型号选择
扭力计算:
对减速机的寿命而言,扭力计算非常重要,并且要注意加速度的最大转矩值(TP),是否超过减速机之最大负载扭力.
适用功率通常为市面上的伺服机种的适用功率,减速机的适用性很高,工作系数都能维持在1.2以上,但在选用上也可以以自己的需要来决定:
要点有二:
B.若经扭力计算工作,转速可以满足平常运转,但在伺服全额输出时,有不足现象时,我们可以在电机侧之驱动器,做限流控制,或在机械轴上做扭力保护,这是很必要的。
通用减速机的选型包括提出原始条件、选择类型、确定规格等步骤。
相比之下,类型选择比较简单,而准确提供减速器的工况条件,掌握减速器的设计、制造和使用特点是通用减速器正确合理选择规格的关键。
通用减速器和专用减速器设计选型方法的最大不同在于,前者适用于各个行业,但减速只能按一种特定的工况条件设计,故选用时用户需根据各自的要求考虑不同的修正系数,工厂应该按实际选用的电动机功率(不是减速器的额定功率)打铭牌;后者按用户的专用条件设计,该考虑的系数,设计时一般已作考虑,选用时只要满足使用功率小于等于减速器的额定功率即可,方法相对简单。
通用减速器的额定功率一般是按使用(工况)系数KA=1(电动机或汽轮机为原动机,工作机载荷平稳,每天工作3~10h,每小时启动次数≤5次,允许启动转矩为工作转矩的2倍),接触强度安全系数SH≈1、单对齿轮的失效概率≈1%,等条件计算确定的。
PC=P2KAKSKR≤PN
式中PC———计算功率(KW);
P2———工作机功率(KW);
KS———启动系数,考虑启动次数的影响,见表1-1-7;
KR———可靠度系数,考虑不同可靠度要求,见表1-18。
目前世界各国所用的使用系数基本相同。虽然许多样本上没有反映出KS\ KR两个系数,但由于知己(对自身的工况要求清楚)、知彼(对减速器的性能特点清楚),国外选型时一般均留有较大的富裕量,相当于已考虑了KR\ KS的影响。
由于使用场合不同、重要程度不同、损坏后对人身安全及生产造成的损失大小不同、维修难易不同,因而对减速器的可靠度的要求也不相同。系数KR就是实际需要的可靠度对原设计的可靠度进行修正。它符合ISO6336、GB3480和AGMA2001—B88(美国齿轮制造者协会标准)对齿轮强度计算方法的规定。目前,国内一些用户对减速器的可靠度尚提不出具体量的要求,可按一般专用减速器的设计规定(SH≥1.25,失效概率≤1/1000),较重要场合取KR=1.25=1.56左右。
通用减速器的许用热功率值是在特定工况条件下(一般环境温度20℃,每小时100%,连续运转、功率利用率100%),按润滑油允许的最高平衡温度(一般为85℃)确定的。条件不同
所选减速器应满足
PCt=P2KTKWKP≤Pt
式中 PCt———计算热功率(KW);
KT———环境温度系数,见表1-1-9;
KW———运转周期系数,见表1-1-10;
通用减速器常常须对输入轴、输出轴轴伸中间部位允许承受的最大径向载荷给予限制,应予校核,超过时应向制造厂提出加粗轴径和加大轴承等要求。工作机械载荷的分类见表1-1-12。
原动机 |
每天工作小时数 |
工作机械载荷分类(见表1-1-12) |
? |
? |
U |
M |
H |
? |
? |
? |
? |
? |
? |
|
电动机、涡旋机、液压马达 |
≤3 |
0.8 |
1 |
1.5 |
>3~10 |
1 |
1.25 |
1.75 |
? |
>10 |
1.25 |
1.5 |
2 |
? |
4~6缸活塞发动机 |
≤3 |
1 |
1.25 |
1.75 |
>3~10 |
1.25 |
1.5 |
2 |
? |
>10 |
1.5 |
1.75 |
2.25 |
? |
1~3缸活塞发动机 |
≤3 |
1.25 |
1.5 |
2 |
>3~10 |
1.5 |
1.75 |
2.25 |
? |
>10 |
1.75 |
2 |
2.5 |
? |
表1-1-7 启动系数KS
每小时启动次数 |
? |
? |
|
0.8~1 |
1.25~1.75 |
>=2 |
? |
KS |
? |
? |
? |
<=5 |
1 |
1 |
1 |
6~25 |
1.2 |
