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减速机选型过程使用的基本公式和名词及问题

2015-05-29 11:00:25 保定格鲁夫机械有限公司 WWW.GELUFU.COM 点击数:
减速机选型过程使用的基本公式和名词及问题

电机减速比扭矩  

一、减速比概念:即减速装置传动比,是传动比的一种,是指减速机构瞬时输入速度输出速 度的比值,用符号“i”表示。如输入转速为1500r/min,输出转速为25r/min,那么其减速比则为:i=60:1。一般的减速机构减速比标注都是实际减速比,但有些特殊减速机摆线减速机或者谐波减速机有时候用舍入法取整,且不要分母,如实际减速比可能为28.13,而标注时一般标注28。   

二、减速比的计算方法    

1、定义计算方法减速比=输入转速÷输出转速。      

2、通用计算方法减速比=使用扭矩÷9550÷电机功率×电机功率输入转数÷使用系数。     

3、齿轮系计算方法减速比=从动齿轮齿数÷主动齿轮齿数(如果是多级齿轮减速,那么将所有相啮合的一对齿轮组的从动轮齿数÷主动轮齿数,然后将得到的结果相乘即可。   

4、皮带链条摩擦减速比计算方法减速比=从动轮直径÷主动轮直径。  

三、电机扭矩概念电机扭矩电动机输出扭矩,为电动机的基本参数之一。单位为N.M(牛. 米)。  

四、电机输出扭矩电机转速功率的关系。   

1、公式:T=9550P/n 此公式工程常用的:扭矩功率转速三者关系的计算公式。     

式中:T--扭矩;9550--常数(不必追究其来源);P--电机功率(KW);n--输出转速(转/分)    

注:需要注意的是:若通过减速机计算扭矩时,要考虑齿轮传动效率损失的因素。   

2、伺服电机扭矩计算公式:T=F*R*减速比。例子:带动100kg的物体,R=50mm,减速比为:1:50, 求伺服电机扭矩?答案:100x9.8(重力加速度)x0.05x0.02=1.98N.M  

五、减速机扭矩计算公式  

1、速比 速比=电机输出转数÷减速机输出转数 ("速比"也称"传动比")  

2、知道电机功率和速比及使用系数,求减速机扭矩如下公式:减速机扭矩=9550×电机功率÷电机功率输入转数×速比×使用系数  

3、知道扭矩减速机输出转数及使用系数,求减速机所需配电机功率如下公式: 

电机功率=扭矩÷9550×电机功率输入转数÷速比÷使用系数  

减速机扭矩计算公式

速比=电机输出转数÷减速机输出转数 ("速比"也称"传动比")

 1.知道电机功率和速比及使用系数,求减速机扭矩如下公式减速机扭矩=9550×电机功率÷电机功率输入转数×速比×使用系数  

2.知道扭矩减速机输出转数及使用系数,求减速机所需配电机功率如下公式电机功率=扭矩÷9550×电机功率输入转数÷速比÷使用系数      

减速机是一种相对精密的机械,使用它的目的是降低转速,增加转矩。(注:减速机扭矩计算公式)  它的种类繁多,型号各异,不同种类有不同的用途。种类繁多,按照传动类型可分为齿轮减速机;蜗杆减速机;和行星齿轮减速机;按照传动级数不同可分为单级和多级减速机;按照齿轮形状可分为圆柱齿轮减速机、圆锥齿轮减速机和圆锥-圆柱齿轮减速机;按照传动的布置形式又可分为展开式、分流式和同轴式减速机。以下是常用减速机分类: 1、摆线减速机  2、硬齿面圆柱齿轮减速器 3、行星齿轮减速机 4、软齿面减速机 5、三环减速机 6、起重机减速机 7、蜗杆减速机 8、轴装式硬齿面减速机 9、无极调速机  涡轮蜗杆减速机的主要特点是具有反向自锁功能,可以有较大的减速比输入轴和输出轴不在同一轴线上,也不在同一平面上。但是一般体积较大,传动效率不高,精度不高。谐波减速机谐波传动是利用柔性元件可控的弹性变形来传递运动和动力的,体积不大、精度很高,但缺点是柔轮寿命有限、不耐冲击,刚性与金属件相比较差。输入转速不能太高。行星其优点是结构比较紧凑,回程间隙小、精度较高,使用寿命很长,额定输出扭矩可以做的很大。但价格略贵。  

蜗轮蜗杆减速机是一种结构紧凑、传动比大,在一定条件下具有自锁功能的传动机械。其中中空轴式蜗齿减速机不仅具有以上特点,而且安装方便、结构合理,得到越来越广泛的应用。它是在蜗轮蜗杆减速器输入端加装一个斜齿轮减速器,构成的多级减速器可获得非常低的输出速度,比单级蜗轮减速机具有更高的效率,而且振动小、噪声及能耗低。   

一、常见问题及其原因  

1.减速机发热和漏油。为了提高效率,蜗轮减速机一般均采用有色金属做蜗轮,蜗杆则采用较硬的钢材。由于是滑动摩擦传动,运行中会产生较多的热量,使减速机各零件和密封之间热膨胀产生差异,从而在各配合面形成间隙,润滑油液由于温度的升高变稀,易造成泄漏。  

造成这种情况的原因主要有四点,

一是材质的搭配不合理;

二是啮合摩擦面表面的质量差;

三是润滑油添加量的选择不正确;

