减速器的装配及调试优化

知识要点

★减速器装配图样和装配工艺文件识读

★减速器装配技术要求

★减速器装配工艺及操作要领

图9-50　减速器结构

学习目标

通过本任务的学习，完成图9-50所示减速器的装配与调整，掌握装配基本技能，并做到以下几点。

(1)正确识读装配图样和装配工艺文件，明确装配要求，完成装配准备。

(2)掌握齿轮传动装配、蜗杆涡轮传动装配基本要求和装配工艺。

(3)熟练传动机构和螺纹联接、键联接及滚动轴承等装配技能。

任务实施

1.减速器装配技术要求

(1)零件和组件必须正确安装在规定的位置上，不得装入图样未规定的垫圈、衬套之类零件。

(2)固定联接件必须保证零件或组件的牢固联接，不得有任何移动。

(3)旋转机构转动灵活，轴承间隙合适，各密封处不得有润滑油透漏现象。

(4)锥齿轮副、蜗轮与蜗杆的啮合侧隙及接触斑点要达到规定技术要求。

(5)润滑良好，运转平稳，噪声在规定值内。

小提示

减速器简介

减速器的运动由联轴器传来，经蜗杆轴传给蜗轮，蜗轮和锥齿轮安装在同一根轴上，蜗轮的运动通过轴上的平键传递给锥齿轮副，又通过轴上的圆柱齿轮输出。各传动轴采用圆锥滚子轴承，各轴承的间隙分别采用垫圈和螺钉来调整。蜗轮的轴向装配位置通过修整轴承端盖台阶的尺寸来调整。锥齿轮的轴向装配位置，通过调整垫圈的尺寸来控制。箱盖上设有观察孔，便于加注润滑油和检查传动件的啮合及工作情况。减速器结构如图9-50所示。

减速器安装在原动机和工作机或执行机构之间，起匹配转速和传递转矩的作用。它是一种由封闭在刚性壳体内的齿轮传动、蜗杆传动、齿轮-蜗杆传动所组成的减速传动装置。使用它的目的是降低转速，增加转矩。

2.减速器的装配工艺

图9-51为减速器装配图。减速器的装配工作过程包括:装配前期工作、零件试装、组装、总装与调整及空运转试机。减速器装配步骤如下。

1)装配前期工作

装配前期工作包括零件清洗、整形和补充加工等。

(1)零件的清洗。为了保证部件的装配质量，装配前必须对所要装配的零件进行清洗，清除零件表面的防锈油、灰尘、切屑等污物。

(2)整形。零件的整形主要是修锉箱盖、轴承盖等铸件的不加工表面，使其与箱体结合后外形一致。修锉零件上的锐角、毛刺、因碰撞而产生的印痕等。

(3)补充加工。补充加工指零件上某些部位需要在装配时进行的加工。如箱体与箱盖、箱盖与盖板、轴承盖与箱体的联接孔和螺纹孔的配钻，定位销的配铰等，如图9-52所示。

2)零件的试装

零件的试装又称试配，是为了保证产品总装质量而进行的各联接部位的局部试验性装配。某些零件经试配后，若不满足装配要求，则须进行修整或更换零件。如图9-53所示3处平键联接，均需试配，试配合适后仍要卸下，并做好配套标记，待部件总装时再重新安装。

3)组件装配

从减速器装配图中可以看出，主要组件有锥齿轮轴组、蜗杆轴组、蜗轮轴组等。其中只有锥齿轮轴组可以独立装配后再整体装入箱体，其余两个组件均必须在部件总装时与箱体一起装配。

