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减速机型号选择与使用系数计算及载荷选择

2015-06-01 22:19:02 保定格鲁夫机械有限公司 WWW.GELUFU.COM 点击数：

型号选择

尽量选用接近理想减速比：

减速比=伺服马达转速/减速机出力轴转速

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：

A.选用伺服电机的出力轴径不能大于表格上最大使用轴径.

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。

规格选择要满足强度、热平衡、轴伸部位承受径向载荷等条件。

按机械功率或转矩选择规格（强度校核）

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。

所选减速器的额定功率应满足

PC=P2KAKSKR≤PN

式中PC———计算功率（KW）；

PN———减速器的额定功率（ KW）；

P2———工作机功率（KW）；

KA———使用系数，考虑使用工况的影响，见表1-1-6；

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。

热平衡校核

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

时按相应系数（有时综合成一个系数）进行修正。

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；

KP———功率利用率系数，见表1-1-11；

Pt———减速器许用热功率（KW）。

校核轴伸部位承受的径向载荷

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。

表1-1-6使用系数KA

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	?	?
使用系数KA	?	?	?	?
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	使用系数KA	?	?
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 YN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

载荷分类	工作机械	载荷分类	工作机械	载荷分类	工作机械	载荷分类	工作机械
U M M M U M M M U M M U M M M H M M M	风机鼓风机（轴向和径向）冷却塔风机引风机旋转活塞鼓风机透平鼓风机建筑机械混凝土搅拌机起重机筑路机械化工机械搅拌机（液体物）搅拌机（半液状物）离心机（重型）离心机（轻型）冷却滚筒 * * 干燥滚筒 * * 搅拌机压缩机活塞式压缩机蜗轮压缩机运输机械板式输送机压载升降机	M M M H H M M M M M M M U U M H H H H M M M	链条输送机回旋输送机运货升降机卷扬机 * * 倾斜绞车* * 链条输送机（乘客）电梯螺旋输送机钢带输送机槽式链条输送机拖泄式绞机起重机摇摆机构提升装置伸缩装置回转装置行走装置控掘机斗式提升机戽轮铲铲子机动绞车泵回转式起重机	M M H M M U M M HH H H M M H M H H M H M H	甘蔗压榨机 * * 甘蔗切割器 * * 甘蔗碾磨机捏和机结晶器，搅拌器打包机甜菜切碎机甜菜清洗机发电机、变换器频率变换器发电机电焊发电机清洗机干燥机清洗机金属轧钢机钢坯剪切机* * 链式传送机* * 冷轧机* * 连续铸造设备* 冷床* * 剪料头机* * 横向输送设备* 除鳞机* *	H H M M M H M H H M M U H H U M H H H H M M	机械手 * * 剪板机 * * 板材翻转装置轧辊调整装置辊式矫直机 * * 辊道（重型） * * 辊道（轻型）* * 薄板轧机 * * 修边机 * * 焊管机绕线机（带材和线材）拉线机金属加工机床副轴（天轴）锻压机锻锤机床、辅助传动装置机床、主传动装置金属刨床板材矫直机压机冲压机剪切机金属板折弯机

载荷分类	工作机械	载荷分类	工作机械	载荷分类	工作机械	载荷分类	工作机械
M M H U U H H H H H H H H H H H	袋式输送机带式运输机（散状物）带式运输机（块状物）粉料链门提升机造纸机压光机 * * 纸板层压机 * * 干燥滚筒 * * 上光滚筒 * * 碎浆机 * * 木浆研磨机 * * 吸水辊 * * 吸水压榨纸板机 * * 威罗机塑料工业机械压延机 * *	H M U U M M M U M H H H M H M	行走机构（链轨）行走机构（铁轨）食品机械灌瓶机和装箱机挤压机* * 挤塑机* * 搅拌机* * 泵离心泵（轻液）离心泵（半液体）活塞泵柱塞泵 * * 压力泵 * * 橡胶机械压延机 * * 挤压机 * * 揉和机 * *	H H H H H H H H H H H H H H M M	中型轧板机* * 钢锭初轧机钢锭装卸机械* * 推锭机搅拌机 * * 滚轧机 * * 石头及粘土加工机球磨机 * * 冲击式碾磨机* 破碎机压砖机锤磨机 * * 旋转炉 * * 管磨机 * * 纺织机给料机织布机	M H M M M	石油机械管线泵旋转式钻孔设备印染机揉瓮威罗机软水处理松砂机 * * 螺杆泵木工机械剥皮机刨床锯框 * * 木工机床

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） 8级精度的一般齿轮传动（稀油润滑）. 9级精度的齿轮传动（稀油润滑）加工齿的开式齿轮传动（干油润滑）铸造齿的开式齿轮传动	0.98~0.998 0.97 0.96 0.94~0.96 0.88~0.92
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） 8级精度的一般齿轮传动（稀油润滑）加工齿的开式齿轮传动（干油润滑）铸造齿的开式齿轮传动	0.97~0.98 0.94~0.97 0.92~0.95 0.88~0.92
蜗杆传动	自锁蜗杆单头蜗杆双头蜗杆三头和四头蜗杆环面蜗杆传动	0.40~0.45 0.70~0.75 0.75~0.82 0.82~0.92 0.85~0.95

带传动	平带无压紧轮的开式传动平带有压紧轮的开式传动平带交叉传动 V带传动	0.98 0.97 0.90 0.95
链轮传动	焊接链片式关节链滚子链无声链	0.93 0.95 0.96 0.98
滑动轴承	润滑不良润滑正常润滑特好（压力润滑）液体摩擦	0.94 0.97 0.98 0.99
滚动轴承	滚珠轴承（稀油润滑）滚柱轴承（稀油润滑）	0.99 0.98
摩擦传动	平摩擦传动槽摩擦传动卷绳轮	0.85~0.96 0.88~0.90 0.95
联轴器	浮动联轴器齿轮联轴器弹性联轴器万向联轴器(α<=3) 万向联轴器(α>3) 梅花接轴	0.97~0.99 0.99 0.99~0.995 0.97~0.98 0.95~0.97 0.97~0.98
复合轮组	滑动轴承(i=2~6) 滚动轴承(I=2~6)	0.90~0.98 0.95~0.99
减（变）速器	单级圆柱齿轮减速器二级圆柱齿轮减速器单级行星圆柱齿轮减速器（NGW类型负号机构）单级行星摆线针轮减速器单级圆锥齿轮减速器二级圆锥-圆柱齿轮减速器无级变速器	0.97~0.98 0.95~0.96 0.96~0.98 0.90~0.97 0.95~0.96 0.94~0.95 0.92~0.95
丝杠传动	滑动丝杠滚动丝杠	0.30~0.60 0.85~0.95

注；1.各种硬度值对照表

表1-1-14 各种硬度值对照表

洛氏 HRC	肖氏 HS	维氏 HV	布氏	洛氏 HRC	肖氏 HS	维氏 HV	布氏	?	?
HBS 30D	d(mm) 10/3000	HBS 30D	d(mm) 10/3000	?	?	?	?	?	?
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