任務(wù)２　 減速器的機構(gòu)組成分析與認知

任務(wù)２減速器的機構(gòu)組成分析與認知子任務(wù)１減速器箱體認知子任務(wù)２減速器附件認知子任務(wù)３減速器軸系部件認知子任務(wù)４減速器連接部件認知返回子任務(wù)１減速器箱體認知２.１.１減速器箱體的結(jié)構(gòu)形式減速器箱體可分成箱座和箱蓋兩部分，為了增加軸承蓋的剛度，設(shè)置了若干肋板，如圖２－１－２、圖２－１－3

、圖２－１－4

、圖２－１－５所示的肋板位于箱體外側(cè)，稱為外肋板；肋板也可以分布在箱體內(nèi)側(cè)，稱為內(nèi)肋板。箱座與箱蓋通過軸承旁的螺栓和凸緣處的螺栓進行連接，整個減速器通過箱座底部的地腳螺栓安裝在機座上。減速器中的各個軸系用軸承端蓋定位和密封，軸承端蓋有凸緣式和嵌入式兩種，見附錄４中的附表４.１。如圖２－１－２～圖２－１－５所示的減速器中使用了凸緣式端蓋，軸承端蓋與軸承座之間設(shè)置了墊片，通過調(diào)整墊片的厚度可以調(diào)整軸承游隙。嵌入式端蓋通過軸承座孔上的環(huán)形溝槽來定位，不需要螺釘連接。下一頁返回子任務(wù)１減速器箱體認知表２－１－１、表２－１－２及圖２－１－２～圖２－１－５中給出了齒輪減速器、蝸桿減速器的箱體主要結(jié)構(gòu)尺寸及與零件尺寸相互關(guān)系的經(jīng)驗值。這是在保證箱體強度、剛度和箱體連接剛度的條件下，考慮結(jié)構(gòu)緊湊、制造方便等要求，由經(jīng)驗決定的。所以在設(shè)計時，要先計算表２－１－１所示的箱體結(jié)構(gòu)尺寸，對得到的數(shù)值進行適當(dāng)圓整，有些數(shù)值也可以根據(jù)具體情況加以修改。鑄鐵減速器箱體的主要結(jié)構(gòu)尺寸見表２－１－１。２.１.２減速器箱體材料減速器箱體根據(jù)其毛坯制造方法的不同可分為鑄造箱體和焊接箱體；根據(jù)其箱體剖分與否可分為剖分式箱體和整體式箱體。上一頁下一頁返回子任務(wù)１減速器箱體認知１.鑄造箱體和焊接箱體減速器箱體多用ＨＴ１５０或ＨＴ２００灰鑄鐵鑄造而成。對于重型減速器，為了提高其承受振動和沖擊的能力，也可采用球墨鑄鐵（ＱＴ４００—１７、ＱＴ４２０—１０或鑄鋼ＺＧ２７０—５００、２６３１０—５７０）制造。常見鑄造箱體的結(jié)構(gòu)形式有直壁式和曲壁式兩種。前者結(jié)構(gòu)簡單，但質(zhì)量較大；后者結(jié)構(gòu)復(fù)雜，但質(zhì)量較小。鑄造箱體剛性好，易獲得合理和復(fù)雜的外形，用灰鑄鐵制造的箱體易進行切削加工，但工藝復(fù)雜、制造周期長、質(zhì)量大，適合成批生產(chǎn)。上一頁下一頁返回子任務(wù)１減速器箱體認知２.剖分式箱體和整體式箱體為便于箱體內(nèi)的零件裝拆，箱體多采用剖分式，其剖分面常與軸線平面重合，分為水平式和傾斜式兩種，前者加工方便，在減速器中被廣泛采用；后者有利于多級齒輪傳動的浸油潤滑，但剖分處接合面加工困難，因而應(yīng)用較少。對于小型圓錐齒輪或蝸桿減速器，為使其結(jié)構(gòu)緊湊、質(zhì)量較小，常采用整體式箱體。它屬于無接合面螺栓連接，易于保證軸承與座孔的配合要求，但裝拆及調(diào)整往往不如剖分式箱體方便。減速器的箱體用來支承和固定軸系零件，應(yīng)保證傳動件軸線相互位置的正確性，因而軸孔必須精確加工。箱體必須具有足夠的強度和剛度，以免引起沿齒輪齒寬上的載荷分布不均勻。上一頁下一頁返回子任務(wù)１減速器箱體認知為了增加箱體的剛度，通常在箱體上設(shè)置肋板。為了便于軸系零件的安裝和拆卸，箱體通常制成剖分式鑄鐵箱體。剖分面一般取在軸線所在的水平面內(nèi)（即水平剖分），以便于加工。箱蓋和箱座之間用螺栓連接成一個整體，為了增加軸承支座的剛度，應(yīng)在軸承座旁制出凸臺。上一頁返回子任務(wù)２減速器附件認知２.２.１減速器的主要附件減速器附件主要有八大部分，具體如下：１.減速器的起吊裝置為了便于搬運和裝拆箱蓋，在箱蓋上設(shè)置了吊環(huán)螺釘或起重吊耳；為了搬運箱座或整個減速器，在箱座上設(shè)置了起重吊鉤。起吊裝置的結(jié)構(gòu)尺寸見表７－３－５和表７－３－６。２.窺視孔蓋為了便于減速器的日常維護以及觀察齒輪嚙合狀態(tài)，箱蓋上加工了窺視孔，平時用窺視孔蓋封閉起來。窺視孔蓋尺寸見表７－３－１，窺視孔尺寸可參考孔蓋尺寸確定。下一頁返回子任務(wù)２減速器附件認知３.通氣器通氣器通常安裝在窺視孔蓋上或者箱蓋的最高位置，便于減速器內(nèi)空氣熱脹冷縮時的流入或流出，同時防止灰塵進入。通氣器的結(jié)構(gòu)尺寸見表７－３－３。４.油標尺為了監(jiān)視減速器內(nèi)的潤滑油油量，箱座上加工了油標尺凸臺和油標尺安裝孔，使用油標尺可以不必打開箱蓋來檢查潤滑油油量。油標尺的結(jié)構(gòu)尺寸見表７－３－４。５.放油螺塞減速器經(jīng)過一段時間的運行必須更換潤滑油，為此在箱座下方加工了螺塞凸臺和螺紋孔，其位置應(yīng)該能盡量把箱體里的潤滑油放盡，一般將螺塞安裝在螺紋孔上，并加裝螺塞墊。放油螺塞及螺塞墊的結(jié)構(gòu)尺寸參見表７－３－２。上一頁下一頁返回子任務(wù)２減速器附件認知６.軸承端蓋與套杯減速器軸系部件的軸向定位與固定通常使用軸承端蓋。外伸軸處的軸承端蓋的尺寸與所采用的密封方式有關(guān)。軸承端蓋、套杯的選擇設(shè)計可參考附表４.１。７.起箱螺釘為了加強密封效果，在裝配時通常在箱體剖分面上涂以水玻璃或者密封膠，但往往因膠結(jié)緊密，上下箱體分開困難，為此常在箱蓋連接凸緣的適當(dāng)位置設(shè)置起蓋螺釘。起蓋螺釘?shù)闹睆揭话闩c箱體凸緣連接螺栓的直徑相同，其長度應(yīng)大于箱蓋連接凸緣的厚度，起蓋螺釘?shù)尼敆U端部應(yīng)有一小段制成無螺紋的圓柱端或錐端，以免反復(fù)擰動時將桿端螺紋磨損。上一頁下一頁返回子任務(wù)２減速器附件認知８.定位銷為了確定箱蓋與箱座的相互位置，并在每次拆裝后軸承座的上下半孔始終保持加工時的位置精度，應(yīng)在精加工軸承座孔前，在箱蓋與箱座的連接凸緣上裝配兩個定位銷。兩個定位銷應(yīng)布置在箱體的對角線上，并且兩定位銷到箱體對稱軸線的距離不等，以防止安裝時上下箱的位置與加工時不符而影響其精度，兩定位銷的距離應(yīng)盡量遠些，以提高其定位精度。此外還要考慮拆裝方便，避免與其他零件相互干涉。上一頁返回子任務(wù)３減速器軸系部件認知２.３.１齒輪２.３.１.１齒輪傳動的特點和常用類型１.齒輪、齒輪副與齒輪傳動齒輪是任意一個有齒的機械元件，能利用它的齒與另一個有齒元件連續(xù)嚙合，從而將運動傳遞給后者，或者從后者接受運動。齒輪副是由兩個互相嚙合的齒輪組成的基本機構(gòu)，兩齒輪軸線相對位置不變，并各繞其自身的軸線轉(zhuǎn)動。齒輪副是線接觸的高副。齒輪傳動是利用齒輪副來傳遞運動和（或）動力的一種機械傳動。齒輪副的一對齒輪的齒依次交替地接觸，從而實現(xiàn)一定規(guī)律的相對運動的過程和形態(tài)稱為嚙合。齒輪傳動屬于嚙合傳動。下一頁返回子任務(wù)３減速器軸系部件認知２.傳動比齒輪傳動的傳動比是主動齒輪與從動齒輪角速度（或轉(zhuǎn)速）的比值，也等于兩齒輪齒數(shù)的反比，即３.齒輪傳動的基本要求從傳遞運動和動力兩個方面來考慮，齒輪傳動應(yīng)滿足下列兩個基本要求：１）傳動要平穩(wěn)在齒輪傳動過程中，應(yīng)保證瞬時傳動比恒定不變，以保持傳動的平穩(wěn)性，避免或減少傳動中的沖擊、振動和噪聲。上一頁下一頁返回子任務(wù)３減速器軸系部件認知２）承載能力要大要求齒輪的結(jié)構(gòu)尺寸小、體積小、質(zhì)量小，而承受載荷的能力強，即強度高、耐磨性好、壽命長。４.齒輪機構(gòu)的應(yīng)用特點齒輪傳動在工程機械、礦山機械、冶金機械，各種機床及儀器、儀表工業(yè)中被廣泛地用于傳遞運動和動力。齒輪傳動除傳遞回轉(zhuǎn)運動外，也可以用來把回轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€往復(fù)運動（如齒輪齒條傳動）。