具体装配步骤如下。

(1)锥齿轮与衬垫的装配。以锥齿轮轴为基准，将衬垫套装在轴上。

(2)轴承盖与毛毡的装配。将已剪好的毛毡塞入轴承盖槽内。

(3)轴承套与轴承外圈的装配。用专用量具分别检查轴承套孔及轴承外圈尺寸；在配合面上涂上润滑油；以轴承套为基准，将轴承外圈压入孔内至底面。

图9-51　减速器装配图

1、7、15、16、17、20、30、43、46、51—螺钉　2、8、39、42、52—轴承3、9、25、37、45—轴承盖　4、29、50—调整垫圈　5—箱体　6、12—销10、24、36—毛毡　11—环　13—联轴器　14、23、27、33—平键　18—箱盖19—盖板　21—手把　22—蜗杆轴　26—轴　28—蜗轮　31—轴承套　32—圆柱齿轮34、44、53—螺　35、48—垫圈　38—隔圈　40—衬垫　41、49—锥齿轮　47—压盖

(4)轴承套组件装配。以锥齿轮组件为基准，将轴承套套装在轴上；在配合面上加润滑油，将轴承内圈压装在轴上，并紧贴衬垫；套上隔圈，将另一轴承内圈压装在轴上，直至与隔圈接触；将另一轴承外圈涂上润滑油，轻压至轴承套内；装入轴承盖，调整端面的高度，使轴承间隙符合要求后，拧紧3个螺钉；安装平键，套装齿轮、垫圈，拧紧螺母，注意配合面加润滑油；检查锥齿轮转动的灵活性及轴向窜动量，然后将轴组零件一一装上。其中螺钉若能在装好齿轮后放入轴承盖螺钉孔内，螺钉可以最后在与箱体结合时再安装。

图9-52　箱体与有关零件的配加工

图9-53　减速器零件配键预装

(a)与联轴器试配　(b)与蜗轮、锥齿轮试配(c)与圆柱齿轮试配

4)总装与调整

在完成减速器各组件装配后，即可进行总装工作。减速器的总装是从基准零件，即箱体开始。根据先里后外、先下后上的装配顺序原则，该减速器应先装蜗杆轴，后装蜗轮轴。

(1)装配蜗杆轴。先将蜗杆轴组件(蜗杆与两端轴承内圈的组合)装入箱体，然后从箱体孔两端装入两轴承外圈，在蜗杆伸出端装上轴承盖组件，并用螺钉紧固。这时可轻敲蜗杆轴另一端，使伸出端的轴承消除间隙并与轴承盖贴紧。然后在另一端装入调整垫圈和轴承盖，并测量间隙Δ，以确定垫圈的厚度，装入垫圈后用螺钉紧固。最后用百分表在轴的伸出端进行实际轴向间隙检测(见图9-54)，根据检测情况做进一步修配和调整，保证蜗杆装配后具有0.01～0.02mm的轴向间隙。

图9-54　调整蜗杆轴向间隙

(2)试装蜗轮轴。先确定蜗轮轴组件的正确位置。如图9-55所示，将轴承内圈装入轴的大端，然后将轴通过箱体孔，装上已试好的蜗轮、轴承外圈以及工艺套(为了调整拆卸方便，暂以工艺套替代小端轴承)，然后移动轴，使蜗轮与蜗杆达到正确的啮合位置。即要求蜗轮轮齿的对称中心平面与蜗杆轴线重合。用游标深度卡尺测量尺寸H，并修整轴承盖的台阶尺寸至H0-0.02mm。

图9-55　调整蜗轮轴向位置

(3)试装锥齿轮轴组。确定两锥齿轮轴向的正确装配位置。如图9-56所示，先调整好蜗轮轴轴承的轴向间隙，再装入锥齿轮轴组，调整两圆锥的轴向位置，使其达到两锥齿轮的背锥面平齐，然后分别测量出应放置调整垫圈处的H1、H2尺寸，并按尺寸配修垫圈至要求。最后卸下各零件，对输出端轴承盖配好油封毛毡。

图9-56　锥齿轮副装配位置调整

(4)装配蜗轮与锥齿轮组。

①从大轴承孔方向将蜗轮轴装入，同时依次将键、蜗轮、调整垫圈、锥齿轮、止退垫圈、圆螺母装在轴上。然后从箱体两端轴承孔分别装入滚动轴承及轴承盖，用螺钉紧固并调好间隙。装好后用手转动蜗杆轴，应灵活无阻滞现象。

