齿轮减速器的类型(一)

齿轮减速器
置于原动机和工作机之间，传动比i＞1，闭式的，独立的齿轮传动装置。主要用于降低原动机的输入速度，实现工作机所需速度的要求。根据减速要求可采用各种不同型式的减速器。齿轮减速器和其他类型的减速器相比主要有下列特点：
（1）应用最广。在机械传动的减速装置中，齿轮减速器约占85％左右，并用于各个部门。
（2）传动比范围很大。传动比可由接近于1到上百万，并可设计出符合传动要求的不同档次的传动比。在工作中具有恒定或按既定变化规律变化的传动比。
（3）外廓尺寸小，结构紧凑；传递功率范围大、使用寿命长；传动效率高、损耗功率小；传递的圆周速度范围大，工作比较平稳。
（4）制造和安装精度要求较高，不能缓冲，有噪声，造价较高。
齿轮减速器的分类方法很多，按齿轮传动型式与齿形分类的情况如右侧图表所示：
若按传递功率大小和用途分类，则有小型通用减速器、中型通用减速器和大型专用减速器；若按齿轮轴线的相对位置分类，则有平行轴齿轮减速器、相交轴齿轮减速器、交错轮齿轮减速器，若按齿轮轴线排列方式分类，有立式齿轮减速器（立轴式）、卧式齿轮减速器（水平轴式）；若按功率（力流）传递路线分类，有展开式齿轮减速器、同轴式齿轮减速器、分流式齿轮减速器；若按齿轮减速器的组合形式分类，有复合式齿轮减速器、电机-齿轮减速器；若按降速的级数分类，有单级齿轮减速器、二级齿轮减速器、多级齿轮减速器；若按用途和结构形式分类，有普通型齿轮减速器、专用型齿轮减速器、特殊结构齿轮减速器。
总之，齿轮减速器种类多、用途广，随着齿轮传动的发展，齿轮减速器的新产品、新型式、新规格的开拓将有广阔前途。标准化、系列化、通用化产品的研制和设计将有更广阔的领域和更艰巨繁重的工作。
齿轮减速器曾称齿轮减速机、齿轮减速箱。

齿轮减速器的工作类型
齿轮减速器在设计寿命内，按实际工作时间长短所划分的类型称齿轮减速器的工作类型。其工作类型通常分：中型、重型、特重型和连续型四种。不同场合有不同的分类方法，常用的划分工作类型的方法有：按日利用系数（k_r=每日实际工作小时数／24）；按年利用系数（k_n=每年实际工作天数／365）；按每一工作循环的利用系数（Δ=每一工作循环中实际工作时间／每一循环的总时间）；按设计寿命内的总工作时间；或按当量工作时间。每一划分方法的具体规定数据请参考有关著作。

齿轮减速器的基本参数
是指确定齿轮减速器运动特性、工作能力和使用寿命的主要参数。包括：
中心距a：是影响齿轮减速器承载能力、使用寿命、尺寸大小等主要性能的关键性参数。中心距的选用随时间的延续分成几个阶段，如采用等差级数；几何级数；优先数系R10、R20。随着技术的发展，无论从转矩的分配、使用范围的扩大，适应性能的提高，还是从齿轮减速器技术指标的优化设计，采用R10、R20作为中心距来看都是优越的。
如
第一系列：50、63、80、100、125、160、200、250、315(320)、400、500、630…
第二系列：90、112、140、180、224、280、360、450…
传动比：是影响运动性能的主要参数，也是体现减速性能的标志。名义传动比的选择同样分几个阶段，目前已采用或即将采用优先数系R10、R20如：
第一系列：1.25、1.6、2、2.5、3.15、4、5、6.3、8、10…
第二系列：1.12、1.4、1.8、2.24、2.8、3.6、4.5…

齿轮及齿轮副的基本参数：是影响齿轮减速器的基本因素，如模数、齿数、齿形参数、齿轮副类型等。

齿轮减速器的技术指标
表示齿轮减速器工作性能与运动特性的指标，一般指：传递的额定功率、圆周速度、传动比、中心距、设计寿命、传动效率等。

齿轮减速器的一般设计程序
齿轮减速器设计没有一个规范性的设计程序和步骤，对于一般情况，其内容如下：
1）明确设计的条件和工作要求；
2）根据工作要求、使用条件合理地选择齿轮传动型式；
3）合理分配传动比；
4）通过齿轮副的强度计算，确定中心距或模数，并符合系列标准；
5）设计齿轮和齿轮轴的结构；
6）选定润滑方法、密封方式、各种辅件、齿轮减速器箱体外形。设计箱体结构、确定箱体尺寸。

