减速机是一种精密的机械装置,用于降低旋转速度和增加扭矩,其工作原理是通过输入轴上的小齿轮与输出轴上的大齿轮啮合,从而实现转速的减小和扭矩的增大。减速机的主要功能是通过减速过程,使得电动机或内燃机等高转速动力源的转速下降,以满足特定应用的需求。
减速机的种类多样,通常可以按照不同的标准进行分类。根据传动类型,可以分为齿轮减速器、蜗杆减速器和行星齿轮减速器;根据传动级数,则有单级和多级减速器之分;按照齿轮形状的不同,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;而根据传动的布置形式,又可区分为展开式、分流式和同轴式减速器。了解这些分类可以帮助用户更好地选择适合的减速机。
1. 单级圆柱齿轮减速机
单级圆柱齿轮减速机适用于减速比在3到5之间的应用。这种减速机的齿轮可以是直齿、斜齿或者人字齿,通常减速机的箱体由铸铁铸造而成,也有采用钢板焊接的情况。其轴承多使用滚动轴承,只有在重载或高速运转时才会使用滑动轴承。
2. 双级圆柱齿轮减速机
双级圆柱齿轮减速机可以分为展开式、分流式和同轴式三种类型,适用的减速比范围为8到40。
展开式减速机的高速级采用长尾斜齿轮,而低速级可以是直齿或斜齿。其结构简单且广泛应用,但由于齿轮相对轴承的布置不对称,要求轴具有较高的刚度,以避免因轴的弯曲变形造成载荷不均。分流式减速机一般在高速级进行分流,其齿轮和轴承的受力较为均匀,为了减少轴向力,两个齿轮的螺旋线方向应相反。此种结构较为复杂,适用于大功率或变载荷的环境。至于同轴式减速机,其轴向尺寸较大,刚度相对较差,常用于输入和输出轴同轴线的应用中。
3. 单级锥齿轮减速机
单级锥齿轮减速机的适用减速比为2到4。这种减速机主要用于两轴线垂直相交的传动系统,传动比不应过大,以减少锥齿轮的尺寸并便于加工。
4. 圆锥、圆柱齿轮减速机
圆锥、圆柱齿轮减速机适合于减速比在8到15之间的场合。通常将锥齿轮布置在高速级,以减少锥齿轮的尺寸。锥齿轮可采用直齿或曲线齿,而圆柱齿轮多为斜齿,以便抵消部分轴向力。
5. 蜗杆减速机
蜗杆减速机种类包括圆柱蜗杆减速机、圆弧环面蜗杆减速机、锥蜗杆减速机和蜗杆—齿轮减速机,其中圆柱蜗杆减速机使用最为广泛。
蜗杆减速机适用的减速比范围较广,从10到80不等。其结构紧凑,能够实现较大的传动比,但传动效率较低,通常用于小功率和需要间隙工作的场合。当蜗杆的圆周速度小于或等于4到5米每秒时,蜗杆应采用下置式以获得较好的润滑和冷却效果;当速度较高时,油的搅动损失较大,一般采用上置式蜗杆。
6. 行星齿轮减速机
行星齿轮减速机由于其特殊的结构,单级减速比最小为3,最大通常不超过10。常见的减速比包括3、4、5、6、8和10。虽然其减速机的级数一般不超过3级,但也有定制的大减速比减速机可以达到4级。行星减速机具有高刚性、高精度(单级减速比可达1分以内)、高传动效率(单级效率在97%-98%之间)、高扭矩、体积小以及终身免维护等优点。这些特点使得行星减速机在步进电机和伺服电机中得到广泛应用,主要用于降低转速、提升扭矩并匹配惯量。