②将锥齿轮轴组件和调整垫圈一起装入箱体，用螺钉紧固。

(5)安装联轴器。动力轴连续空运转，用涂色法检验传动副的啮合情况，并做必要的调整。

(6)清理箱体内腔，安装箱盖，注入润滑油，最后装上盖板，联接电动机。

5)空运转试机

先用手转动联轴器，一切符合要求后，接通电源，用电动机带动进行空运转试机。试机时间不少于30min，达到热平衡时，轴承的温度及温升值不超过规定要求，齿轮和轴承无显著噪声，达到各项装配技术要求。

任务评价与反馈

减速器的装配是装配阶段的综合训练和测验，旨在通过其装配掌握齿轮传动装配、蜗杆蜗轮传动装配基本要求和装配工艺，加深对传动机构装配技术要求的理解，掌握其装配基本技能，进而可以举一反三，对各传动机构的装配工艺有较明晰的认知，并具备对装配质量进行分析的能力。

1.自我测评

(1)通过减速器的装配，自己有哪些收获?

(2)和带传动相比，齿轮传动有哪些特点?减速器齿轮传动是什么形式的?传递怎样的运动?

(3)本减速器中蜗杆和蜗轮哪个是主动件?

(4)在装配推力轴承时应注意什么问题?

2.任务考评

按任务要求进行评定，填写任务考评表(见表9-15)。

3.实训感悟

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表9-15　减速器的装配与调整任务考评表

(续表)

知识储备(www.xing528.com)

轴承的装配工艺

轴承是支承轴的部件，它引导轴的旋转运动，并承受轴传递给机架的载荷。轴承有时也用来支承轴上的旋转零件。根据轴承工作的摩擦性质不同，轴承可分为滑动轴承和滚动轴承两类。

1.滑动轴承的装配

滑动轴承工作平稳可靠，无噪声，承载能力高，并能承受较大的冲击载荷，多用于精密、高速、重载的转动场合。

1)滑动轴承的分类

滑动轴承按结构形式的不同，可分为整体式、剖分式、自动调心式径向滑动轴承和推力滑动轴承等。

(1)整体式径向滑动轴承。图9-57是一种常见的整体式径向滑动轴承。轴承座用铸铁或铸钢制成，并用螺栓与机体连接。顶部设有装油杯的螺纹孔。轴承孔内装有轴瓦，并用紧定螺钉固定。简单的轴承也可以没有轴瓦。这种轴承结构简单、成本低，但装拆不便，且无法调整磨损后的间隙，常用于低速、轻载、间歇工作等场合，例如小型卷扬机、手摇起重机等。

(2)剖分式径向滑动轴承。图9-58为一种常见的剖分式径向滑动轴承，它由轴承座，轴承盖，剖分的上、下轴瓦以及螺栓组成。为了使轴承座和轴承盖便于对中，剖分面做成阶梯状。在剖分面上配置适当薄垫片，当轴瓦磨损后，可以减小垫片厚度，以调整间隙。使用时，径向载荷方向与剖分面垂直线的夹角不应大于35°，以免轴瓦的承载区域过小。剖分式轴承装拆方便，易于调整间隙，应用广泛。

图9-57　整体式径向滑动轴承

图9-58　剖分式径向滑动轴承

(3)自动调心式径向滑动轴承。当轴颈的长径比较大(L/d>1.5～1.75)，或轴的刚性较小以及由于装配和工艺原因所引起的轴颈偏斜，使轴瓦两端与轴颈局部接触[见图9-59(a)]时，将导致轴瓦两端边缘急剧磨损。在这种情况下，可采用自动调心式径向滑动轴承[见图9-59(b)]。这种轴承的轴瓦和轴承座及轴承盖以球面接触，轴瓦可随轴在一定范围内偏转。

