的角位移,此角位移就是回程间隙.单位是"分",就是一度的六十分之一.也有人称之为背隙.

（4）硬齿面减速机介绍

  硬齿面减速机产品是按国家专业标准ZBJ190004生产的硬齿面减速机。

广泛应用于冶金、矿山、起重、运输、水泥、建筑、化工、纺织、印染、制药等领域。

硬齿面减速机适用范围：

高速轴转速不大于1500转达/分；齿轮传动圆周速度不大于20米/秒；工作环境温度为-400C—450C，如果低于00C，启动前润滑油应预热至00C以上，本减速机可用于正反两个方向运转。

硬齿面减速机特点：

齿轮采用高强度低碳合金钢经渗碳淬火而成，齿面硬度达HRC58-62，齿轮均采用数控磨齿工艺，精度高，接触性好；传动效率高，单级磊于96。

5%，双级大于93%，三级大于90%；运转平稳，噪音低；体积小、重量轻、使用寿命长、承载能力高；易于拆检，易于安装。

减速机是一种动力传达机构，利用齿轮的速度转换器，将电机（马达）的回转数减速到所要的回转数，并得到较大转矩的机构。

在目前用于传递动力与运动的机构中，减速机的应用范围相当广泛。

几乎在各式机械的传动系统中都可以见到它的踪迹，从交通工具的船舶、汽车、机车，建筑用的重型机具，机械工业所用的加工机具及自动化生产设备，到日常生活中常见的家电，钟表等等.其应用从大动力的传输工作，到小负荷，精确的角度传输都可以见到减速机的应用，且在工业应用上，减速机具有减速及增加转矩功能。

因此广泛应用在速度与扭矩的转换设备。

减速机的作用主要有：

1）降速同时提高输出扭矩，扭矩输出比例按电机输出乘减速比，但要注意不能超出减速机额定扭矩。

2）减速同时降低了负载的惯量，惯量的减少为减速比的平方。

大家可以看一下一般电机都有一个惯量数值。

减速机的工作原理

减速机一般用于低转速大扭矩的传动设备，把电动机.内燃机或其它高速运转的动力通过减速机的输入轴上的齿数少的齿轮啮合输出轴上的大齿轮来达到减速的目的，普通的减速机也会有几对相同原理齿轮达到理想的减速效果，大小齿轮的齿数之比，就是传动比。

减速机的种类

减速机是一种相对精密的机械，使用它的目的是降低转速，增加转矩。

它的种类繁多，型号各异，不同种类有不同的用途。

减速器的种类繁多，按照传动类型可分为齿轮减速器、蜗杆减速器和行星齿轮减速器；按照传动级数不同可分为单级和多级减速器；按照齿轮形状可分为圆柱齿轮减速器、圆锥齿轮减速器和圆锥－圆柱齿轮减速器；按照传动的布置形式又可分为展开式、分流式和同轴式减速器。

以下是常用的减速机分类：

⑴摆线针轮减速机

⑵硬齿面圆柱齿轮减速器

⑶行星齿轮减速机

⑷软齿面减速机

⑸三环减速机

⑹起重机减速机

⑺蜗杆减速机

⑻轴装式硬齿面减速机

⑼无级变速器

蜗轮蜗杆减速机的主要特点是具有反向自锁功能，可以有较大的减速比，输入轴和输出轴不在同一轴线上，也不在同一平面上。

但是一般体积较大，传动效率不高，精度不高。

谐波减速机的谐波传动是利用柔性元件可控的弹性变形来传递运动和动力的，体积不大、精度很高，但缺点是柔轮寿命有限、不耐冲击，刚性与金属件相比较差。

输入转速不能太高。

行星减速机其优点是结构比较紧凑，回程间隙小、精度较高，使用寿命很长，额定输出扭矩可以做的很大。

但价格略贵。

摆线减速机特点

行星摆线减速机是一种应用行星传动原理，采用摆线针轮啮合，设计先进、结构新颖。

这种减速机在绝大多数情况下已替代两级、三级普通圆柱齿轮减速机及圆柱蜗杆减速机，在军工、航天、冶金、矿、石油、化工、船舶、轻工、食品、纺织、印染、制药、橡胶、塑料、及起重运输等方面得到日益广泛的应用。

一、产品特点

1.传动比大。

一级减速时传动比为1/6--1/87。

两级减速时传动比为1/99--1/7569；三级传动时传动比为1/5841--1/658503。

另外根据需要还可以采用多级组合，速比达到指定大。

2.传动效率高。

由于啮合部位采用了滚动啮合，一般一级传动效率为90%--95%。

3.结构紧凑，体积小，重量轻。

体积和普通圆柱齿轮减速机相比可减小2/1--2/3。

4.故障少，寿命长。

主要传动啮合件使用轴承钢磨削制造，因此机械性能与耐磨性能均佳，又因其为滚动摩擦，因而故障少，寿命长。

5.运转平稳可靠。

因传动过程中为多齿啮合，所以使之运转平稳可靠，噪声低。

6.拆装方便，容易维修。

7.过载能力强，耐冲击，惯性力矩小，适用于起动频繁和正反转运转的特点。

二、技术规格

1、机型号:

按传动比分为:

一级、二级、三级。

一级有十三种机型：

0，1，2，3，4，5，6，7，8，9，10，11，12。

两级有14种机型：

00，20；32，42，53，63，64，74，84，85，95，106，117，128。

三级有8种机型：

420，742，842，853，953，1063，1174，1285。

按结构型式分为：

卧式、立式、双轴型、直联型四种。

2、传动比：

T=461608N⋅mm

截面上弯曲应力：

扭转切应力：

过盈配合处的

，查得：

表面质量系数：

故得综合系数

碳钢的特性系数：

取

=0.1，

=0.05

计算安全系数：

故轴右侧满足疲劳强度要求。