上一頁下一頁返回子任務(wù)３減速器軸系部件認知５.齒輪傳動的常用類型齒輪的種類很多，齒輪傳動可以按不同的方法進行分類。（１）根據(jù)齒輪副兩傳動軸的相對位置不同，可分為平行軸齒輪傳動（見圖２－３－２）、相交軸齒輪傳動（見圖２－３－３）和交錯軸齒輪傳動（見圖２－３－４）三種。平行軸齒輪傳動屬于平面?zhèn)鲃?，相交軸齒輪傳動和交錯軸齒輪傳動屬于空間傳動。（２）根據(jù)齒輪分度曲面不同，可分為圓柱齒輪傳動（見圖２－３－２和圖２－３－４（ａ））和錐齒輪傳動（見圖２－３－３和圖２－３－４（ｂ））。（３）根據(jù)齒線形狀不同，可分為直齒齒輪傳動（見圖２－３－２（ａ）、圖２－３－２（ｄ）、圖２－３－２（ｅ）和圖２－３－３（ａ））、斜齒齒輪傳動（見圖２－３－２（ｂ）、圖２－３－３（ｂ）和圖２－３－４（ａ））和曲齒齒輪傳動（見圖２－３－３（ｃ）和圖２－３－４（ｂ））。上一頁下一頁返回子任務(wù)３減速器軸系部件認知（４）根據(jù)齒輪傳動的工作條件不同，可分為閉式齒輪傳動和開式齒輪傳動。前者齒輪副封閉在剛性箱體內(nèi)，并能保證良好的潤滑；后者齒輪副外露，易受灰塵及有害物質(zhì)侵襲，且不能保證良好的潤滑。（５）根據(jù)輪齒齒廓曲線不同，可分為漸開線齒輪傳動、擺線齒輪傳動和圓弧齒輪傳動等，其中漸開線齒輪傳動應(yīng)用最廣。２.３.１.２漸開線齒輪的齒廓１.漸開線的形成在平面上，一條動直線（發(fā)生線）沿著一個固定的圓（基圓）做純滾動時，此動直線上任一點的軌跡，稱為圓的漸開線。上一頁下一頁返回子任務(wù)３減速器軸系部件認知如圖２－３－５所示，直線ＡＢ與一半徑為ｒｂ的圓相切，并沿此圓做無滑移的純滾動，則直線ＡＢ上任意一點Ｋ的軌跡ＣＫＤ稱為該圓的漸開線。與直線做純滾動的圓稱為基圓，ｒｂ為基圓半徑，直線ＡＢ稱為發(fā)生線。２.漸開線的性質(zhì)從漸開線的形成可以看出，它具有下列性質(zhì)：（１）發(fā)生線在基圓上滾過的線段長度ＮＫ等于基圓上被滾過的一段弧長ＮＣ，即ＮＫ＝ＮＣ，如圖２－３－５所示。（２）漸開線上任意一點的法線必定與基圓相切。如圖２－３－５所示，漸開線上任意一點Ｋ的法線ＫＮ與基圓相切于點Ｎ，法線ＫＮ與發(fā)生線ＡＢ重合。切點Ｎ是漸開線上Ｋ點的曲率中心，線段ＮＫ為Ｋ點的曲率半徑。上一頁下一頁返回子任務(wù)３減速器軸系部件認知（３）漸開線上各點的曲率半徑不相等。Ｋ點離基圓越遠，其曲率半徑ＮＫ越大，漸開線越趨于平直；Ｋ點離基圓越近，曲率半徑越小，漸開線越彎曲；當(dāng)Ｋ點與基圓上的點Ｃ重合時，曲率半徑等于零。（４）漸開線的形狀取決于基圓的大小?；鶊A相同，漸開線形狀相同；基圓越小，漸開線越彎曲；基圓越大，漸開線越趨于平直。當(dāng)基圓半徑趨于無窮大時，漸開線成直線，這種直線型的漸開線就是齒條的齒廓曲線，如圖２－３－６所示。（５）基圓內(nèi)無漸開線。上一頁下一頁返回子任務(wù)３減速器軸系部件認知（６）漸開線上各點處的壓力角不相等。當(dāng)漸開線齒廓在任意一點Ｋ與另一齒輪的漸開線齒廓相接觸時，所受作用力ＦＫ的方向（即漸開線在Ｋ點的法線方向）與該點繞基圓圓心Ｏ回轉(zhuǎn)時的速度ｖＫ方向所夾的銳角，稱為漸開線齒廓上任意一點Ｋ處的壓力角αＫ，也就是過齒廓上任意點Ｋ處的徑向直線與齒廓在該點處的切線所夾的銳角，如圖２－３－５所示。２.３.１.３漸開線標準直齒圓柱齒輪的基本參數(shù)與計算１.直齒圓柱齒輪幾何要素的名稱和代號圖２－３－７所示為直齒圓柱齒輪的一部分，其主要幾何要素如下：上一頁下一頁返回子任務(wù)３減速器軸系部件認知１）端面在圓柱齒輪上，垂直于齒輪軸線的表面，稱為端面。２）齒頂圓柱面、齒頂圓圓柱齒輪的齒頂曲面稱為齒頂圓柱面。在圓柱齒輪上，其齒頂圓柱面與端平面的交線稱為齒頂圓。齒頂圓直徑的代號為ｄａ。３）齒根圓柱面、齒根圓圓柱齒輪的齒根曲面稱為齒根圓柱面。在圓柱齒輪上，其齒根圓柱面與端平面的交線稱為齒根圓。齒根圓直徑的代號為ｄｆ。４）分度圓柱面、分度圓圓柱齒輪的分度曲面稱為分度圓柱面。分度曲面是齒輪上的一個假想曲面，齒輪的輪齒尺寸均以此曲面為基準而加以確定。圓柱齒輪的分度圓柱面與端平面的交線稱為分度圓。分度圓直徑的代號為ｄ。上一頁下一頁返回子任務(wù)３減速器軸系部件認知５）齒寬齒輪的有齒部位沿分度圓柱面的軸線方向度量的寬度稱為齒寬。齒寬的代號為ｂ。６）齒厚在該圓周上所量得的一輪齒兩側(cè)齒廓間的弧長，稱為齒厚。分度圓上的齒厚用ｓ來表示。７）齒槽、齒槽寬齒輪相鄰兩齒之間的空間稱為齒槽；在任意圓周ｒＫ上所量得齒槽的弧長稱為該圓周上的齒槽寬，以ｅＫ表示。分度圓上的齒槽寬用ｅ表示。上一頁下一頁返回子任務(wù)３減速器軸系部件認知８）齒距在半徑為ｒＫ的圓周上相鄰兩齒同側(cè)齒廓之間的弧長稱為該圓周上的齒距ｐＫ。分度圓上的齒距用ｐ來表示；基圓上的齒距用ｐｂ表示。９）全齒高、齒頂高、齒根高輪齒的齒頂圓和齒根圓之間的徑向尺寸稱為全齒高，用ｈ表示；輪齒介于齒頂圓和分度圓之間的部分叫齒頂，齒頂?shù)膹较蚋叨确Q為齒頂高，用ｈａ表示；輪齒介于齒根圓和分度圓之間的部分叫齒根，齒根的徑向高度稱為齒根高，用ｈｆ表示。全齒高、齒頂高、齒根高之間的關(guān)系為：ｈ＝ｈａ＋ｈｆ上一頁下一頁返回子任務(wù)３減速器軸系部件認知２.直齒圓柱齒輪的基本參數(shù)直齒圓柱齒輪的基本參數(shù)有：齒數(shù)ｚ、模數(shù)ｍ、壓力角α、齒頂高系數(shù)ｈ?ａ及頂隙系數(shù)ｃ?五個?；緟?shù)是齒輪各部分幾何尺寸計算的依據(jù)。１）齒數(shù)ｚ一個齒輪的輪齒總數(shù)叫作齒數(shù)，用ｚ表示。當(dāng)齒輪的模數(shù)一定時，齒數(shù)越多，齒輪的幾何尺寸越大，輪齒漸開線的曲率半徑也越大，齒廓曲線越趨于平直。２）模數(shù)ｍ齒距除以圓周率π所得到的商稱為模數(shù)。模數(shù)的代號為ｍ，單位為ｍｍ。模數(shù)是齒輪幾何尺寸計算中一個最基本的參數(shù)。由齒距定義可知：齒距與齒數(shù)的乘積等于分度圓周長，即ｐｚ＝πｄ。上一頁下一頁返回子任務(wù)３減速器軸系部件認知模數(shù)ｍ的大小反映了齒距ｐ的大小，也就是反映了輪齒的大小。模數(shù)越大，輪齒越大，齒輪所能承受的載荷就越大；反之，模數(shù)越小，輪齒越小，齒輪所能承受的載荷也越小。圖２－３－８所示為兩個齒數(shù)相同（ｚ＝１６）而模數(shù)不同的齒輪，可以比較其幾何尺寸和輪齒大小。圖２－３－９所示為分度圓直徑相同（ｄ＝７２ｍｍ）而模數(shù)不同的四種齒輪輪齒的比較。不難看出，模數(shù)小的，輪齒就小，其齒就越多。在ＧＢ／Ｔ１３５７—２００８《通用機械和重型機械用圓柱齒輪模數(shù)》標準中規(guī)定了漸開線圓柱齒輪的模數(shù)系列（見表２－３－１）。上一頁下一頁返回子任務(wù)３減速器軸系部件認知３）壓力角α壓力角是齒輪的又一個重要的基本參數(shù)。由漸開線的性質(zhì)可知：漸開線上任意一點處的壓力角是不相等的，在同一基圓的漸開線上，離基圓越遠的點處，壓力角越大；離基圓越近的點處，壓力角越小。對于漸開線齒輪，通常所說的壓力角是指分度圓上的壓力角。４）齒頂高系數(shù)ｈ?ａ齒頂高與模數(shù)之比稱為齒頂高系數(shù)，用ｈ?ａ表示，即：上一頁下一頁返回子任務(wù)３減速器軸系部件認知５）頂隙系數(shù)ｃ?當(dāng)一對齒輪嚙合時，為使一個齒輪的齒頂面不致與另一個齒輪的齒槽底面抵觸，輪齒的齒根高ｈｆ應(yīng)大于齒頂高ｈａ，以保證兩齒輪嚙合時，一齒輪的齒頂與另一齒輪的槽底間有一定的徑向間隙，稱為頂隙。頂隙在齒輪的齒根圓柱面與配對齒輪的齒頂圓柱面之間的連心線上量度，用ｃ表示。３.標準直齒圓柱齒輪幾何尺寸的計算采用標準模數(shù)ｍ，壓力角α＝２０°，齒頂高系數(shù)ｈ?ａ＝１，頂隙系數(shù)ｃ?＝０.２５，端面齒厚ｓ等于端面齒槽寬ｅ的漸開線直齒圓柱齒輪稱為標準直齒圓柱齒輪，簡稱標準直齒輪。上一頁下一頁返回子任務(wù)３減速器軸系部件認知４.直齒圓柱內(nèi)齒輪前面介紹的是齒輪傳動中應(yīng)用最普遍的直齒圓柱外齒輪的幾何尺寸計算。