(4)推力滑动轴承。推力滑动轴承主要承受轴向载荷(见图9-60)。它由轴承座、衬套、轴瓦和推力轴瓦等组成。推力轴瓦的底部制成球形，并用销和轴承座固定。润滑油用压力从其底部注入，并从上部的油管流出。

图9-59　自动调心式滑动轴承

(a)轴颈在轴承孔中产生偏斜　(b)自动调心式滑动轴承

图9-60　推力滑动轴承

2)滑动轴承的装配方法

滑动轴承装配过程中，轴颈与轴承孔之间获得足够的间隙和良好的接触，轴颈在轴承中才能运转平稳。滑动轴承的装配分为整体式滑动轴承和部分式滑动轴承的装配。

(1)整体式滑动轴承的装配。

①将轴承、轴承孔去毛刺、擦净、清洗，然后涂润滑油。

②根据轴套的尺寸和配合时过盈量的大小，采取敲入法或压入法将轴套装入轴承座孔内，并进行固定。

③轴套装入轴承座孔后，易发生尺寸和形状变化，应采用铰削或刮削的方法对内孔进行修整、检验，以保证轴颈与轴套之间有良好的间隙配合。

④轴套经修整后，应检测轴套内孔的圆度和圆柱度误差，以及轴套内孔轴线对端面的垂直度误差，如图9-61所示。

图9-61　轴套几何误差的检测

(a)轴套内孔圆度、圆柱度误差检测　(b)轴套内孔轴线对端面的垂直度误差检测

(2)剖分式滑动轴承的装配。

剖分式滑动轴承的装配如图9-62所示。装配时应注意下列问题。

①上、下轴瓦与轴承座和轴承盖应有良好的接触，同时轴瓦的台肩紧靠轴承座孔的两个端面。

②轴瓦在机体中除了轴向依靠台阶固定外，周向也常用定位销固定。

③为提高配合精度，应对轴瓦进行刮削，一般先刮下轴瓦，后刮上轴瓦。

图9-62　剖分式滑动轴承的装配

2.滚动轴承的装配

滚动轴承是一种已标准化的十分精密的运动支承组件。滚动轴承一般由外圈、内圈、滚动体和保持架四个部分组成。内圈与轴配合并与轴一起转动，外圈与轴承座孔配合，起支承作用。工作时，滚动体在内、外圈的滚道上滚动，形成滚动摩擦。它具有摩擦小，效率高，轴向尺寸小，安装维修方便，互换性强等特点，在机械行业中得到了广泛的应用。

1)滚动轴承

滚动轴承有多种分类方法，按承受载荷的方向不同，可分为如下三种(见图9-63)。

图9-63　滚动轴承

(a)深沟球轴承　(b)推力球轴承和推力滚子轴承　(c)角接触球轴承

(1)深沟球轴承。深沟球轴承是滚动轴承中最普通的一种类型，主要承受径向载荷和很小的轴向载荷，用于高速轻载，不需要预紧的主轴上，例如机床齿轮箱、小功率电动机等。

(2)推力球轴承。推力球轴承只承受一个方向的轴向载荷，可以限制轴和外壳一个方向的轴向移动。常用于轴向载荷大，转速不高的场合，例如起重吊钩、蜗杆轴、立式车床主轴、钻床主轴等。

