型號(hào)選擇
盡量選用接近理想減速比:
減速比=伺服馬達(dá)轉(zhuǎn)速/減速機(jī)出力軸轉(zhuǎn)速
扭力計(jì)算:
對(duì)減速機(jī)的壽命而言,扭力計(jì)算非常重要,并且要注意加速度的 大轉(zhuǎn)矩值(TP),是否超過減速機(jī)之 大負(fù)載扭力.
適用功率通常為市面上的伺服機(jī)種的適用功率,減速機(jī)的適用性很高,工作系數(shù)都能維持在1.2以上,但在選用上也可以以自己的需要來決定:
要點(diǎn)有二:
A.選用伺服電機(jī)的出力軸徑不能大于表格上 大使用軸徑.
B.若經(jīng)扭力計(jì)算工作,轉(zhuǎn)速可以滿足平常運(yùn)轉(zhuǎn),但在伺服全額輸出時(shí),有不足現(xiàn)象時(shí),我們可以在電機(jī)側(cè)之驅(qū)動(dòng)器,做限流控制,或在機(jī)械軸上做扭力保護(hù),這是很必要的。
通用減速機(jī)的選型包括提出原始條件、選擇類型、確定規(guī)格等步驟。
相比之下,類型選擇比較簡(jiǎn)單,而準(zhǔn)確提供減速器的工況條件,掌握減速器的設(shè)計(jì)、制造和使用特點(diǎn)是通用減速器正確合理選擇規(guī)格的關(guān)鍵。
規(guī)格選擇要滿足強(qiáng)度、熱平衡、軸伸部位承受徑向載荷等條件。
按機(jī)械功率或轉(zhuǎn)矩選擇規(guī)格(強(qiáng)度校核)
通用減速器和專用減速器設(shè)計(jì)選型方法的 大不同在于,前者適用于各個(gè)行業(yè),但減速只能按一種特定的工況條件設(shè)計(jì),故選用時(shí)用戶需根據(jù)各自的要求考慮不同的修正系數(shù),工廠應(yīng)該按實(shí)際選用的電動(dòng)機(jī)功率(不是減速器的額定功率)打銘牌;后者按用戶的專用條件設(shè)計(jì),該考慮的系數(shù),設(shè)計(jì)時(shí)一般已作考慮,選用時(shí)只要滿足使用功率小于等于減速器的額定功率即可,方法相對(duì)簡(jiǎn)單。
通用減速器的額定功率一般是按使用(工況)系數(shù)KA=1(電動(dòng)機(jī)或汽輪機(jī)為原動(dòng)機(jī),工作機(jī)載荷平穩(wěn),每天工作3~10h,每小時(shí)啟動(dòng)次數(shù)≤5次,允許啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩為工作轉(zhuǎn)矩的2倍),接觸強(qiáng)度安全系數(shù)SH≈1、單對(duì)齒輪的失效概率≈1%,等條件計(jì)算確定的。
所選減速器的額定功率應(yīng)滿足
PC=P2KAKSKR≤PN
式中PC———計(jì)算功率(KW);
PN———減速器的額定功率( KW);
P2———工作機(jī)功率(KW);
KA———使用系數(shù),考慮使用工況的影響,見表1-1-6;
KS———啟動(dòng)系數(shù),考慮啟動(dòng)次數(shù)的影響,見表1-1-7;
KR———可靠度系數(shù),考慮不同可靠度要求,見表1-18。
目前世界各國(guó)所用的使用系數(shù)基本相同。雖然許多樣本上沒有反映出KS KR兩個(gè)系數(shù),但由于知己(對(duì)自身的工況要求清楚)、知彼(對(duì)減速器的性能特點(diǎn)清楚),國(guó)外選型時(shí)一般均留有較大的富裕量,相當(dāng)于已考慮了KR KS的影響。
由于使用場(chǎng)合不同、重要程度不同、損壞后對(duì)人身安全及生產(chǎn)造成的損失大小不同、維修難易不同,因而對(duì)減速器的可靠度的要求也不相同。系數(shù)KR就是實(shí)際需要的可靠度對(duì)原設(shè)計(jì)的可靠度進(jìn)行修正。它符合ISO6336、GB3480和AGMA2001—B88(美國(guó)齒輪制造者協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn))對(duì)齒輪強(qiáng)度計(jì)算方法的規(guī)定。目前,國(guó)內(nèi)一些用戶對(duì)減速器的可靠度尚提不出具體量的要求,可按一般專用減速器的設(shè)計(jì)規(guī)定(SH≥1.25,失效概率≤1/1000),較重要場(chǎng)合取KR=1.25=1.56左右。
熱平衡校核
通用減速器的許用熱功率值是在特定工況條件下(一般環(huán)境溫度20℃,每小時(shí)100%,連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)、功率利用率100%),按潤(rùn)滑油允許的 高平衡溫度(一般為85℃)確定的。條件不同
時(shí)按相應(yīng)系數(shù)(有時(shí)綜合成一個(gè)系數(shù))進(jìn)行修正。
所選減速器應(yīng)滿足
PCt=P2KTKWKP≤Pt
式中 PCt———計(jì)算熱功率(KW);
KT———環(huán)境溫度系數(shù),見表1-1-9;
KW———運(yùn)轉(zhuǎn)周期系數(shù),見表1-1-10;
KP———功率利用率系數(shù),見表1-1-11;
Pt———減速器許用熱功率(KW)。
校核軸伸部位承受的徑向載荷