由兩個外齒輪（齒頂曲面位于齒根曲面之外的齒輪）組成的齒輪副稱外齒輪副。當(dāng)要求齒輪傳動兩軸平行，回轉(zhuǎn)方向相同，且結(jié)構(gòu)緊湊時，可采用內(nèi)齒輪副傳動。齒頂曲面位于齒根曲面之內(nèi)的齒輪稱為內(nèi)齒輪，有一個齒輪是內(nèi)齒輪的齒輪副稱為內(nèi)齒輪副。內(nèi)齒輪副的另一個齒輪是外齒輪。如圖２－３－１０所示，大齒輪為直齒圓柱內(nèi)齒輪，與其嚙合的小齒輪為直齒圓柱外齒輪。直齒圓柱內(nèi)齒輪的主要幾何要素如圖２－３－１１所示，其與外齒輪相比較有以下幾點不同：上一頁下一頁返回子任務(wù)３減速器軸系部件認知（１）內(nèi)齒輪的齒廓曲線也是漸開線，但內(nèi)齒輪的齒廓是內(nèi)凹的（外齒輪的齒廓是外凸的）。內(nèi)齒輪的齒厚相當(dāng)于外齒輪的槽寬，內(nèi)齒輪的槽寬相當(dāng)于外齒輪的齒厚。（２）內(nèi)齒輪的齒頂圓在它的分度圓之內(nèi)，齒根圓在它的分度圓之外。（３）為了使內(nèi)齒輪齒頂兩側(cè)齒廓全部為漸開線，齒頂圓必須大于齒輪的基圓。５.標準齒輪的公法線長度在設(shè)計、制造和檢驗齒輪時，經(jīng)常需要知道齒輪的齒厚，因無法直接測量弧齒厚，故常需測量齒輪的公法線長度。所謂公法線長度是指齒輪卡尺跨過ｋ個齒所量得的齒廓間的法向距離。上一頁下一頁返回子任務(wù)３減速器軸系部件認知如圖２－３－１２所示，卡尺的卡腳與齒廓相切于Ａ、Ｂ兩點（圖中卡腳跨３個齒），設(shè)跨齒數(shù)為ｋ，卡腳與齒廓切點Ａ、Ｂ的距離ＡＢ即為所測得的公法線長度，用Ｗｋ表示。由圖可知：６.分度圓弦齒厚、弦齒高的測量及計算輪齒兩側(cè)齒廓與分度圓的兩個交點Ａ、Ｂ間的距離，稱為分度圓弦齒厚，以ｓ表示。齒頂?shù)椒侄葓A弦ＡＢ間的徑向距離，稱為分度圓弦齒高，以ｈ－ａ表示。上一頁下一頁返回子任務(wù)３減速器軸系部件認知標準直齒圓柱齒輪的分度圓弦齒厚和分度圓弦齒高的計算公式為：測量公法線長度，對于斜齒圓柱齒輪將受到齒寬條件的限制；對于大模數(shù)齒輪，測量也有困難；此外，還不能檢測錐齒輪和蝸輪的公法線長度。在這種情況下，通常改測齒輪的分度圓弦齒厚。上一頁下一頁返回子任務(wù)３減速器軸系部件認知２.３.１.４漸開線齒輪的嚙合定律１.漸開線齒輪的嚙合過程圖２－３－１３（ａ）所示為一對漸開線齒輪的嚙合過程，由漸開線性質(zhì)可知，Ｎ１Ｎ２是兩齒廓在嚙合點的公法線，也是兩基圓的內(nèi)公切線，所以漸開線齒輪嚙合時，各嚙合點始終沿著兩基圓的內(nèi)公切線Ｎ１Ｎ２移動，Ｎ１Ｎ２稱為嚙合線。２.漸開線齒輪嚙合傳動的特點１）傳動比恒定由漸開線的性質(zhì)可知，漸開線齒輪嚙合時，同一方向的嚙合線只有一條，所以它與兩輪連心線的交點Ｃ必為一固定點（見圖２－３－１３（ａ））。上一頁下一頁返回子任務(wù)３減速器軸系部件認知可以證明，一對齒輪在嚙合傳動過程中，如果嚙合線與兩輪連心線始終交于一固定點，則兩輪的傳動比為一恒定值，且有２）中心距具有可分性由上面的分析可知，漸開線齒輪傳動比還取決于基圓半徑的大小。當(dāng)一對齒輪制成后，其基圓半徑已確定，因而傳動比確定。在齒輪安裝以后，中心距的微小變化不會改變瞬時傳動比，這就給制造、安裝和調(diào)試提供了便利。上一頁下一頁返回子任務(wù)３減速器軸系部件認知３）傳動的作用力方向不變由前述可知，兩齒廓無論在何點嚙合，齒廓間作用的壓力方向均沿著法線方向，即嚙合線方向。由于嚙合線為與兩輪基圓相切的固定直線，所以齒廓間作用的壓力方向不變，這對齒輪傳動的平穩(wěn)性是很有利的。３.漸開線齒輪嚙合傳動的條件１）正確嚙合的條件一對漸開線齒輪要實現(xiàn)嚙合傳動，必須滿足正確的嚙合條件。以圖２－３－１３（ａ）所示的齒輪傳動進行分析。齒輪傳動時，每一對輪齒僅嚙合一段時間便要分離，而由后一對輪齒接替。為了保證每對輪齒都能正確地進入嚙合，要求前一對輪齒尚在Ｂ２點接觸時，后一對輪齒即能在嚙合線上另一點Ｋ進入正常接觸，而Ｂ２Ｋ恰為齒輪１和齒輪２的法向齒距，即ｐｎ１＝ｐｎ２。由漸開線性質(zhì)可知，法向齒距ｐｎ與基圓齒距ｐｂ相等，因此ｐｂ１＝ｐｂ２。上一頁下一頁返回子任務(wù)３減速器軸系部件認知２）連續(xù)傳動條件如圖２－３－１３（ａ）所示，由齒輪嚙合過程可知，為使齒輪連續(xù)地進行傳動，就必須使前一對輪齒尚未脫離嚙合時，后一對輪齒已經(jīng)進入嚙合，這就要求實際嚙合線必須大于或等于基圓齒距，即此式稱為連續(xù)傳動條件，也可寫成上一頁下一頁返回子任務(wù)３減速器軸系部件認知３）標準安裝的條件一對標準齒輪節(jié)圓與分度圓相重合的安裝稱為標準安裝，標準安裝時的中心距稱為標準中心距，以ａ表示。一對齒輪標準安裝時，兩個齒輪的傳動可以看作是兩個分度圓的純滾動。在滿足正確嚙合的條件下，存在ｓ１＝ｅ２，ｓ２＝ｅ１，此時，兩輪可實現(xiàn)無側(cè)隙嚙合。這對避免傳動的反向空程沖擊是有實際意義的。標準安裝時，對于外嚙合傳動，如圖２－３－１３（ｂ）所示，有：如圖２－３－１０所示的一內(nèi)嚙合標準齒輪傳動，當(dāng)按標準中心距安裝時，兩輪的各分度圓與各自的節(jié)圓重合相切，其標準中心距為：上一頁下一頁返回子任務(wù)３減速器軸系部件認知２.３.１.５漸開線齒輪的切齒原理及根切現(xiàn)象１.漸開線齒輪的加工方法目前漸開線齒輪的加工方法很多，如鑄造、模鍛、冷軋、熱軋、沖壓、切削加工等，而最常用的是切削加工方法，即將盤狀坯體在機床上切削出輪齒。漸開線齒輪的加工方法按其切齒原理的不同可分為仿形法和范成法。１）仿形法加工用刀刃形狀與被切齒輪齒廓形狀完全相同的圓盤銑刀或指狀銑刀在普通銑床上加工的方法，稱為仿形法。其常用的銑刀有盤狀銑刀和指狀銑刀（用于加工ｍ≥８ｍｍ的齒輪），如圖２－３－１４所示。加工時，銑刀繞自身軸線旋轉(zhuǎn)，同時沿齒輪軸線方向做直線移動。當(dāng)銑出一個齒槽以后，將輪坯轉(zhuǎn)過２π／ｚ，再銑第二個齒槽。其余齒槽依此類推。上一頁下一頁返回子任務(wù)３減速器軸系部件認知這種切齒方法簡單，不需要專用機床，但生產(chǎn)效率低，精度差，故僅適用于單件生產(chǎn)及精度要求不高的齒輪加工。２）范成法（展成法或包絡(luò)線法）加工此方法是利用輪齒相互嚙合時其齒廓互為包絡(luò)線的原理進行切齒的。范成法是假想將一對相嚙合傳動的齒輪（或齒輪與齒條）之一作為刀具，而另一個作為輪坯，并使兩者仍按原傳動比傳動，根據(jù)共軛齒廓互為包絡(luò)線的原理，在輪坯上加工出與刀具齒廓共軛的齒輪齒廓。屬于范成法加工的有插齒、滾齒、磨齒、剃齒等，其中磨齒和剃齒屬于精加工。常用的刀具有齒輪形刀具（如齒輪插刀）和齒條形刀具（如齒條插刀和齒輪滾刀）。上一頁下一頁返回子任務(wù)３減速器軸系部件認知（１）齒輪插刀加工（插齒）。齒輪插刀的形狀如圖２－３－１５所示。刀具頂部比正常齒高出ｃ?ｍ，以便切出頂隙部分。插齒時，插刀沿輪坯軸線方向做往復(fù)切削運動，同時強迫插刀與輪坯像一對齒輪傳動那樣以一定的角速比轉(zhuǎn)動，直至全部齒槽切削完畢。（２）齒條插刀加工（插齒）。設(shè)想將齒輪型插刀的齒數(shù)增加至無窮多，其基圓也將增至無窮大，這時漸開線將變?yōu)橹本€，齒輪插刀變成具有直線齒廓的齒條插刀，如圖２－３－１６所示。（３）齒輪滾刀加工（滾齒）。滾刀形狀似一螺旋，如圖２－３－１７所示，在輪坯端面上的投影為一齒條，滾刀的轉(zhuǎn)動相當(dāng)于齒條的移動，所以滾刀切齒原理與齒條插刀切齒的原理相同。上一頁下一頁返回子任務(wù)３減速器軸系部件認知２.漸開線齒廓的根切現(xiàn)象和標準齒輪不發(fā)生根切的最少齒數(shù)１）根切現(xiàn)象所謂根切現(xiàn)象就是指用范成法加工標準齒輪時，有時會將齒根部正常的漸開線齒廓切去一部分，如圖２－３－１８所示。根切可導(dǎo)致如下后果：（１）輪齒根部被削弱，抗彎強度降低；（２）嚙合過程縮短，重合度降低，傳動平穩(wěn)性下降。因此，為保證齒輪傳動的質(zhì)量，一般不允許齒輪出現(xiàn)根切現(xiàn)象。