0.4 认识减速器——阶段性训练（一）
0.4.1 基本概念
减速器是原动机和工作机之间独立的闭式传动装置，用来降低转速和增大转矩，以满足工作需要，在某些场合也用来增速，称为增速器。
选用减速器时应根据工作机的选用条件、技术参数、动力机的机能、经济性等因素，对
比不同类型及品种减速器的外廓尺寸、传动效率、承载本领、质量、价钱等，选择最适合的减速器。
1.减速器分类
减速器的类别、品种、形式很多，目前已制定为行（国）标的减速器有40 余种。减速器的类别是根据所采用的齿轮齿形、齿廓曲线划分的；减速器的品种是指根据使用的需要而设计的结构不同的减速器；减速器的形式是在基本结构的基础上根据齿面硬度、传动级数、出轴形式、装配形式、安置方式、连接形式等因素而设计的差异特性的减速器。
2.减速器的载荷分类
与减速器连接的工作机载荷状态比较复杂，对减速器的影响很大，是减速器采用及计算的首要因素，减速器的载荷状态即工作机（从动机）的载荷状态，通常分为三类：① 均匀载荷；②中等冲击载荷；③强冲击载荷。
简而言之，一般机器在设计并制造出来后，其额定功率就确定不变了，这时，速度越大，则扭矩（或扭力）越小；速度越小，则扭矩越大。
0.4.2 减速器的基本结构
减速器主要由传动零件（齿轮或蜗杆）、轴、轴承、箱体及其附件所组成。如图0-3所示为单级圆柱齿轮减速器的结构图，其基本结构有三大部分：① 齿轮、轴及轴承组合；②箱体；③减速器附件。
1.齿轮、轴及轴承组合
小齿轮与轴制成一体，称齿轮轴，这种结构用于齿轮直径与轴的直径相差不大的情况，
1—箱座；2—箱盖；3—上、下箱连接螺栓；4—通气器；5—检查孔盖板；6—吊环螺钉；7—定位销；8—油标尺；9—放油螺塞；10—平键；11 —油封；12—齿轮轴；13—挡油盘；14—轴承；15—轴承端盖；16—轴；17—齿轮；18—轴套
图0-3 减速器的基本结构
如果轴的直径为d，齿轮齿根圆的直径为df，则当df-d≤6mm时，应采用这种结构。而当df-d＞7mm时，采用齿轮与轴分开为两个零件的结构，如低速轴与大齿轮。此时齿轮与轴的周向用固定平键连接，轴上零件利用轴肩、轴套和轴承盖做轴向固定。两轴均采用了深沟球轴承。这种组合用于承受径向载荷和不大的轴向载荷的情况。当轴向载荷较大时，应采用角接触球轴承、圆锥滚子轴承或深沟球轴承与推力轴承的组合结构。图0-3中所示的轴承利用齿轮旋转时溅起的稀油进行润滑。箱座中油池的润滑油，被旋转的齿轮溅起飞溅到箱盖的内壁上，沿内壁流到分箱面坡口后，通过导油槽流入轴承。当浸油齿轮圆周速度υ≤2m/s时，应采用润滑脂润滑轴承，为避免可能溅起的稀油冲掉润滑脂，可采用挡油环将其分开。为防止润滑油流失和外界灰尘进入箱内，在轴承端盖和外伸轴之间装有密封元件。
2.箱体
箱体是减速器的重要组成部件。它是传动零件的基座，应具有足够的强度和刚度。
箱体通常用灰铸铁制造，对于重载或有冲击载荷的减速器也可以采用铸钢箱体。单体生产的减速器，为了简化工艺、降低成本，可采用钢板焊接的箱体。
图0-3中所示的箱体是由灰铸铁制造的。灰铸铁具有很好的铸造性能和减振性能。为了便于轴系部件的安装和拆卸，箱体制成沿轴心线水平剖分式。上箱盖和下箱体用螺栓连接成一体。轴承座的连接螺栓应尽量靠近轴承座孔，而轴承座旁的凸台，应具有足够的承托面，以便放置连接螺栓，并保证旋紧螺栓时需要的扳手空间。为保证箱体具有足够的刚度，在轴承孔附近加支撑肋。为保证减速器安置在基体上的稳定性并尽可能减少箱体底座平面的机械加工面积，箱体底座一般不采用完整的平面。图中减速器下箱座底面采用的是两纵向长条形加工基面。
3.附件
为了保证减速器的正常工作，除了对齿轮、轴、轴承组合和箱体的结构设计给予足够的重视外，还应考虑到为减速器润滑油池注油、排油、检查油面高度、加工及拆装检修时箱盖与箱座的精确定位、吊装等辅助零件和部件的合理选择和设计。
（1）检查孔 为检查传动零件的啮合情况，并向箱内注入润滑油，应在箱体的适当位置设置检查孔。图0-3中检查孔设在上箱盖顶部能直接观察到齿轮啮合的位置处。平时，检查孔的盖板用螺钉固定在箱盖上。