四是装配质量和使用环境差。  

2.蜗轮磨损。

蜗轮一般采用锡青铜,配对的蜗杆材料用45钢淬硬至hrc4555,或40cr淬硬hrc5055后经蜗杆磨床磨削至粗糙度ra0.8μm。减速机正常运行时磨损很慢,某些减速机可以使用10年以上。如果磨损速度较快,就要考虑选型是否正确,是否超负荷运行,以及蜗轮蜗杆的材质、装配质量或使用环境等原因。 

 3.传动小斜齿轮磨损。一般发生在立式安装的减速机上,主要与润滑油的添加量和油品种有关。立式安装时,很容易造成润滑油量不足,减速机停止运转时,电机减速机间传动齿轮油流失,齿轮得不到应有的润滑保护。减速机启动时,齿轮由于得不到有效润滑导致机械磨损甚至损坏。  

4.蜗杆轴承损坏。发生故障时,即使减速箱密封良好,还是经常发现减速机内的齿轮油被乳化,轴承生锈、腐蚀、损坏。这是因为减速机在运行一段时间后,齿轮油温度升高又冷却后产生的凝结水与水混合。当然,也与轴承质量及装配工艺密切相关。 

二、解决方法  

1.保证装配质量。可购买或自制一些专用工具,拆卸和安装减速机部件时,尽量避免用锤子等其他工具敲击;更换齿轮、蜗轮蜗杆时,尽量选用原厂配件和成对更换;装配输出轴时,要注意公差配合;要使用防粘剂或红丹油保护空心轴,防止磨损生锈或配合面积垢,维修时难拆卸。  

2.润滑油和添加剂的选用。蜗齿减速机一般选用220#齿轮油,对重负荷、启动频繁、使用环境较差的减速机,可选用一些润滑油添加剂,使减速机在停止运转时齿轮油依然附着在齿轮表面,形成保护膜,防止重负荷、低速、高转矩和启动时金属间的直接接触。添加剂中含有密封圈调节剂和抗漏剂,使密封圈保持柔软和弹性,有效减少润滑油泄漏。  

3.减速机安装位置的选择。位置允许的情况下,尽量不采用立式安装。立式安装时,润滑油的添加量要比水平安装多很多,易造成减速机发热和漏油。 

4.建立润滑维护制度。可根据润滑工作“五定”原则对减速机进行维护,做到每一台减速机都有责任人定期检查,发现温升明显,超过40℃或油温超过80℃,油的质量下降或油中发现较多的铜粉以及产生不正常的噪声等现象时,要立即停止使用,及时检修,排除故障,更换润滑油。加油时,要注意油量,保证减速机得到正确 的润滑。

电动机输出转矩  转矩(英文为torque ) 使机械元件转动的力矩称为转动力矩,简称转矩。机械元件在转矩作用下都会产生一定程度的扭转变形,故转矩有时又称为扭矩。转矩是各种工作机械传动轴的基本载荷形式,与动力机械的工作能力、能源消耗、效率、运转寿命及安全性能等因素紧密联系,转矩的测量对传动轴载荷的确定与控制、传动系统工作零件的强度设计以及原动机容量的选择等都具有重要的意义。此外,转矩与功率的关系T=9549P/n电机的额定转矩表示额定条件下电机轴端输出转矩。

转矩等于力与力臂或力偶臂的乘积,在国际单位制(SI)中,转矩的计量单位为牛顿・米(N・m),工程技术中也曾用过公斤力・米等作为转矩的计量单位电机轴端输出转矩等于转子输出的机械功率除以转子的机械角速度

直流电动机堵转转矩计算公式TK=9.55KeIK 。       

三相异步电动机的转矩公式为:             

S R2  

 

M=C U12 公式 [2 ]        

R22+(S X20)2  

 

C:为常数同电机本身的特性有关; 

U1 :输入电压 ;        

R2 :转子电阻; 

X20 :转子漏感抗; 

S:转差率  

 

可以知道M∝U12 转矩与电源电压的平方成正比,设正常输入电压时负载转矩为M2 ,电压下降使电磁转矩M下降很多;由于M2不变,所以M小于M2平衡关系受到破坏,导致电动机转速的下降,转差率S上升;它又引起转子电压平衡方程式的变化,使转子电流I2上升。也就是定子电流I1随之增加(由变压器关系可以知道);同时I2增加也是电动机轴上送出的转矩M又回升,直到与M2相等为止。这时电动机转速又趋于新的稳定值。       

转矩的类型 

 

转矩可分为静态转矩和动态转矩。 

 

静态转矩是值不随时间变化或变化很小、很缓慢的转矩,包括静止转矩、恒定转矩、缓变转矩和微脉动转矩。       

静止转矩的值为常数,传动轴不旋转;  

 

恒定转矩的值为常数,但传动轴以匀速旋转,如电机稳定工作时的转矩;        

缓变转矩的值随时间缓慢变化,但在短时间内可认为转矩值是不变的;        

微脉动转矩的瞬时值有幅度不大的脉动变化。  

 

动态转矩是值随时间变化很大的转矩,包括振动转矩、过渡转矩和随机转矩三种。振动转矩的值是周期性波动的;过渡转矩是机械从一种工况转换到另一种工况时的转矩变化过程;随机转矩是一种不确定的、变化无规律的转矩。       

根据转矩的不同情况,可以采取不同的转矩测量方法。  

 

转矩=9550*功率/转速        

同样      

 

功率=转速*转矩/9550           

 

平衡方程式中:功率单位(kW);转速单位(r/min);转矩的单位(N.m);9550是计算系数

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