２）根切的原因圖２－３－１９所示為用齒條刀具加工標準齒輪時的情況，刀具中線與齒輪分度圓相切，Ｎ１Ｃ為嚙合線，Ｎ１點為極限嚙合點，Ｂ點為齒條頂線與嚙合線的交點，即終止嚙合點。上一頁下一頁返回子任務(wù)３減速器軸系部件認知３）標準齒輪不發(fā)生根切的最少齒數(shù)標準齒輪是否發(fā)生根切，取決于嚙合線上Ｎ１的位置是否在齒條頂線之內(nèi)，如圖２－３－１９所示。２.３.１.６變位齒輪簡介標準齒輪雖然有許多優(yōu)點，應(yīng)用廣泛，但也存在不足之處：（１）受根切限制，不能采用齒數(shù)ｚ＜ｚｍｉｎ的齒輪，結(jié)構(gòu)不夠緊湊；（２）標準齒輪不適用于的場合。（３）一對相互嚙合的標準齒輪，由于小齒輪齒廓曲線曲率半徑較小，而嚙合次數(shù)較多，故相對強度較低，因而，在其他條件相同的情況下，小齒輪更容易損壞。上一頁下一頁返回子任務(wù)３減速器軸系部件認知１.變位齒輪的概念如圖２－３－２０所示，當(dāng)插刀按虛線位置安裝時，插刀的齒頂線超過了極限嚙合點Ｎ，加工出的齒輪產(chǎn)生根切；將插刀安裝位置遠離輪坯中心，使其齒頂線不超過極限嚙合點Ｎ，加工出的齒輪就不會發(fā)生根切。用改變刀具與輪坯相對位置的方式來切制齒輪的方法叫作變位修正法，用變位修正法切制出來的齒輪叫作變位齒輪。變位齒輪與標準齒輪的具體區(qū)別見圖２－３－２１及表２－３－３。２.最小變位系數(shù)設(shè)刀具向遠離輪坯中心的移動量為Ｘ＝ｘｍ，如圖２－３－２０所示，如此時刀具的齒頂線正好通過Ｎ點，則變位系數(shù)稱為最小變位系數(shù)，用ｘｍｉｎ表示。上一頁下一頁返回子任務(wù)３減速器軸系部件認知２.３.１.７漸開線斜齒圓柱齒輪１.斜齒圓柱齒輪的傳動特點直齒圓柱齒輪的齒廓曲面實際上是發(fā)生面Ｓ在基圓柱上做純滾動時，發(fā)生面上與基圓柱軸線平行的直線ＫＫ展成的漸開線曲面，如圖２－３－２２（ａ）所示。由于直齒圓柱齒輪的齒向線與軸線平行，所以嚙合傳動時，沿齒寬是同時進入嚙合和同時退出嚙合，在齒面上形成的接觸線為平行軸線的直線，如圖２－３－２２（ｂ）所示，輪齒承受載荷，表現(xiàn)為進入嚙合時突然受載、退出嚙合時突然卸載。因此，傳動時，輪齒上載荷有沖擊，從而使平穩(wěn)性下降、噪聲增大，一般不適用于高速、重載的傳動。上一頁下一頁返回子任務(wù)３減速器軸系部件認知斜齒圓柱齒輪齒廓曲面的形成原理與直齒圓柱齒輪相似，只是發(fā)生面上的直線ＫＫ不再與基圓軸線平行，而是與之形成一定的角度βｂ，如圖２－３－２３（ａ）所示，故齒廓曲面是斜直線ＫＫ展成的漸開螺旋面。嚙合傳動時，齒面接觸線的長度隨嚙合位置變化而變化，即接觸線的長度由短變長，然后又由長變短，直至脫離嚙合。如圖２－３－２３（ｂ）所示，輪齒承受的載荷是由小到大，再由大到小逐漸變化的。此外，當(dāng)輪齒在Ａ端嚙合時，Ｂ端還未嚙合，當(dāng)Ａ端退出嚙合時，Ｂ端還在嚙合，后面的每對齒又逐漸地進入嚙合，所以同時參與嚙合的齒數(shù)多，即重合度大，承載能力也大。上一頁下一頁返回子任務(wù)３減速器軸系部件認知因此，斜齒圓柱齒輪傳動具有如下特點：（１）傳動平穩(wěn)，沖擊和噪聲小，適用于高速傳動。（２）重合度大，承載能力大，適用于重載機械。（３）存在軸向力Ｆａ（見圖２－３－２４），需要安裝能承受軸向力的軸承。采用人字齒輪雖可消除軸向力，但其加工困難、精度較低，多在傳遞大功率的重載機械中使用。２.斜齒圓柱齒輪的基本參數(shù)垂直于齒輪軸線的平面稱為端面，其參數(shù)加下角標“ｔ”表示；垂直于輪齒方向的平面稱為法面，其參數(shù)加下角標“ｎ”表示。用成型銑刀或滾刀加工斜齒輪時，刀具的進刀方向垂直于斜齒輪的法面，故一般規(guī)定以斜齒輪的法面參數(shù)為標準參數(shù)。上一頁下一頁返回子任務(wù)３減速器軸系部件認知１）螺旋角將斜齒圓柱齒輪沿分度圓柱面展成平面（見圖２－３－２５），圖中陰影部分表示分度圓齒厚，空白處表示齒槽寬。輪齒的齒向線與軸線所夾的銳角β，稱為分度圓螺旋角，為了防止軸向力過大，一般取β＝８°～２０°。近年來，為了增大重合度，增加傳動平穩(wěn)性和降低噪聲，在螺旋角參數(shù)選擇上，有大螺旋角化的趨勢。對于人字齒輪，因其軸向力可以抵消，常取β＝２５°～４５°。通常所說的斜齒輪的螺旋角，如不特別注明，即指分度圓柱面上的螺旋角。螺旋角有左、右旋的差別，將齒輪軸線放于鉛垂位置，輪齒線左高右低的稱為左旋齒輪，而右高左低的稱為右旋齒輪，如圖２－３－２６所示。上一頁下一頁返回子任務(wù)３減速器軸系部件認知２）齒距與模數(shù)在如圖２－３－２５所示的斜齒圓柱齒輪分度圓柱面展開圖中，ｐｔ為端面齒距，而ｐｎ為法面齒距，ｐｎ＝ｐｔｃｏｓβ，因為ｐ＝πｍｎ＝πｍｔｃｏｓβ，故斜齒輪法面模數(shù)與端面模數(shù)的關(guān)系為：ｍｎ＝ｍｔｃｏｓβ（２－３－１５）３）壓力角圖２－３－２７所示為斜齒條的一個齒，其法面內(nèi)（ＡＣＥ平面）的壓力角αｎ稱為法面壓力角，端面內(nèi)（ＡＢＤ平面）的壓力角αｔ稱為端面壓力角。由圖可知，它們的關(guān)系為上一頁下一頁返回子任務(wù)３減速器軸系部件認知４）齒頂高系數(shù)與頂隙系數(shù)無論從法向或從端面來看，輪齒的齒頂高都是相同的，頂隙也是相同的，即法面齒頂高系數(shù)和法面頂隙系數(shù)為標準值：上一頁下一頁返回子任務(wù)３減速器軸系部件認知３.斜齒輪正確嚙合條件、重合度及幾何尺寸計算１）正確嚙合條件斜齒圓柱齒輪在端面內(nèi)的嚙合相當(dāng)于直齒輪的嚙合，如圖２－３－２８所示。因此，斜齒輪傳動的螺旋角大小應(yīng)相等，外嚙合時旋向相反（“－”號），內(nèi)嚙合時旋向相同（“＋”號），同時斜齒輪的法向參數(shù)為標準值。其正確嚙合條件為：上一頁下一頁返回子任務(wù)３減速器軸系部件認知２）重合度如圖２－３－２９所示，由從動輪前端面齒頂與主動輪前端面齒根接觸點Ａ開始嚙合，至主動輪后端面齒頂與從動輪后端面齒根接觸點Ｅ退出嚙合后端面開始脫離嚙合時，后端面仍然處在嚙合區(qū)，只有當(dāng)后端面脫離嚙合時，該對齒才終止嚙合，實際嚙合線長度為ＦＨ，因此，斜齒輪傳動的重合度為上一頁下一頁返回子任務(wù)３減速器軸系部件認知３）斜齒輪的幾何尺寸計算斜齒輪的幾何尺寸是按其端面參數(shù)來進行計算的。它與直齒輪的幾何尺寸計算一樣，即可將直齒輪的各幾何尺寸計算公式中的標準參數(shù)（ｍ，α，ｈ?ａ，ｃ?）均改寫為斜齒輪的端面參數(shù)，再代換以法面參數(shù)表示的計算公式，即可得斜齒輪幾何尺寸的計算公式，如表２－３－４所示。４.斜齒輪的當(dāng)量齒輪和當(dāng)量齒數(shù)用刀具加工斜齒輪時，盤狀銑刀是沿著齒向方向進刀的。這樣加工出來的斜齒，其法向模數(shù)和法向齒形角與刀具的模數(shù)和齒形角相同，所以必須按照與斜齒輪法面齒形相當(dāng)?shù)闹饼X輪的齒數(shù)來選擇銑刀。把與斜齒輪法向齒形相當(dāng)?shù)奶摂M直齒輪稱為斜齒輪的當(dāng)量齒輪，其齒數(shù)ｚｖ稱為斜齒輪的當(dāng)量齒數(shù)。如圖２－３－３０所示，法向截面ｎ—ｎ截斜齒輪的分度圓柱為一橢圓，橢圓Ｃ點處齒槽兩側(cè)漸開線齒形與標準刀具外齒廓形狀相同。上一頁下一頁返回子任務(wù)３減速器軸系部件認知２.３.１.８直齒圓錐齒輪分度曲面為圓錐面的齒輪稱為錐齒輪。錐齒輪用于相交軸齒輪傳動和交錯軸齒輪傳動。錐齒輪按齒線形狀可分為直齒錐齒輪、斜齒錐齒輪和曲齒錐齒輪等。直齒錐齒輪的應(yīng)用較廣；斜齒錐齒輪由于加工困難，應(yīng)用很少，并逐漸被曲齒錐齒輪所代替；曲齒錐齒輪需要專門的機床加工，但較直齒錐齒輪傳動更平穩(wěn)、承載能力更高，在汽車、拖拉機及煤礦機械中被廣泛應(yīng)用。齒線是分度圓錐面的直母線的錐齒輪稱為直齒錐齒輪。直齒錐齒輪用于相交軸齒輪傳動，兩軸的交角通常為９０°（即Σ＝９０°），如圖２－３－３１所示。上一頁下一頁返回子任務(wù)３減速器軸系部件認知直齒錐齒輪的幾何特點是：齒頂圓錐面（頂錐）、分度圓錐面（分錐）和齒根圓錐面（根錐）三個圓錐面相交于一點，如圖２－３－３２所示；輪齒分布在圓錐面上，齒槽在大端處寬而深，在小端處窄而淺，輪齒從大端逐漸向錐頂縮小；在其母線垂直于分錐的背錐（通常為錐齒輪輪齒的大端端面）的展開面上，齒廓曲線為漸開線。