1.12 |
1.06 |
26~60 |
1.3 |
1.2 |
1.12 |
61~180 |
1.5 |
1.3 |
1.2 |
>180 |
1.7 |
1.5 |
1.3 |
表1-1-8 可靠度系数
可靠度要求 |
一般 |
较高 |
高 |
KR |
1 |
1.56 |
2.25 |
表1-1-9 环境温度系数KT
冷却方式 |
环境温度(C) |
? |
? |
? |
? |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
? |
KT |
? |
? |
? |
? |
? |
无冷却措施或用风扇冷却 |
0.88 |
1.00 |
1.15 |
1.35 |
1.65 |
用盘管或用风扇和盘管冷却 |
0.90 |
1.00 |
1.10 |
1.20 |
1.30 |
表1-1-10 运转周期系数
每小时运转周期(%) |
100 |
80 |
60 |
40 |
20 |
运转周期系数KW |
1.00 |
0.94 |
0.86 |
0.74 |
0.56 |
表1-1-11 功率利用率(%)
减速器类别 |
功率利用率(%) |
? |
? |
? |
? |
? |
? |
? |
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
70 |
80 |
90~100 |
? |
KP |
? |
? |
? |
? |
? |
? |
? |
? |
ZD(L,S)Y 系列 |
1.9 |
1.5 |
1.25 |
1.15 |
1.10 |
1.05 |
1 |
1 |
YK系列 |
1.7 |
1.4 |
1.20 |
1.10 |
1.05 |
1 |
1 |
1 |
NGW |
NAD、NAF |
1.9 |
1.45 |
1.3 |
1.25 |
1.2 |
1.15 |
1.1 |
MAZD、NAZF |
2.5 |
1.65 |
1.4 |
1.3 |
1.2 |
1.15 |
1.1 |
1 |
NBD、NBF |
2 |
1.5 |
1.3 |
1.2 |
1.1 |
1.1 |
1.05 |
1 |
NBZD、NBZF |
2.35 |
1.7 |
1.4 |
1.2 |
1.1 |
1.1 |
1.05 |
1 |
NCD、NCF |
2.1 |
1.55 |
1.3 |
1.15 |
1.1 |
1.05 |
1 |
1 |
NCZD、NCZF |
2.27 |
1.54 |
1.33 |
1.2 |
1.13 |
1.07 |
1 |
1 |
表1-1-12 工作机械载荷分类
载荷 |
工作机械 |
载荷 |
工作机械 |
载荷 |
工作机械 |
载荷 |
工作机械 |
|
风机 |
M |
链条输送机 |
M |
甘蔗压榨机 * * |
H |
机械手 * * |
载荷 |
工作机械 |
载荷 |
工作机械 |
载荷 |
工作机械 |
载荷 |
工作机械 |
M |
袋式输送机 |
H |
行走机构(链轨) |
H |
中型轧板机* * |
|
石油机械 |
注:1、 U表示均布载荷;M表示中等冲击载荷; H表示较大冲击载荷; * *表示仅以全天工作为条件。
2.表中列出的载荷分类符号在工作机的工作情况的详情给出后,可以修改。
各种机械传动效率的概略值如表1-1-13所列,各种硬度对照表如表1-1-14所列。
表1-1-13 各种机械传动效率的概略值
类别 |
传动型式 |
效率 |
圆柱齿轮传动 |
很好跑合的6级精度和7级精度齿轮传动(稀油润滑) |
0.98~0.998 |
锥齿轮传动 |
很好跑合的6级精度和7级精度齿轮传动(稀油润滑) |
0.97~0.98 |
蜗杆传动 |
自锁蜗杆 |
0.40~0.45 |
带传动 |
平带无压紧轮的开式传动 |
0.98 |
链轮传动 |
焊接链 |
0.93 |
滑动轴承 |
润滑不良 |
0.94 |
滚动轴承 |
滚珠轴承(稀油润滑) |
0.99 |
摩擦传动 |
平摩擦传动 |
0.85~0.96 |
联轴器 |
浮动联轴器 |
0.97~0.99 |
复合轮组 |
