第三节 主减速器设计
一． 主减速器结构方案分析
主减速器的结构形式主要是根据齿轮类型、减速器形式不同而不同。
主减速器的齿轮主要有螺旋锥齿轮、双曲面齿轮、圆柱齿轮和蜗轮蜗杆等形式。
1 螺旋锥齿轮传动
螺旋锥齿轮传动(图5—3a)的主、从动齿轮轴线垂直相交于一点，齿轮并不同时在全长上啮合，而是逐渐从一端连续平稳地转向另一端。另外，由于轮齿端面重叠的影响，至少有两对以上的轮齿同时啮合，所以它工作平稳、能承受较大的负荷、制造也简单。但是在工作中噪声大，对啮合精度很敏感，齿轮副锥顶稍有不吻合便会使工作条件急剧变坏，并伴随磨损增大和噪声增大。为保证齿轮副的正确啮合，必须将支承轴承预紧，提高支承刚度，增大壳体刚度。
1
2 双曲面齿轮传动
双曲面齿轮传动(图5—3b)的主、从动齿轮的轴线相互垂直而不相交，主动齿轮轴线相对从动齿轮轴线在空间偏移一距离E，此距离称为偏移距。由于偏移距正的存在，使主动齿轮螺旋角?1大于从动齿轮螺旋角?2 (图5—4)。根据啮合面上法向力相等，可求出主、从动齿轮圆周力之比
F1?cos?1
F2cos?2式中，F1、F2分别为主、从动齿轮的圆周力；?1、?分别
2为主、从动齿轮的螺旋角。
螺旋角是指在锥齿轮节锥表面展开图上的齿线任意一点A的切线TT与该点和节锥顶点连线之间的夹角。在齿面宽中点处的螺旋角称为中点螺旋角(图5—4)。通常不特殊说明，则螺旋角系指中点螺旋角。双曲面齿轮传动比为
i0s?F2r2?r2cos?2
F1r1r1cos?1式中，i0s为双曲面齿轮传动比；r1、r2分别为主、从动齿轮
2
平均分度圆半径。
螺旋锥齿轮传动比为
令K?cos?2/cos?1，则i0s?Ki0L。由于?1??2，所以系数K>1，一般为1．25～1．50。这说明：
1)当双曲面齿轮与螺旋锥齿轮尺寸相同时，双曲面齿轮传动有更大的传动比。
2)当传动比一定，从动齿轮尺寸相同时，双曲面主动齿轮比相应的螺旋锥齿轮有较大的直径，较高的轮齿强度以及较大的主动齿轮轴和轴承刚度。
3)当传动比一定，主动齿轮尺寸相同时，双曲面从动齿轮直径比相应的螺旋锥齿轮为小，因而有较大的离地间隙。 另外，双曲面齿轮传动比螺旋锥齿轮传动还具有如下优点： 1)在工作过程中，双曲面齿轮副不仅存在沿齿高方向的侧向滑动，而且还有沿齿长方向的纵向滑动。纵向滑动可改善齿轮的磨合过程，使其具有更高的运转平稳性。
2)由于存在偏移距，双曲面齿轮副使其主动齿轮的?1大于从动齿轮的?2，这样同时啮合的齿数较多，重合度较大，不仅提高了传动平稳性，而且使齿轮的弯曲强度提高约30％。
3)双曲面齿轮传动的主动齿轮直径及螺旋角都较大，所以相啮合轮齿的当量曲率半径较相应的螺旋锥齿轮为大，其结果使齿面的接触强度提高。
4)双曲绵主动齿轮的变大，则不产生根切的最小齿数可减少，故可选用较少的齿数，有利于增加传动比。
5)双曲面齿轮传动的主动齿轮较大，加工时所需刀盘刀顶距
3