錐齒輪由大端至小端，其模數(shù)不同。在設(shè)計與計算中，規(guī)定以大端模數(shù)為依據(jù)并采用標準模數(shù)，其取值見表２－３－５。１.背錐與當(dāng)量齒輪錐齒輪的大端齒廓曲線為球面漸開線。為便于設(shè)計和加工，需要用平面曲線來近似表達球面曲線。過Ａ點作圓弧的切線與軸線交于Ｏ１，以Ｏ１Ａ為母線繞軸線ＯＯ１旋轉(zhuǎn)所得的、與球面齒廓相切的圓錐體稱為錐齒輪的背錐，如圖２－３－３３所示。上一頁下一頁返回子任務(wù)３減速器軸系部件認知將背錐展成一平面扇形齒輪，并將該扇形齒輪補充為整圓齒輪，所得的直齒圓柱齒輪稱為原直齒錐齒輪的當(dāng)量齒輪，如圖２－３－３４所示，其當(dāng)量齒數(shù)ｚｖ＝ｚ/ｃｏｓδ稱為錐齒輪的當(dāng)量齒數(shù)。當(dāng)量齒輪的模數(shù)為原錐齒輪的大端模數(shù)，壓力角為大端壓力角。因此，一對直齒錐齒輪的嚙合，就相當(dāng)于一對當(dāng)量直齒輪的嚙合，如圖２－３－３５所示。２.標準直齒錐齒輪幾何尺寸的計算標準直齒錐齒輪幾何要素的名稱、代號及計算公式見圖２－３－３６及表２－３－６。３.直齒錐齒輪的正確嚙合條件標準直齒錐齒輪副的軸交角Σ＝９０°。直齒錐齒輪的正確嚙合條件如下：（１）兩齒輪的大端端面模數(shù)相等，即ｍ１＝ｍ２。上一頁下一頁返回子任務(wù)３減速器軸系部件認知（２）兩齒輪大端的壓力角相等，即α１＝α２。２.３.１.９齒輪常用材料及熱處理為了保證齒輪工作的可靠性，提高其使用壽命，齒輪的材料及其熱處理應(yīng)根據(jù)工作條件和材料的特點來選取。對齒輪材料的基本要求是：應(yīng)使齒面具有足夠的硬度和耐磨性，齒心具有足夠的韌性，以防止齒面的各種失效，同時應(yīng)具有良好的冷、熱加工的工藝性，以達到齒輪的各種技術(shù)要求。常用的齒輪材料為各種牌號的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼、鑄鋼、鑄鐵和非金屬材料等。一般多采用鍛件或軋制鋼材。上一頁下一頁返回子任務(wù)３減速器軸系部件認知１.鍛鋼鋼材經(jīng)鍛造鐓粗后，改善了材料的內(nèi)部纖維組織，其強度較直接采用軋制鋼材更好。所以，重要的齒輪都采用鍛鋼。從齒面硬度來看，可把鋼制齒輪分為軟齒面（齒面硬度ＨＢＳ≤３５０）和硬齒面（齒面硬度ＨＢＳ＞３５０）兩類。軟齒面輪齒一般須經(jīng)熱處理（調(diào)質(zhì)或正火）以后再進行精加工（切削加工），通常硬度為１８０～２８０ＨＢＳ。硬齒面輪齒是在精加工后再進行最終熱處理，其熱處理方法常為滲碳淬火、表面淬火等，通常硬度為４０～６０ＨＲＣ。經(jīng)最終熱處理后，輪齒不可避免地會產(chǎn)生變形，因此，可用磨削或研磨的方法加以消除。上一頁下一頁返回子任務(wù)３減速器軸系部件認知２.鑄鐵鑄鐵齒輪的抗彎強度和耐沖擊性均較差，常用于低速和受力不大的場合。在潤滑不足的情況下，灰鑄鐵本身所含的石墨能起到潤滑作用，所以在開式傳動中常采用鑄鐵齒輪，在閉式傳動中可用球墨鑄鐵代替鑄鋼。３.鑄鋼當(dāng)齒輪直徑大于５００ｍｍ時，輪坯不宜鍛造，此時可采用鑄鋼。鑄鋼輪坯在切削加工以前，一般要進行正火處理，以消除鑄件殘余應(yīng)力和硬度的不均勻，以便切削。４.非金屬材料尼龍或塑料齒輪能減小高速齒輪傳動的噪聲，適用于高速小功率及精度要求不高的齒輪傳動。上一頁下一頁返回子任務(wù)３減速器軸系部件認知齒輪常用材料及力學(xué)性能見表２－３－７。２.３.２蝸輪蝸桿２.３.２.１蝸桿傳動概述蝸桿傳動是用來傳遞空間兩交錯軸之間的運動和動力的，通常取其交錯角Σ＝９０°，如圖２－３－３７所示。在通常情況下，蝸桿是主動件，蝸輪是從動件。蝸桿傳動類似于螺旋傳動。按蝸桿輪齒的螺旋方向不同，蝸桿有右旋和左旋之分，蝸桿螺旋線符合螺旋右手定則即為右旋（Ｒ），反之則為左旋（Ｌ），常用的為右旋蝸桿。蝸桿副中配對的蝸輪，其旋向與蝸桿相同。蝸桿輪齒的總數(shù)（蝸桿的齒數(shù)）稱為蝸桿頭數(shù)ｚ１。只有１個齒的蝸桿稱為單頭蝸桿，有２個或２個以上齒的蝸桿稱為多頭蝸桿（通常蝸桿頭數(shù)ｚ１＝１～４）。上一頁下一頁返回子任務(wù)３減速器軸系部件認知２.３.２.２蝸桿的分類按蝸桿形狀的不同，可將蝸桿分為：（１）阿基米德蝸桿（ＺＡ蝸桿）。齒面為阿基米德螺旋面的圓柱蝸桿，其端面齒廓是阿基米德螺旋線，軸向齒廓是直線，所以又稱為軸向直廓蝸桿，如圖２－３－３８所示。這種蝸桿車制簡單，但無法用砂輪磨削出精確的齒形，齒的精度和表面質(zhì)量不高，故傳動精度和傳動效率較低。蝸桿頭數(shù)多時，車削困難。這種蝸桿常用于頭數(shù)較少、載荷較小、低速或不太重要的場合。上一頁下一頁返回子任務(wù)３減速器軸系部件認知（２）漸開線蝸桿（ＺＩ蝸桿）。齒面為漸開螺旋面的圓柱蝸桿，其端面齒廓是漸開線，如圖２－３－３９所示。加工該蝸桿時，將刀刃頂平面與基圓柱相切，再切于基圓柱的剖面內(nèi)，齒廓一側(cè)為直線，另一側(cè)為外凸曲線，而其端面齒廓是漸開線，齒面為漸開螺旋面。該蝸桿還可像圓柱齒輪那樣用滾刀滾切，可簡單地用單面砂輪磨齒，故制造精度、表面質(zhì)量、傳動精度及傳動效率較高，適用于成批生產(chǎn)和大功率、高速、精密傳動，是目前很多國家普遍采用的一種蝸桿傳動。（３）法面直廓蝸桿（ＺＮ蝸桿）。在垂直于齒線的法平面內(nèi)，或垂直于齒槽中點螺旋線的法平面內(nèi)，或垂直于齒厚中點螺旋線的法平面內(nèi)的齒廓為直線的圓柱蝸桿，均稱為法向直廓蝸桿，如圖２－３－４０所示。上一頁下一頁返回子任務(wù)３減速器軸系部件認知（４）錐面包絡(luò)圓柱蝸桿（ＺＫ蝸桿）。它是采用直母線雙錐面盤銑刀（或砂輪）等放置在蝸桿齒槽內(nèi)加工制成的，其齒面是圓錐面簇的包絡(luò)面，如圖２－３－４１所示。（５）圓弧圓柱蝸桿（ＺＣ蝸桿）。它是一種非直紋面圓柱蝸桿，在中間平面上蝸桿的齒廓為凹圓弧，與之相配的蝸輪齒廓為凸圓弧，如圖２－３－４２所示。上一頁下一頁返回子任務(wù)３減速器軸系部件認知２.３.２.３蝸桿傳動的特點蝸桿傳動具有如下特點：１.傳動比大蝸桿傳動與齒輪傳動一樣能夠保證準確的傳動比，而且可以獲得很大的傳動比。齒輪傳動中，為了避免根切，小齒輪的齒數(shù)不能太少，大齒輪的齒數(shù)又受傳動裝置尺寸限制不能太多，因此傳動比受到限制。蝸桿傳動中，蝸桿的頭數(shù)ｚ１＝１～４，在蝸輪齒數(shù)ｚ２較少的情況下，單級傳動就能得到很大的傳動比。２.傳動平穩(wěn)、噪聲小蝸桿的齒為連續(xù)不斷的螺旋面，傳動時與蝸輪間的嚙合是逐漸進入和退出的，蝸輪的齒基本上是沿螺旋面滑動的，而且同時嚙合的齒數(shù)較多。因此，蝸桿傳動比齒輪傳動平穩(wěn)，沒有沖擊，噪聲小。上一頁下一頁返回子任務(wù)３減速器軸系部件認知３.容易實現(xiàn)自鎖和螺旋傳動一樣，當(dāng)蝸桿的導(dǎo)程角小于蝸桿副材料的當(dāng)量摩擦角時，蝸桿傳動具有自鎖性。此時，只能由蝸桿帶動蝸輪，而不能由蝸輪帶動蝸桿。這一特性用于起重機械設(shè)備中，能起到安全保險的作用。如圖２－３－４３所示的手動起重裝置（俗稱手動葫蘆），就是利用蝸桿的自鎖特性使重物Ｇ停留在任意位置上，而不會自動下落。單頭蝸桿的導(dǎo)程角較小，一般γ＜５°，大多具有自鎖性，而多頭蝸桿隨頭數(shù)增多導(dǎo)程角增大，不一定具有自鎖能力。４.承載能力大蝸桿傳動中，蝸輪分度圓柱面的素線由直線改為弧線，使蝸桿與蝸輪的嚙合是線接觸，同時進入嚙合的齒數(shù)較多，因此，與點接觸的交錯軸斜齒輪傳動相比，其承載能力更大。上一頁下一頁返回子任務(wù)３減速器軸系部件認知５.傳動效率低蝸桿傳動時，嚙合區(qū)的相對滑動速度很大，磨損損失較大，因此，傳動效率較齒輪傳動更低。一般蝸桿傳動的效率η＝０.７～０.８，具有自鎖性的蝸桿傳動，其效率η＜０.５。傳動效率低限制了傳遞功率，一般蝸桿傳動的功率不超過５０ｋＷ。為了提高蝸桿傳動的效率，減少傳動中的摩擦，除應(yīng)具有良好的潤滑和冷卻條件外，蝸輪還常采用青銅等減摩材料制造，因而成本較高。