滑动轴承(i=2~6) |
0.90~0.98 |
减(变)速器 |
单级圆柱齿轮减速器 |
0.97~0.98 |
丝杠传动 |
滑动丝杠 |
0.30~0.60 |
注;1.各种硬度值对照表
表1-1-14 各种硬度值对照表
洛氏 |
肖氏 |
维氏 |
布氏 |
洛氏 |
肖氏 |
维氏 |
布氏 |
? |
? |
HBS |
d(mm) |
HBS |
d(mm) |
? |
? |
? |
? |
? |
? |
70 |
? |
1037 |
― |
― |
67 |
94.6 |
923 |
- |
- |
69 |
? |
997 |
- |
- |
66 |
92.6 |
889 |
- |
- |
68 |
96.6 |
959 |
- |
- |
65 |
90.5 |
856 |
- |
- |
64 |
88.4 |
825 |
- |
- |
40 |
53.5 |
377 |
370 |
3.17 |
63 |
86.5 |
795 |
- |
- |
39 |
52.3 |
367 |
360 |
3.21 |
62 |
8408 |
766 |
- |
- |
38 |
51.1 |
357 |
350 |
3.26 |
61 |
83.1 |
739 |
- |
- |
37 |
50 |
347 |
341 |
3.30 |
60 |
81.4 |
713 |
- |
- |
36 |
48.8 |
338 |
332 |
3.34 |
59 |
79.7 |
688 |
- |
- |
35 |
47.8 |
329 |
323 |
3.39 |
58 |
78.1 |
664 |
- |
- |
34 |
46.6 |
320 |
314 |
3.43 |
57 |
76.5 |
642 |
- |
- |
33 |
45.6 |
312 |
306 |
3.48 |
56 |
74.9 |
620 |
- |
- |
32 |
44.5 |
304 |
298 |
3.52 |
55 |
73.5 |
599 |
- |
- |
31 |
43.5 |
296 |
291 |
3.56 |
54 |
71.9 |
579 |
- |
- |
30 |
42.5 |
289 |
283 |
3.61 |
53 |
70.5 |
561 |
- |
- |
29 |
41.6 |
281 |
276 |
3.65 |
52 |
69.1 |
543 |
- |
- |
28 |
40.6 |
274 |
269 |
3.70 |
51 |
67.7 |
525 |
501 |
2.73 |
27 |
39.7 |
268 |
263 |
3.74 |
50 |
66.3 |
500 |
488 |
2.77 |
26 |
38.8 |
261 |
257 |
3.78 |
49 |
65 |
493 |
474 |
2.81 |
25 |
37.9 |
255 |
251 |
3.83 |
48 |
63.7 |
478 |
461 |
2.85 |
24 |
37 |
249 |
245 |
3.87 |
47 |
62.3 |
463 |
449 |
2.89 |
23 |
36.3 |
243 |
240 |
3.91 |
46 |
61 |
449 |
436 |
2.93 |
22 |
35.5 |
237 |
234 |
3.95 |
45 |
59.7 |
436 |
424 |
2.97 |
21 |
34.7 |
231 |
229 |
4.00 |
44 |
58.4 |
423 |
413 |
3.01 |
20 |
34 |
226 |
225 |
4.03 |
43 |
57.1 |
411 |
401 |
3.05 |
19 |
33.2 |
221 |
220 |
4.07 |
42 |
55.9 |
399 |
391 |
3.09 |
18 |
32.6 |
216 |
216 |
4.11 |
41 |
54.7 |
388 |
380 |
3.13 |
17 |
31.9 |
211 |
211 |
4.15 |