轧钢机减速器的设计

2013-12-10李玉龙

科技致富向导 2013年21期

李玉龙

【摘要】面对我国经济近年来的快速发展，机械行业的壮大，在国民经济中占重要地位的制造业领域得以健康快速的发展。由于减速器应用广泛，为了提高质量，降低成本，便于专业化生产和用户选用，使得作为制造行业重要设备的各类机加工艺装备也有了许多新的变化。设计既是产品开发周期中的关键环节，有贯穿于产品开发过程的始终。设计决定了实现产品功能和目标的方案，结构和选材。制造手段以及产品运行，使用和维修方法。设计不合理会导致产品功能不完善，成本提高或可靠性，安全性不好。产品设计上的缺陷造成的先天不足，难以采取制造和使用措施加以弥补。少数情况下，即有可能，损失也大。严重的设计不合理甚至会造成的产品不能用或产品制造不出来，导致产品开发失败。

【关键词】减速器；类型；材料

1.选择减速器的类型

减速器是原动机和工作机之间的独立的闭式传动装置，用来降低转速和增大转矩以满足各种工作机械的需要。在原动机和工作机之间用来提高转速的独立闭式传动装置成为增速器。减速器的种类很多，按照传动形式不同可分为齿轮减速器，蜗杆减速器和星星减速器；按照传动的级数可分为单级和多级减速器；按照传动的不知形式又可分为展开式，分流式和同轴式减速器。若按换东和结构特点来划分，这类减速器又下述6种：

（1）齿轮减速器。

（2）蜗杆减速器。

（3）蜗杆齿轮减速器及齿轮-蜗杆减速器。

（4）行星齿轮减速器。

（5）摆线针轮减速器。

（6）谐波齿轮减速器。

常见减速器的特点：

（1）齿轮减速器的特点是效率及可靠性高，工作寿命长，维护简便，因而应用广泛。

（2）蜗杆减速器的特点是在外廓尺寸不大的情况下，可以获得大的传动比，工作平稳，噪声较小，但效率较低。其中应用最广的式单级蜗杆减速器，两级蜗杆减速器应用较少。

（3）行星减速器其优点是结构比较紧凑，回程间隙小、使用寿命很长，额定输出扭矩可以做的很大，但制造精度要求较高，结构复杂，且价格略贵。

2.齿轮轴的设计

2.1材料选择

轴是组成及其的主要零件之一。一切作回转运动的传动零件，都必须安装在轴上才能进行运动及动力传递。因此轴的主要功用是支撑回转零件及传递运动和动力。按照承受载荷的不同轴可分为转轴，心轴和传动轴三类。工作中只承受弯矩而不承受扭矩的轴成为心轴，既承受弯矩又承受扭矩的是转轴，只承受扭矩而不承受弯矩的是传动轴。

轴的材料主要是碳钢和合金钢。钢轴的毛坯多数用轧制圆钢和锻件，又的直接用圆钢。

综合考虑轧制机的设计使用要求，在确保经济性的前提下，我在设计中选择最常用的45号钢做为传动轴的材料，并进行调质处理。

因为碳素钢比合金钢价格低廉，对应力集中的敏感性较低，同时也可以用热处理或化学处理的办法提高其耐磨性和抗疲劳强度，所以采用碳素钢制造传动轴比较切合本次设计的实际。

2.2轴结构设计

轴结构设计时，需要考虑轴系中相配零件的尺寸以及轴上零件的固定方式，按比例绘制轴系结构草图。确定轴上零件的位置和固定方式：单级减速器中，可以将齿轮安排在箱体中央，轴承对称布置在齿轮两边。轴外伸端安装联轴器，齿轮靠油环和套筒实现轴向定位和固定，靠平键和过盈配合实现周向固定，两端轴承靠套筒实现轴向定位，靠过盈配合实现周向固定，轴通过两端轴承盖实现轴向定位，联轴器靠轴肩平键和过盈配合分别实现轴向定位和周向定位。

3.减速器的箱体

3.1箱体材料

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。

选择铸钢ZG200-400，该材料韧性及塑性好，但强度和硬度较低，低温冲击韧性大，脆性转变温度低，导磁、导电性能良好，焊接性能好，但铸造性能差。适用于负载不大、韧性较好的零件，如轴承盖、底板、箱体、机座等。

3.2减速器的润滑和密封

3.2.1减速器的润滑

润滑的主要目的是减小摩擦与磨损。根据润滑剂的不同，润滑可分为：①流体润滑。指使用的润滑剂为流体，又包括气体润滑和液体润滑两种。②固体润滑。指使用的润滑剂为固体，如石墨、二硫化钼、氮化硼、尼龙、聚四氟乙烯、氟化石墨等。③半固体润滑。指使用的润滑剂为半固体，是由基础油和稠化剂组成的塑性润滑脂，有时根据需要还加入各种添加剂。该减速器采用油润滑，其主要润滑方式为浸油润滑，浸油深度不小于10mm。根据滑动速度大小，选择润滑油牌号为L-CKC齿轮油。

3.2.2减速器的密封

密封是防止流体或固体微粒从相邻结合面间泄漏以及防止外界杂质如灰尘与水分等侵入机器设备内部的零部件或措施。密封可分为静密封和动密封两大类。静密封主要有垫密封、密封胶密封和直接接触密封三大类。按密封件与其作相对运动的零部件是否接触，可分为接触式密封和非接触式密封；按密封件和接触位置又可分为圆周密封和端面密封，端面密封又称为机械密封。动密封中的离心密封和螺旋密封，是借助机器运转时给介质以动力得到密封，故有时称为动力密封。

（1）机体与机盖间的密封。

为了保证机盖与机座联接处的密封可靠，应使联接处凸缘有足够的宽度，联接表面应精刨，其表面粗糙度不低于Ra6.3。也可在机座凸缘上铣出回油沟，使渗入联接面的油重新流回箱底。本设计选择后一种方法。此外，凸缘联接螺栓之间的距离一般为150～200mm，且均匀布置，以保证剖分面的密封性。

（2）滚动轴承与机座间的密封。

根据润滑的种类、工作环境、温度等，滚动轴承密封方法的选择为接触式密封。

4.主减速机的结构

减速机是由齿轮、箱体、轴、轴承、箱盖等主要零件组成。

齿轮做成人字齿，因为这种齿轮工作比较平稳，而且对轴承不产生轴向力。

齿轮的加工方法：滚齿刀（人字）（8级精度）。

在减速器中，只有底速轴采用轴向固定，其他的轴留有少量的轴向的游隙，使她可以自由的串动，以免卡主齿轮。轴向的游隙为0.8-1mm。

中心距小于或等于1000毫米的减速器，采用滚动轴承，减速器的材料为铸铁。

（1）中心距。查表的 a=1000mm。

（2）传动比。总的传动比由电动机轴的转速和轧辊的转数之比确定。i=16。