(3)角接触球轴承。角接触球轴承能承受径向和单向轴向载荷，可调节间隙，适用于刚性较大，跨距小的轴，常用于内圆磨床主轴、蜗轮减速器等。

按滚动体的形状不同，可将滚动轴承分为球轴承、滚子轴承，按轴承中滚动体的列数不同，又分为单列轴承、双列轴承及多列轴承等。

2)滚动轴承的装配工艺要求

(1)滚动轴承装配技术要求。

①安装滚动轴承时，应将轴承上带有标记代号的端面装在可视方向，以便更换时进行查找与核对。

②滚动轴承在轴上或装入轴承座孔后，不允许有歪斜的现象。

③在同一根轴的两个滚动轴承中，必须使其中一个轴承在受热膨胀时留有轴向移动的余量。

④装配滚动轴承时，压力(或冲击力)应直接加在待配合套圈的端面上，不允许通过滚动体传递压力。

⑤装配过程中应保持轴承清洁，防止异物进入轴承内部。

⑥装配后的轴承应转动灵活，噪声小，工作温度不超过50℃。

(2)装配前的准备。

①按轴承的规格准备好装配所需的工具和量具。

②按图样要求认真检查与轴承相配合的零件，并用机油清洗、擦拭干净后涂上润滑油。

③检查轴承型号与图样所标注的型号是否一致，并把轴承清洗干净。对于表面无防锈油涂层并包装严密的轴承可不进行清洗，尤其是对有密封装置的轴承，严禁清洗。

(3)深沟球轴承的装配。深沟球轴承的装配方法有锤击法和压入法。图9-64为用铜棒垫上特制套的锤击法装配轴承。图9-65为用压入法装配滚动轴承的方法。当轴颈尺寸较大，且过盈量也较大时，为便于装配可选用热装法，即将轴承放入80-100℃的热油中进行加热或在感应加热器上加热，然后和处于常温下的轴配合(见图9-66)。

图9-64　锤击法装配滚动轴承

(a)将轴承内圈装入轴颈上　(b)将轴承外圈装入座孔内

图9-65　压入法装配滚动轴承

(a)将轴承内圈装入轴颈上　(b)将轴承外圈装入轴承孔内　(c)将轴承内、外圈同时压入孔中

图9-66　轴承的加热方法

(a)轴承在油箱中加热　(b)轴承在感应加热器上加热

(4)角接触球轴承的装配。角接触球轴承与其他内、外圈可分离的轴承一样，均可采用锤击法或压入(或热装)法将轴承内圈安装到轴上，将轴承外圈装入轴承座，然后再调整游隙。

(5)推力角接触球轴承的装配。这种轴承的内、外圈可分离，可分别把内、外圈装入轴颈和轴承孔内，然后再调整游隙。在装配时应区分紧圈和松圈，松圈的内孔比紧圈的内孔大，故紧圈应靠在与轴相对静止的表面上。图9-67中左端的紧圈应靠在圆螺母的端面上，右端的紧圈应靠在轴肩端面上，否则会使滚动体失去滚动作用，同时会加速配合零件间的磨损。

(6)滚动轴承游隙的调整。滚动轴承的游隙是指在一个套圈固定的情况下，另一个套圈沿径向或轴向的最大活动量，故游隙可分为径向游隙和轴向游隙两种。

滚动轴承的游隙既不能太大，也不能太小。游隙太大，会造成同一时刻承受载荷作用的滚动体的数量减少，使单个滚动体所承受的载荷增大，从而降低轴承的旋转精度和使用寿命；游隙太小，会使摩擦力增大，热量增加，加剧磨损，降低轴承的使用寿命。因此，许多轴承在装配时都要严格控制和调整游隙。通常采用使轴承内圈相对外圈做适当的轴向移动的方法，来保证游隙适当。采用的具体方法有如下两种。

①调整垫片法。通过调整轴承盖与壳体端面间的垫片厚度δ调整轴承的轴向游隙，如图9-68所示。

图9-67　推力轴承的装配

图9-68　用垫片调整轴承游隙

②调整螺钉、螺母法。图9-69为用螺钉和螺母调整轴承游隙的方法。用螺钉调整轴承游隙的方法:先松开螺母，再调整螺钉，待游隙调整好之后，最后再锁紧螺母即可。用螺母调整轴承游隙的方法:先拔出开口销，再调整带槽螺母，待游隙调整好后，插入开口销即完成调整。

图9-69　用螺钉和螺母调整轴承游隙

(a)用螺钉调整　(b)用螺母调整