２.３.２.４圓柱蝸桿傳動的主要參數(shù)和幾何尺寸如圖２－３－４４所示，在中間平面上，普通圓柱蝸桿傳動就相當(dāng)于齒條與齒輪的嚙合傳動，故此，在設(shè)計蝸桿傳動時，均以中間平面上的參數(shù)（如模數(shù)、壓力角）和尺寸（如齒頂圓、分度圓等）為基準，并沿用齒輪傳動的計算關(guān)系。上一頁下一頁返回子任務(wù)３減速器軸系部件認知１.普通圓柱蝸桿傳動的主要參數(shù)及選擇普通圓柱蝸桿傳動的主要參數(shù)有模數(shù)ｍ、壓力角α、蝸桿頭數(shù)ｚ１和蝸輪齒數(shù)ｚ２及蝸桿的直徑ｄ１等。進行蝸桿傳動設(shè)計時，首先要正確地選擇參數(shù)。這些參數(shù)之間是相互聯(lián)系的，不能孤立地去確定，而應(yīng)該根據(jù)蝸桿傳動的工作條件和加工條件，考慮參數(shù)之間的相互影響，綜合分析，合理選定。１）模數(shù)ｍ和壓力角α蝸桿傳動的尺寸計算與齒輪傳動一樣，也是以模數(shù)ｍ作為計算的主要參數(shù)。在中間平面內(nèi)蝸桿傳動相當(dāng)于齒輪和齒條傳動，蝸桿的軸向模數(shù)和軸向壓力角分別與蝸輪的端面模數(shù)和端面壓力角相等。為此，將此平面內(nèi)的模數(shù)和壓力角規(guī)定為標準值，標準模數(shù)見表２－３－９，標準壓力角為α＝２０°。上一頁下一頁返回子任務(wù)３減速器軸系部件認知２）蝸桿的分度圓直徑ｄ１在蝸桿傳動中，為了保證蝸桿與配對蝸輪的正確嚙合，常用與蝸桿相同尺寸的蝸輪滾刀來加工與其配對的蝸輪。這樣，只要有一種尺寸的蝸桿，就需要一種對應(yīng)的蝸輪滾刀。對同一模數(shù)，可以有很多不同直徑的蝸桿，因而對每一模數(shù)就要配備很多蝸輪滾刀。顯然，這樣做很不經(jīng)濟。３）導(dǎo)程角γ蝸桿的直徑系數(shù)ｑ和蝸桿頭數(shù)ｚ１選定之后，蝸桿分度圓柱上的導(dǎo)程角γ也就確定了，如圖２－３－４５所示，顯然有：上一頁下一頁返回子任務(wù)３減速器軸系部件認知４）蝸桿傳動的標準中心距ａ２.３.２.５蝸桿傳動的幾何尺寸計算蝸桿傳動的幾何尺寸計算見表２－３－１１所示。２.３.３輪系在實際機械中，為了獲得很大的傳動比或者為了將輸入軸的一種轉(zhuǎn)速變換為輸出軸的多種轉(zhuǎn)速等原因，常采用一系列互相嚙合的齒輪來傳遞運動和動力。這種由一系列齒輪組成的傳動系統(tǒng)稱為輪系。根據(jù)輪系運動時各輪幾何軸線的位置是否固定可將輪系分為定軸輪系與周轉(zhuǎn)輪系兩類。若輪系中既包含有定軸輪系，又包含有周轉(zhuǎn)輪系，或者是由幾個單一周轉(zhuǎn)輪系組成則稱為混合輪系。上一頁下一頁返回子任務(wù)３減速器軸系部件認知２.３.３.１輪系的分類１.定軸輪系如圖２－３－４６所示的輪系，傳動時每個齒輪的幾何軸線都是固定的，這種輪系稱為定軸輪系。２.周轉(zhuǎn)輪系傳動時，輪系中至少有一個齒輪的幾何軸線位置不固定，而是繞另一個齒輪的固定軸線回轉(zhuǎn)，這種輪系稱為周轉(zhuǎn)輪系。如圖２－３－４７所示，齒輪１和構(gòu)件Ｈ各繞固定幾何軸線Ｏ１和ＯＨ回轉(zhuǎn)，而齒輪２一方面繞自身的幾何軸線Ｏ２回轉(zhuǎn)（自轉(zhuǎn)），另一方面又繞固定軸線Ｏ１回轉(zhuǎn)（公轉(zhuǎn)）。上一頁下一頁返回子任務(wù)３減速器軸系部件認知１）周轉(zhuǎn)輪系的組成周轉(zhuǎn)輪系由中心輪、行星架和行星輪三種基本構(gòu)件組成。在周轉(zhuǎn)輪系中，具有固定幾何軸線的齒輪稱為中心輪，外齒中心輪稱為太陽輪，內(nèi)齒中心輪稱為內(nèi)齒圈。幾何軸線繞中心輪軸線回轉(zhuǎn)的齒輪稱為行星輪，行星輪的運動稱為行星運動。支承行星輪并和行星輪一起繞固定軸線回轉(zhuǎn)的構(gòu)件稱為行星架（又稱系桿）。在如圖２－３－４８所示的周轉(zhuǎn)輪系中，齒輪１和３是中心輪（齒輪１為太陽輪，齒輪３為內(nèi)齒圈），齒輪２是行星輪，構(gòu)件Ｈ為行星架。２）周轉(zhuǎn)輪系的分類周轉(zhuǎn)輪系又可分為行星輪系和差動輪系兩大類。上一頁下一頁返回子任務(wù)３減速器軸系部件認知（１）行星輪系。有一個中心輪的轉(zhuǎn)速為零（即固定不動）的周轉(zhuǎn)輪系稱為行星輪系，如圖２－３－４８所示的周轉(zhuǎn)輪系就是行星輪系。內(nèi)齒圈３固定不動，太陽輪１繞自身軸線Ｏ１回轉(zhuǎn)；行星架Ｈ繞自身軸線ＯＨ回轉(zhuǎn)；行星輪２做行星運動，既繞自身軸線回轉(zhuǎn)（自轉(zhuǎn)），又繞行星架回轉(zhuǎn)軸線ＯＨ回轉(zhuǎn)（公轉(zhuǎn)）。（２）差動輪系。中心輪的轉(zhuǎn)速都不為零的周轉(zhuǎn)輪系稱為差動輪系。在圖２－３－４９所示的差動輪系中，太陽輪１、內(nèi)齒圈３、行星架Ｈ均繞各自的軸線回轉(zhuǎn)，行星輪２則做行星運動。３.混合輪系圖２－３－５０所示為一混合輪系。它是由齒輪１、齒輪２、齒輪２′、齒輪３組成的定軸輪系和齒輪４、齒輪４′、齒輪５、齒輪６、系桿Ｈ組成的周轉(zhuǎn)輪系共同組成。上一頁下一頁返回子任務(wù)３減速器軸系部件認知２.３.３.２輪系傳動比計算１.定軸輪系及傳動比計算定軸輪系的傳動比是指輪系中首、末兩輪的角速度（或轉(zhuǎn)速）之比。定軸輪系的傳動比計算包括計算輪系傳動比的大小和確定末輪的旋轉(zhuǎn)方向。１）齒輪副的傳動比及回轉(zhuǎn)方向圖２－３－５１所示為圓柱齒輪的嚙合傳動。圖２－３－５１（ａ）為外嚙合傳動，當(dāng)主動齒輪１按逆時針方向回轉(zhuǎn)時，從動齒輪２按順時針方向回轉(zhuǎn)，兩輪回轉(zhuǎn)方向相反，這種情況規(guī)定其傳動比取負值。上一頁下一頁返回子任務(wù)３減速器軸系部件認知２）定軸輪系傳動比的計算圖２－３－５２所示為一由圓柱齒輪組成的定軸輪系，齒輪１，２，３，…，９的齒數(shù)分別用ｚ１，ｚ２，ｚ３，…，ｚ９表示，齒輪的轉(zhuǎn)速分別用ｎ１，ｎ２，ｎ３，…，ｎ９表示。（１）在式（２－３－３０）中，（－１）ｍ在計算中表示輪系首、末兩輪（即主、從動軸）回轉(zhuǎn)方向的異同，計算結(jié)果為正，則兩輪回轉(zhuǎn)方向相同；結(jié)果為負，則兩輪回轉(zhuǎn)方向相反。但此判斷方法只適用于平行軸圓柱齒輪傳動的輪系。（２）當(dāng)定軸輪系中有錐齒輪副、蝸桿副時，各級傳動軸不一定平行，這時，不能使用（－１）ｍ來確定末輪的回轉(zhuǎn)方向，而只能使用標注箭頭的方法，如圖２－３－５３所示。傳動比的計算公式可寫成上一頁下一頁返回子任務(wù)３減速器軸系部件認知（３）如圖２－３－５４所示定軸輪系中的齒輪２在齒輪副ｚ１、ｚ２中為從動輪，在齒輪副ｚ２、ｚ３中為主動輪，在齒輪１和齒輪３的傳動中，只是改變了齒輪３的回轉(zhuǎn)方向，而不影響齒輪１和齒輪３的傳動比ｉ１３，因而也不影響輪系的傳動比ｉ，在式（２－３－２９）的計算結(jié)果中ｚ２未出現(xiàn)。這種只改變齒輪副中從動輪回轉(zhuǎn)方向，而不影響齒輪副傳動比大小的齒輪稱為惰輪。顯然，在齒輪副的主、從動輪間每增加一個惰輪，從動輪回轉(zhuǎn)方向就改變一次，如圖２－３－５４所示。由重物Ｇ提升可確定蝸輪回轉(zhuǎn)方向，根據(jù)蝸桿為右旋，可確定蝸桿回轉(zhuǎn)方向，再用畫箭頭的方法即可確定ｎ１的回轉(zhuǎn)方向，如圖２－３－５５所示。上一頁下一頁返回子任務(wù)３減速器軸系部件認知２.周轉(zhuǎn)輪系及傳動比計算周轉(zhuǎn)輪系傳動時，行星輪做既有自轉(zhuǎn)又有公轉(zhuǎn)的復(fù)合運動，因此周轉(zhuǎn)輪系傳動比的計算方法不同于定軸輪系，但兩者之間又存在著一定的內(nèi)在聯(lián)系?？梢酝ㄟ^轉(zhuǎn)化輪系的方法將周轉(zhuǎn)輪系轉(zhuǎn)化成一定條件下的定軸輪系，從而采用定軸輪系傳動比的計算方法來計算周轉(zhuǎn)輪系的傳動比。