[发明专利]一种双功能省力减速机

说明书

技术领域    本发明涉及机械在运转中需要降低转速的一种装置，更确切更具体地讲是某一种机器在做功时依据工艺要求所设计的旋转速度当应低于其动力即电动机或内燃机的转速而配套的一种减速机或称变速箱。 

背景技术    众所周知，机器的运转必须由动力即电动机或内燃机带动，只有极少数借用水力或风力等大自然中的介质推动，由于电动机和内燃机的转速太高，不适应众多机器在做功时的工艺要求，这便是减速机出现的由来。当今社会上使用的减速机尽管有多种多样，但其做功原理几乎都是相同的，即由动力在运转中带动高速轴，高速轴上安装有小齿轮即主动齿轮也随之旋转，在旋转中带动与其相互啮合的中间轴上的大齿轮即被动齿轮或称为从动轮转动，再由中间轴上的另一个小齿轮带动与其相互啮合的即安装在低速轴上的一个大齿轮旋转，由此实现减速之目的。极为个别的机器因减速不多或者很多，而在此特殊情况下也有只设置两轴即高速轴与低速轴或者共四根轴的减速机，每一根轴都为水平安装，各轴彼此相互平行前后排列，当需要改变方向时，也可以水平与垂直排列相结合安装，或称轴与轴成直角安装，然而不管何种安装方式，都得依靠主被两个齿轮相互啮合传动。使用的齿轮种类根据各工艺要求的不同和制造难易程度等因素可以是圆柱正齿轮，圆柱斜齿轮，人字齿轮，圆锥齿轮和螺旋齿轮等多种。 

众所周知，现有技术中的减速机内部都是采用齿轮传动的，而且必须是以小带大，否则就谈不上减速了，齿轮传动是机械中最常见的一种传动方式，只少由两个相互啮合的齿轮所组成的传递运动和动力的传动形式，两齿轮线彼此相对位置不变，并各绕其自身的轴线转动，当外啮合时彼此为反方向运转，即其中一个为左转一个为右转，内啮合时同方向运转，两齿轮相互啮合而工作时，可将主动轮的动力和运动传递给从动轮(被动轮)。由于齿轮传动具有传动平稳、精确和传动比大及传动效率高等特点，因此其应用范围相当广泛。齿轮传动用于减速机中是极为广泛的一种，它虽具备上述各种优点，但也有其不足之处，主要表现在以下几个方面。 

首先是它结构复杂而笨重，一次性投资大。传统四齿轮三轴两级减速的机型其型号是以高速轴与低速轴的中心距离尺寸以毫米为单位来定的。例如350型减速机，即该机中的高速轴与低速轴的中心距为350毫米。每一台减速机由箱体(浇铸而成)、齿轮、轴与轴承座及轴承等零配件组合而成，并且务必加注一定斤两的齿轮油做为润滑剂和确保不漏油，一台型号为1000的中型减速机，其重量为1吨左右。特别是如图8所示当采用螺旋齿轮即蜗杆蜗轮啮合传动时，在动力传动中，为了提高效率、减少磨擦和延长其使用寿命，必须采用比普通钢材价格要贵许多倍的青铜来制造，不仅成本高，而且加工难度大，其原由是在蜗轮传动中，蜗轮的牙齿是呈圆弧形包围着蜗杆的，所以切制蜗轮的滚刀必须与工作蜗杆具有完全一样的模数、压力角、分度圆直径、头数、旋向和螺旋升角，因此滚刀的专用性极强，所以仅仅是模数相同的蜗轮与蜗杆是不可以互换啮合的。在图4与图5中，是所有齿轮中最为简单的一种，它的制作工艺要求与啮合传动原理简介如下：顾名思义，齿轮就是缘周排列若干个牙齿的一个轮子，这些牙齿必须做得十分地标准并要求耐磨，牙齿的大小是以模数为依据的，各项尺寸计算公式为：外径d1＝模数×(齿数+2)；节径d＝模数×齿数；根径df＝节径-2.5×模数；齿项高oh＝模数；齿根高hf＝1.25×模数；齿全高h＝2.25×模数；孤齿厚S＝1.5708×模数；两齿轮啮合中心距A＝(大齿 轮节径d2+小齿轮节径d1)÷2。 

其次是耗能多。众所周知，主被相互啮合的两齿轮其尺寸相差越多越节能，这和用手秤称东西其小小秤砣往秤杆尾端移动一倍的距离其被称物也须相应加重一倍道理一样，原由是借用了省力杠杆之力。不难发现，如果用人力去转动一台减速机的输出轴(低速轴)远比扭动其输入轴(高速轴)要困难得多，即反道行之为费力杠杆。但由于受到其成本与体积的制约，在实际操作中不可能将被动齿轮做得很大，同时受强度的约束也不可能将主动齿轮做得太小，如果将一台减速机的四个齿轮改为两个而速比不变，根据速比的多少，其体积后者是前者的几倍甚至几十倍，因此是行不通的一种技术方案。 

再次是使用寿命短和噪音大。由于齿轮牙齿的强度很有限和在传动中为硬磨擦，运转中断齿现象常有发生，它远不如轴承在运转中那样耐磨，并伴有一定程度的噪音，特别是圆柱正齿轮在运转中为突然啮合又突然脱开而噪音更大，斜齿和人字齿在啮合传动中为逐然接触与逐然脱开在而噪音较小但制造成本相对要高。 

还有正因为磨擦系数较大免不了有发热现象，为了降低磨损量，务必要在变速箱内加注齿轮油作为润滑剂，并且要定期加注或更换，由此必须要有个储油箱即变速箱的由来。