通用減速器常常須對(duì)輸入軸、輸出軸軸伸中間部位允許承受的 大徑向載荷給予限制,應(yīng)予校核,超過時(shí)應(yīng)向制造廠提出加粗軸徑和加大軸承等要求。工作機(jī)械載荷的分類見表1-1-12。
表1-1-6使用系數(shù)KA
原動(dòng)機(jī) | 每天工作小時(shí)數(shù) | 工作機(jī)械載荷分類(見表1-1-12) | ? | ? |
U | M | H | ? | ? |
使用系數(shù)KA | ? | ? | ? | ? |
電動(dòng)機(jī)、渦旋機(jī)、液壓馬達(dá) | ≤3 | 0.8 | 1 | 1.5 |
>3~10 | 1 | 1.25 | 1.75 | ? |
>10 | 1.25 | 1.5 | 2 | ? |
4~6缸活塞發(fā)動(dòng)機(jī) | ≤3 | 1 | 1.25 | 1.75 |
>3~10 | 1.25 | 1.5 | 2 | ? |
>10 | 1.5 | 1.75 | 2.25 | ? |
1~3缸活塞發(fā)動(dòng)機(jī) | ≤3 | 1.25 | 1.5 | 2 |
>3~10 | 1.5 | 1.75 | 2.25 | ? |
>10 | 1.75 | 2 | 2.5 | ? |
表1-1-7 啟動(dòng)系數(shù)KS
每小時(shí)啟動(dòng)次數(shù) | 使用系數(shù)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 可靠度系數(shù)
可靠度要求 | 一般 | 較高 | 高 |
KR | 1 | 1.56 | 2.25 |
表1-1-9 環(huán)境溫度系數(shù)KT
冷卻方式 | 環(huán)境溫度(C) | ? | ? | ? | ? |
10 | 20 | 30 | 40 | 50 | ? |
KT | ? | ? | ? | ? | ? |
無冷卻措施或用風(fēng)扇冷卻 | 0.88 | 1.00 | 1.15 | 1.35 | 1.65 |
用盤管或用風(fēng)扇和盤管冷卻 | 0.90 | 1.00 | 1.10 | 1.20 | 1.30 |
表1-1-10 運(yùn)轉(zhuǎn)周期系數(shù)
每小時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)周期(%) | 100 | 80 | 60 | 40 | 20 |
運(yùn)轉(zhuǎn)周期系數(shù)KW | 1.00 | 0.94 | 0.86 | 0.74 | 0.56 |
表1-1-11 功率利用率(%)
減速器類別 | 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 工作機(jī)械載荷分類
載荷 | 工作機(jī)械 | 載荷 | 工作機(jī)械 | 載荷 | 工作機(jī)械 | 載荷 | 工作機(jī)械 |
| 風(fēng)機(jī) | M | 鏈條輸送機(jī) | M | 甘蔗壓榨機(jī) * * | H | 機(jī)械手 * * |
載荷 | 工作機(jī)械 | 載荷 | 工作機(jī)械 | 載荷 | 工作機(jī)械 | 載荷 | 工作機(jī)械 |
M | 袋式輸送機(jī) | H | 行走機(jī)構(gòu)(鏈軌) | H | 中型軋板機(jī)* * |
| 石油機(jī)械 |
注:1、 U表示均布載荷;M表示中等沖擊載荷; H表示較大沖擊載荷; * *表示僅以全天工作為條件。
2.表中列出的載荷分類符號(hào)在工作機(jī)的工作情況的詳情給出后,可以修改。
各種機(jī)械傳動(dòng)效率的概略值如表1-1-13所列,各種硬度對(duì)照表如表1-1-14所列。
表1-1-13 各種機(jī)械傳動(dòng)效率的概略值
類別 | 傳動(dòng)型式 | 效率 |
圓柱齒輪傳動(dòng) | 很好跑合的6級(jí)精度和7級(jí)精度齒輪傳動(dòng)(稀油潤(rùn)滑) | 0.98~0.998 |
錐齒輪傳動(dòng) | 很好跑合的6級(jí)精度和7級(jí)精度齒輪傳動(dòng)(稀油潤(rùn)滑) | 0.97~0.98 |
蝸桿傳動(dòng) | 自鎖蝸桿 | 0.40~0.45 |
帶傳動(dòng) | 平帶無壓緊輪的開式傳動(dòng) | 0.98 |
鏈輪傳動(dòng) | 焊接鏈 | 0.93 |
滑動(dòng)軸承 | 潤(rùn)滑不良 | 0.94 |
滾動(dòng)軸承 | 滾珠軸承(稀油潤(rùn)滑) | 0.99 |
摩擦傳動(dòng) | 平摩擦傳動(dòng) | 0.85~0.96 |
聯(lián)軸器 | 浮動(dòng)聯(lián)軸器 | 0.97~0.99 |
復(fù)合輪組 | 滑動(dòng)軸承(i=2~6) | 0.90~0.98 |
減(變)速器 | 單級(jí)圓柱齒輪減速器 | 0.97~0.98 |
絲杠傳動(dòng) | 滑動(dòng)絲杠 | 0.30~0.60 |
注;1.各種硬度值對(duì)照表
表1-1-14 各種硬度值對(duì)照表
洛氏 | 肖氏 | 維氏 | 布氏 | 洛氏 | 肖氏 | 維氏 | 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 |