在如圖２－３－５６所示的簡單周轉(zhuǎn)輪系中，齒輪１和齒輪３繞固定幾何軸線Ｏ１回轉(zhuǎn)，行星架Ｈ繞固定幾何軸線ＯＨ回轉(zhuǎn)，齒輪２套在行星架Ｈ的軸上（即齒輪與軸可相對轉(zhuǎn)動），且同時與齒輪１和齒輪３嚙合。輪系中各構(gòu)件轉(zhuǎn)化前后的轉(zhuǎn)速如表２－３－１２所示。上一頁下一頁返回子任務(wù)３減速器軸系部件認知３.混合輪系及傳動比計算在實際機械中，除了廣泛應(yīng)用定軸輪系和周轉(zhuǎn)輪系外，還經(jīng)常把定軸輪系和周轉(zhuǎn)輪系組合在一起使用，這種輪系稱為混合輪系?；旌陷喯祩鲃颖鹊挠嬎闶墙⒃诙ㄝS輪系和周轉(zhuǎn)輪系傳動比的計算基礎(chǔ)上的。其步驟是：首先把整個輪系劃分為各周轉(zhuǎn)輪系和定軸輪系，然后分別列出它們傳動比的計算公式，最后再根據(jù)這些基本輪系的組合方式，聯(lián)立求解所需的傳動比。２.３.３.３輪系的應(yīng)用輪系具有許多特點且應(yīng)用十分廣泛，機械中常用它來做較遠距離的傳動或?qū)崿F(xiàn)變速、變向要求。此外，輪系還主要應(yīng)用在以下幾個方面。上一頁下一頁返回子任務(wù)３減速器軸系部件認知１.實現(xiàn)大傳動比傳動一對齒輪傳動，一般傳動比不大于５～７。當(dāng)傳動比大于８時，可采用定軸輪系的多級傳動來實現(xiàn)。為了獲得更大的傳動比，可采用周轉(zhuǎn)輪系。一般情況下，周轉(zhuǎn)輪系與定軸輪系相比，在傳遞相同功率和傳動比的情況下，周轉(zhuǎn)輪系減速器的體積是定軸輪系減速器體積的１５％～６０％，質(zhì)量為其質(zhì)量的２０％～５５％。２.實現(xiàn)相距較遠的兩軸之間的傳動用幾個小齒輪代替一對大齒輪實現(xiàn)嚙合傳動，既節(jié)省空間、材料，又方便制造、安裝。３.實現(xiàn)分路傳動當(dāng)輸入軸的轉(zhuǎn)速一定時，利用輪系可將輸入軸的一種轉(zhuǎn)速同時傳到幾根輸出軸上，從而獲得所需的各種轉(zhuǎn)速。上一頁下一頁返回子任務(wù)３減速器軸系部件認知４.實現(xiàn)變速變向傳動輸入軸的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向不變時，利用輪系可使輸出軸得到若干種轉(zhuǎn)速或改變輸出軸的轉(zhuǎn)向，這種傳動稱為變速變向傳動。如汽車在行駛中經(jīng)常變速、倒車時要變向等均屬于此種情況。５.實現(xiàn)運動的合成和分解利用周轉(zhuǎn)輪系可以實現(xiàn)運動的合成，因此，它被廣泛應(yīng)用于機床、計算機構(gòu)和補償調(diào)整等裝置中。同樣，利用周轉(zhuǎn)輪系也可以實現(xiàn)運動的分解，即將差動輪系中已知的一個獨立運動分解為兩個獨立的運動。上一頁下一頁返回子任務(wù)３減速器軸系部件認知２.３.４軸２.３.４.１軸的應(yīng)用及類型軸是機械產(chǎn)品中的重要零件之一，用來支承做回轉(zhuǎn)運動的傳動零件（如齒輪、帶輪、鏈輪等）、傳遞運動和轉(zhuǎn)矩、承受載荷，以及保證裝在軸上的零件具有確定的工作位置和一定的回轉(zhuǎn)精度。按照軸的軸線形狀不同，軸可分為曲軸（見圖２－３－５９）和直軸（見圖２－３－６０）兩大類。曲軸用于將回轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€往復(fù)運動或?qū)⒅本€往復(fù)運動轉(zhuǎn)變?yōu)榛剞D(zhuǎn)運動，是往復(fù)式機械中的專用零件。直軸按其外形不同分為光軸和階梯軸兩種，如圖２－３－６０所示。光軸形狀簡單，加工方便，但軸上的零件不易定位和裝配；階梯軸各截面的直徑不等，便于零件的安裝和固定，因此應(yīng)用更廣泛。上一頁下一頁返回子任務(wù)３減速器軸系部件認知根據(jù)所受載荷不同，又可將直軸分為心軸、轉(zhuǎn)軸和傳動軸三類。１.心軸用來支承回轉(zhuǎn)零件，即只受彎矩作用而不傳遞動力的軸稱為心軸。心軸可以是轉(zhuǎn)動的，如圖２－３－６１（ａ）所示的車軸；它也可以是固定不動的，如圖２－３－６１（ｂ）所示的滑輪支承軸。２.轉(zhuǎn)軸支承回轉(zhuǎn)零件又傳遞轉(zhuǎn)矩，即同時承受彎矩和扭矩兩種作用的軸稱為轉(zhuǎn)軸，機器中大多數(shù)的軸都屬于這一類，如圖２－３－６２所示的減速器裝置中的轉(zhuǎn)軸。上一頁下一頁返回子任務(wù)３減速器軸系部件認知３.傳動軸傳動軸主要用來傳遞轉(zhuǎn)矩，即只受扭矩作用而不受彎矩作用或所受彎矩作用很小的軸稱為傳動軸，如圖２－３－６３所示的汽車傳動軸。２.３.４.２軸的材料轉(zhuǎn)軸工作時承受扭矩和彎矩的復(fù)合作用，且多為交變應(yīng)力，其主要失效形式為疲勞破壞。因此，軸的材料應(yīng)滿足強度、韌性、耐磨性及耐腐蝕性等多方面的要求，并且易于加工和熱處理，對應(yīng)力集中敏感性小且價格合理。一般用途的軸常用優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼制成，如３５、４５、５０牌號的鋼；輕載或不重要的軸可采用Ｑ２３５、Ｑ２７５等普通碳素鋼制造；重載或重要的軸可選用合金結(jié)構(gòu)鋼制造，其力學(xué)性能好，但價格較高，選用時應(yīng)綜合考慮各種因素。軸的常用材料及其力學(xué)性能見表２－３－１３。上一頁下一頁返回子任務(wù)３減速器軸系部件認知２.３.５軸承２.３.５.１滾動軸承的結(jié)構(gòu)和材料以滾動摩擦為主的軸承稱為滾動軸承，如圖２－３－６４所示。滾動軸承主要由內(nèi)圈１、外圈２、滾動體３和保持架４等組成。外圈的內(nèi)表面和內(nèi)圈的外表面上制有凹槽，稱為滾道。當(dāng)內(nèi)、外圈做相對回轉(zhuǎn)時，滾動體在內(nèi)、外圈的滾道間既做自轉(zhuǎn)又做公轉(zhuǎn)。滾動體是軸承中形成滾動摩擦必不可少的零件。保持架的作用是把滾動體均勻地隔開，以避免相鄰的兩滾動體直接接觸而增加磨損。滾動軸承的內(nèi)、外圈分別與軸頸和軸承座裝配在一起。通常內(nèi)圈隨軸頸一起回轉(zhuǎn)，外圈固定不動，但也有外圈回轉(zhuǎn)、內(nèi)圈固定的應(yīng)用形式。上一頁下一頁返回子任務(wù)３減速器軸系部件認知２.３.５.２滾動軸承的形式滾動軸承按不同的分類方法可分為不同的形式。１.按滾動體形狀分類滾動軸承按滾動體形狀不同可分為球軸承和滾子軸承兩大類。常用的滾動體形狀如圖２－３－６５所示。（１）球軸承。它的球狀滾動體的內(nèi)、外圈滾道為點接觸，故承受載荷能力及耐沖擊能力低，但極限轉(zhuǎn)速較高，價格便宜。（２）滾子軸承。它的滾動體與內(nèi)、外圈滾道為線接觸，故承受載荷能力及耐沖擊能力較高，但極限轉(zhuǎn)速低，價格較貴。上一頁下一頁返回子任務(wù)３減速器軸系部件認知２.按滾動軸承所受載荷分類按所受承荷的不同，滾動軸承可分為三大類：（１）向心軸承。僅承受徑向（垂直于回轉(zhuǎn)軸線）載荷的滾動軸承稱為向心軸承，如深溝球軸承。（２）推力軸承。僅承受軸向（沿著或平行于回轉(zhuǎn)軸線）載荷的滾動軸承稱為推力軸承，如推力球軸承。（３）向心推力軸承。同時承受徑向載荷和軸向載荷的滾動軸承稱為向心推力軸承，如角接觸球軸承。２.３.５.３滾動軸承的類型及類型代號滾動軸承（包含滾針軸承）共有１３種基本類型，其軸承類型代號用數(shù)字或字母表示，見表２－３－１４。上一頁下一頁返回子任務(wù)３減速器軸系部件認知２.３.５.４滾動軸承的代號滾動軸承的代號是用字母加數(shù)字來表示滾動軸承的結(jié)構(gòu)、尺寸、公差等級、技術(shù)性能等特征的產(chǎn)品代號。軸承代號由基本代號、前置代號和后置代號構(gòu)成，其排列順序如下：前置、后置代號是軸承在結(jié)構(gòu)形狀、尺寸、公差、技術(shù)要求等有改變時，在其基本代號左右添加的補充代號。前置代號用字母表示，后置代號用字母或字母加數(shù)字表示。基本代號表示滾動軸承的基本類型、結(jié)構(gòu)和尺寸，是軸承代號的基礎(chǔ)?