齿轮减速器的热平衡
是齿轮减速器承载能力计算中的常用术语，对于蜗杆减速器尤为重要。
齿轮减速器从开始工作，随时间的延续（一般需3～4h），有害损耗功率转换成的热量与减进器本身散出的热量逐渐达到平衡，这时减速器油池内的油温处于稳定，这种现象称热平衡。热平衡时油池温度不得超过允许值，即t₀≤[t₀]，于是可用热平衡条件校核油温升、校核传递功率，并可求得减速器需要的散热面积，以及断定应采用的散热措施与润滑方式。

齿轮减速器的效率
齿轮减速器效率是齿轮承载能力计算中，必须确定的数据，也是研究齿轮传动的重要参数，其定义与机械效率相同，即 η=P₂/P₁。在计算减速器效率时要计入齿轮副的啮合效率、轴承效率和搅油损失的效率。一般情况下，可分两种情况：对于展开式减速器，应按串联方法计算效率；对于分流式减速器应按串联和并联综合计算。齿轮减速器的效率一般情况下都可由有关表格或线图查得。

水平轴式(卧式)齿轮减速器
输出轴置于水平平面内的齿轮减速器。亦称卧式齿轮减速器。常见类型见15-1图所示。

立轴式(立式)齿轮减速器
输出轴置于竖直平面内的齿轮减速器。常用的有：一级立轴式圆柱齿轮减速器（图15-2a）；二级立轴式圆柱齿轮减速器（图15-2b）；一级立轴式圆锥齿轮减速器（图15-2c）；二级立轴式圆锥-圆柱齿轮减速器（图15-2d）；一级立轴式蜗杆减速器（图15-2e）；二级立轴式蜗杆减速器（图15-2f）。

展开式齿轮减速器
功率流从入轴进入，通过相啮齿轮副单线从出轴输出的齿轮减速器，统称展开式齿轮减速器。一级齿轮减速器都是展开式，二级或多级齿轮减速器有展开式和分流式两种。
展开式齿轮减速器，齿轮相对轴承呈不对称安装，承受的力在齿面上分布不均匀，需要较大刚度的轴。但它是结构最简单、应用最广泛的结构。多用于中小功率、淬硬齿轮减速器。见图15-1b、c、e。

分流式齿轮减速器
功率流从入轴进入，通过相啮齿轮副双线流入输出轴输出的齿轮减速器。齿轮相对轴承呈对称安装，载荷分布较均匀，这种结构增加了齿轮副数目，有轴向窜动产生。该结构多用于低、高速大功率齿轮座，如高速齿轮减速器，轧机齿轮减速器等。

通用标准齿轮减速器
常用尺寸、型式、功率、运动参数，并可用于各行各业的标准齿轮减速器。目前我国已制订的通用标准齿轮减速器有：JB1130-70圆柱齿轮减速器、JB1588-75圆弧圆柱齿轮减速器、JB1799-76NGW型齿轮减速器、Q／ZB125-73圆柱蜗杆减速器、JB1585-75ZQH圆弧圆柱齿轮减速器、JB2318-78轴向圆弧齿圆柱蜗杆减速器、GB9147-88圆弧圆柱蜗杆减速器、ZBJ19004-88圆柱齿轮减速器、JB2982-81摆线针齿轮减速器，另外还有环面蜗杆减速器、不同型式的行星齿轮减速器等等。

专用齿轮减速器
用于专门设备，满足特殊要求的齿轮减速器。其特点是：速度很低或很高；载荷很大或很小；尺寸大小、结构形状、工作条件都有特殊要求需专门设计的齿轮减速器。诸如：航空减速器、船舶减速器、起重用齿轮减速器、水泥磨齿轮减速器、高速工业减速器；大型冶金矿山用齿轮减速器等。

单驱动式齿轮减速器
只有一个输入轴的齿轮减速器，齿轮减速器多为1个自由度，所以用一个电动机、一根输入轴将可驱动齿轮减速器工作，对于大功率齿轮减速器则有其不足之处。不过在中小功率齿轮减速器中，单驱动式用得最多。见图15-1、15-2。

双驱动式齿轮减速器
有两根驱入轴，由两个小齿轮同时带动大齿轮的减速器（图15-3）。每对齿轮副只传递总功率的一半，这样就可以不用大功率电动机，更重要的是可以改善齿轮和轴的受力状态，对提高轮齿弯曲强度和齿面强度均有良好效果，因而可以减小齿轮模数和缩小其结构尺寸。
双驱动齿轮减速器常用于大功率设备，如船用减速器、水泥磨减速器等。