（2）通气器 减速器工作时，箱体内温度升高，气体膨胀，压力增大，为使箱内热胀空气能自由排出，以保持箱内外压力平衡，不致使润滑油沿分箱面或轴伸密封件等其他缝隙渗漏，通常在箱体顶部装设通气器。
（3）轴承盖 为固定轴系部件的轴向位置并承受轴向载荷，轴承座孔两端用轴承盖封闭。轴承盖有凸缘式和嵌入式两种。图0-3 中采用的是凸缘式轴承盖，利用六角螺栓固定在箱体上，外伸轴处的轴承盖是通孔，其中装有密封装置。凸缘式轴承盖的优点是拆装、调整轴承方便，但和嵌入式轴承盖相比，零件数目较多，尺寸较大，外观不平整。
（4）定位销 为保证每次拆装箱盖时，仍保持轴承座孔制造加工时的精度，应在精加工轴承孔前，在箱盖与箱座的连接凸缘上配装定位销。图0-3中采用的两个定位圆锥销，安置在箱体纵向两侧连接凸缘上，对称箱体应呈对称布置，以免错装。
（5）油面指示器 为检查减速器内油池油面的高度，使油池内始终保持有适量的油，一般在箱体便于观察、油面较稳定的部位，装设油面指示器，图0-3中采用的油面指示器是油标尺。
（6）放油螺塞 换油时，为排放污油和清洗剂，应在箱座底部，油池的最低位置处开设放油孔，平时用螺塞将放油孔堵住，放油螺塞和箱体接合面间应加防漏用的垫圈。
（7）启箱螺钉 为加强密封效果，通常在装配时在箱体剖分面上涂以水玻璃或密封胶，因而在拆卸时往往因胶结紧密难于开盖。为此常在箱盖连接凸缘的适当位置，加工出1～2个螺孔，旋入启箱用的圆柱端或平端的启箱螺钉。旋动启箱螺钉便可将上箱盖顶起。小型减速器也可不设启箱螺钉，启盖时用起子撬开箱盖，启箱螺钉的大小可同于凸缘连接螺栓。
（8）起吊装置 当减速器重量超过25 kg时，为了便于搬运，在箱体设置起吊装置，如在箱体上铸出吊耳或吊钩等。图0-3 中上箱盖装有两个吊环螺钉，下箱座铸有四个吊钩。
0.4.3 常见减速器
减速器又叫减速机，它的种类繁多，型号各异，不同种类有不同的用途。减速器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、圆锥齿轮减速机和圆锥—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。如图0-4所示为一级齿轮减速器的结构示意图，图0-5所示为二级圆锥—圆柱齿轮减速器的展开图，图0-6所示为蜗轮蜗杆减速器的结构示意图，图0-7所示为行星齿轮减速器的展开图。
图0-4 一级齿轮减速器的结构示意图
图0-5 二级圆锥—圆柱齿轮减速器的展开图
图0-6 蜗轮蜗杆减速器的结构示意图
图0-7 行星齿轮减速器的展开图
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圆柱齿轮传动是用于传递平行轴间动力和运动的一种齿轮传动。圆柱齿轮传动的传递功率和速度适用范围大，功率可从小于0.001 瓦到10 万千瓦，速度可从极低到300 m/s。这种传动工作可靠，寿命长，传动效率高（可达0.99以上），结构紧凑，运转维护简单。
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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。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。
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行星齿轮传动是一个或一个以上齿轮的轴线绕另一齿轮的固定轴线回转的齿轮传动。行星轮既绕自身的轴线回转，又随行星架绕固定轴线回转。太阳轮、行星架和内齿轮都可绕共同的固定轴线回转，并可与其他构件联结承受外加力矩，它们是这种轮系的三个基本件。三者如果都不固定，确定机构运动时需要给出两个构件的角速度，这种传动称差动轮系；如果固定内齿轮或太阳轮，则称行星轮系。通常这两种轮系都称为行星齿轮传动。
做一做
用常用工具简单拆装一级减速器（如图0-8所示），并说明各零件的名称、作用。
图0-8 一级减速器