；敬栍奢S承類型代號（見表２－３－１４）、尺寸系列代號和內(nèi)徑代號構(gòu)成，其排列順序如下：上一頁下一頁返回子任務(wù)３減速器軸系部件認知尺寸系列代號由軸承的寬（高）度系列代號和直徑系列代號組合而成。向心軸承和推力軸承的尺寸系列代號見表２－３－１５。常用的軸承類型、尺寸系列代號及軸承類型代號、尺寸系列代號和軸承基本代號見表２－３－１６。表示滾動軸承的內(nèi)徑代號見表２－３－１７。２.３.５.５滾動軸承的選用滾動軸承是標準化的零部件，其種類繁多，性能各異，在了解各類軸承應(yīng)用特點的基礎(chǔ)上，選用軸承時還應(yīng)注意考慮以下一些因素。上一頁下一頁返回子任務(wù)３減速器軸系部件認知１.所承受載荷的大小、方向和性質(zhì)載荷的大小和方向是選擇滾動軸承類型的最主要因素。當(dāng)結(jié)構(gòu)尺寸相同時，滾子軸承的承載能力比球軸承大，承受沖擊載荷的能力也較強。（１）載荷較小且平穩(wěn)時，可選用球軸承；載荷較大且有沖擊時，宜選用滾子軸承。（２）僅承受徑向載荷時，可選用向心軸承；僅承受軸向載荷時，可選用推力軸承。（３）當(dāng)徑向載荷Ｆｒ與軸向載荷Ｆｔ同時作用時：①軸向載荷遠小于徑向載荷（Ｆｔ＜＜Ｆｒ）時，應(yīng)選用向心球軸承（深溝球軸承、調(diào)心球軸承等）。上一頁下一頁返回子任務(wù)３減速器軸系部件認知②一般情況下，即軸向載荷小于徑向載荷（Ｆｔ＜Ｆｒ）時，應(yīng)選用向心推力軸承（角接觸球軸承、四點接觸球軸承等）。③軸向載荷較大（Ｆｔ＞Ｆｒ）時，可選用接觸角較大的角接觸球軸承或大錐角的圓錐滾子軸承。④軸向載荷很大（Ｆｔ＞＞Ｆｒ）時，可采取推力軸承與向心軸承組合，分別承受軸向載荷與徑向載荷。２.轉(zhuǎn)速和回轉(zhuǎn)精度當(dāng)軸承的結(jié)構(gòu)尺寸、精度相同時，球軸承比滾子軸承的徑向間隙小。理論上球軸承是點接觸，其極限轉(zhuǎn)速高。（１）轉(zhuǎn)速高、回轉(zhuǎn)精度高的軸宜用球軸承；滾子軸承一般用于低速軸上。上一頁下一頁返回子任務(wù)３減速器軸系部件認知（２）軸向載荷較大或純軸向載荷的高速軸（軸頸圓周速度大于５ｍ／ｓ），宜選用角接觸球軸承而不選用推力球軸承，因為當(dāng)轉(zhuǎn)速高時，滾動體的離心慣性力很大，會使推力軸承工作條件惡化。３.調(diào)心性能在支點跨距大或難以保證兩軸承孔的同軸度時，應(yīng)選擇調(diào)心軸承，這類軸承在內(nèi)、外圈軸線有不大的相對偏斜時，仍能正常工作。具有調(diào)心性能的滾動軸承必須在軸的兩端成對使用，如果一端采用調(diào)心軸承，另一端使用不能調(diào)心的軸承，則不能起到調(diào)心作用。４.經(jīng)濟性普通結(jié)構(gòu)的軸承比特殊結(jié)構(gòu)的軸承便宜，球軸承比滾子軸承便宜。只要能滿足使用的基本要求，應(yīng)盡可能選用普通結(jié)構(gòu)的球軸承。上一頁下一頁返回子任務(wù)３減速器軸系部件認知２.３.５.６滑動軸承的結(jié)構(gòu)形式僅發(fā)生滑動摩擦的軸承稱為滑動軸承。根據(jù)所受載荷的方向不同，滑動軸承可分為徑向滑動軸承、止推（推力）滑動軸承和徑向止推（徑向推力）滑動軸承三種主要形式，如圖２－３－６６所示。１.徑向滑動軸承（１）整體式徑向滑動軸承。整體式徑向滑動軸承的結(jié)構(gòu)如圖２－３－６７所示，其軸承用螺栓固定在機架上?；瑒虞S承座１的孔中壓入用具有減摩特性的材料制成的軸套２，并用緊定螺釘３固定?；瑒虞S承座頂部設(shè)有安裝潤滑裝置的螺紋孔。軸套上開有油孔，并在內(nèi)表面上開有油槽。如圖２－３－６８（ｂ）所示，以輸送潤滑油、減小摩擦；簡單的軸套內(nèi)孔則無油槽，如圖２－３－６８（ａ）所示?；瑒虞S承磨損后，只需更換軸套。上一頁下一頁返回子任務(wù)３減速器軸系部件認知（２）對開式徑向滑動軸承。對開式（又稱剖分式）徑向滑動軸承的結(jié)構(gòu)如圖２－３－６９所示，它由連接螺栓１、軸承蓋２、軸承座３、上軸瓦４和下軸瓦５等組成。軸承座是軸承的基礎(chǔ)部分，用螺栓固定于機架上。軸承蓋與軸承座的結(jié)合面呈階梯形式，以保證兩者定位可靠，并防止橫向錯動。軸承蓋與軸承座采用螺栓連接，并壓緊上、下軸瓦。通過軸承蓋上連接的潤滑裝置，可將潤滑油經(jīng)油孔輸送到軸頸表面。在軸承蓋與軸承座之間，一般留有５ｍｍ左右的間隙，并在上、下軸瓦的對開面處墊入適量的調(diào)整墊片，當(dāng)軸瓦磨損后可根據(jù)其磨損程度，更換一些調(diào)整墊片，使軸頸與軸瓦之間仍能保持要求的間隙。對開式滑動軸承的間隙可調(diào)，裝拆方便，它克服了整體式軸承的兩個主要不足，因此應(yīng)用較廣泛。上一頁下一頁返回子任務(wù)３減速器軸系部件認知軸瓦分整體式軸瓦和對開式軸瓦，其結(jié)構(gòu)如圖２－３－７０和２－３－７１所示。整體式軸瓦也稱軸套，用于整體式軸承，需從軸端安裝和拆卸，因而其可修復(fù)性差。對開式軸瓦用于對開式軸承，可以直接從軸的中部安裝和拆卸，因而可修復(fù)。為了將潤滑油引入并使其分布到軸承的整個工作表面上，軸瓦上加工有油孔，并在內(nèi)表面上開油槽，常見油槽形式如圖２－３－７２所示。油槽不應(yīng)開通，以減少潤滑油在端部的泄漏。（３）自位式滑動軸承。自位式滑動軸承（又稱關(guān)節(jié)軸承）是相對于軸頸表面可自行調(diào)整軸線偏角的滑動軸承而言的，其結(jié)構(gòu)如圖２－３－７３所示。其特點是：軸瓦與軸承蓋、軸承座之間為球面接觸，軸瓦在軸承中可隨軸頸軸線轉(zhuǎn)動，因而可避免因軸頸偏斜與軸承接觸不良而引起的軸瓦端部邊緣的嚴重磨損，如圖２－３－７４所示。自位式滑動軸承主要用于軸的剛度小、制造精度較低的場合。上一頁下一頁返回子任務(wù)３減速器軸系部件認知（４）可調(diào)間隙式滑動軸承。滑動軸承的軸瓦在使用中難免磨損，造成間隙增大，影響運動精度。采用間隙可調(diào)整的滑動軸承，如圖２－３－７５所示，可以避免上述不足，并延長了軸瓦的使用壽命?？烧{(diào)式軸承采用帶錐形表面的軸套，分為內(nèi)錐外柱和內(nèi)柱外錐兩種形式，它通過軸頸與軸瓦間的軸向移動實現(xiàn)軸承徑向間隙的調(diào)整。２.止推滑動軸承止推滑動軸承是承受軸向載荷的滑動軸承。由軸的端面或軸環(huán)傳遞軸向載荷，端面此時稱為止推端面，軸環(huán)稱為止推環(huán)，工作時二者均與軸承的止推墊圈相接觸。止推端面有實心與空心兩種形式，與環(huán)形的止推墊圈相接觸，如圖２－３－７６所示；止推環(huán)有單環(huán)與多環(huán)兩種形式，如圖２－３－７７所示，多環(huán)式止推滑動軸承支承面積較大，適用于推力較大的場合。上一頁下一頁返回子任務(wù)３減速器軸系部件認知圖２－３－７８所示為一種常見的止推滑動軸承，由軸承座１、襯套２、軸套３和止推墊圈４等組成。止推墊圈底部制成球面，以便于對中，并用銷釘５與軸承座固定。潤滑油從下部用壓力注入并經(jīng)上部流出。所謂徑向止推滑動軸承就是指同時承受徑向載荷和軸向載荷的滑動軸承，其結(jié)構(gòu)形式如圖２－３－６６（ｃ）所示。２.３.５.７軸瓦（軸套）的材料軸瓦是滑動軸承中直接與軸接觸的重要零件。其工作面既是承載面，又是摩擦面，因此軸瓦需采用減摩材料。為節(jié)省減摩材料和滿足其性能要求，常用鋼、鑄鐵或青銅作軸瓦，并在軸瓦內(nèi)表面上澆鑄一層很薄的減摩材料（如軸承合金），稱為軸承襯。上一頁下一頁返回子任務(wù)３減速器軸系部件認知１.對軸瓦（軸套）材料的要求（１）良好的減摩性和耐磨性。良好的減摩性是指軸瓦（軸套）材料的摩擦因數(shù)小，與鋼質(zhì)軸頸不易產(chǎn)生膠合，相對滑動時不易發(fā)熱，且功率損失少。耐磨性好是指材料抵抗磨損的性能好，使用壽命長。一般情況下，材料的硬度越高越耐磨，為了不損壞機器中價值較高的軸，要求軸瓦（軸套）表面比軸頸表面硬度低一些，即工作中被磨損的應(yīng)該是軸瓦（軸套），而不是軸頸。（２）較好的強度和塑性。材料強度高，能