盡量選用接近理想減速比:
減速比=伺服馬達轉(zhuǎn)速/減速機出力軸轉(zhuǎn)速
扭力計算:
對減速機的壽命而言,扭力計算非常重要,并且要注意加速度的最大轉(zhuǎn)矩值(TP),是否超過減速機之最大負載扭力.
適用功率通常為市面上的伺服機種的適用功率,減速機的適用性很高,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:
要點有二:
A.選用伺服電機的出力軸徑不能大于表格上最大使用軸徑.
B.若經(jīng)扭力計算工作,轉(zhuǎn)速可以滿足平常運轉(zhuǎn),但在伺服全額輸出時,有不足現(xiàn)象時,我們可以在電機側(cè)之驅(qū)動器,做限流控制,或在機械軸上做扭力保護,這是很必要的。
通用減速機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,類型選擇比較簡單,而準確提供減速器的工況條件,掌握減速器的設(shè)計、制造和使用特點是通用減速器正確合理選擇規(guī)格的關(guān)鍵。
規(guī)格選擇要滿足強度、熱平衡、軸伸部位承受徑向載荷等條件。
按機械功率或轉(zhuǎn)矩選擇規(guī)格(強度校核)
通用減速器和專用減速器設(shè)計選型方法的最大不同在于,前者適用于各個行業(yè),但減速只能按一種特定的工況條件設(shè)計,故選用時用戶需根據(jù)各自的要求考慮不同的修正系數(shù),工廠應該按實際選用的電動機功率(不是減速器的額定功率)后者按用戶的專用條件設(shè)計,該考慮的系數(shù),設(shè)計時一般已作考慮,選用時只要滿足使用功率小于等于減速器的額定功率即可,方法相對簡單。
通用減速器的額定功率一般是按使用(工況)系數(shù)KA=1(電動機或汽輪機為原動機,工作機載荷平穩(wěn),每天工作3~10h,每小時啟動次數(shù)≤5次,允許啟動轉(zhuǎn)矩為工作轉(zhuǎn)矩的2倍),接觸強度安全系數(shù)SH≈1、單對齒輪的失效概率≈1%,等條件計算確定的。
所選減速器的額定功率應滿足
PC=P2KAKSKR≤PN
式中PC———計算功率(KW);
PN———減速器的額定功率( KW);
P2———工作機功率(KW);
KA———使用系數(shù),考慮使用工況的影響,見表1-1-6;
KS———啟動系數(shù),考慮啟動次數(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兩個系數(shù),但由于知己(對自身的工況要求清楚)、知彼(對減速器的性能特點清楚),國外選型時一般均留有較大的富裕量,相當于已考慮了KR KS的影響。
由于使用場合不同、重要程度不同、損壞后對人身安全及生產(chǎn)造成的損失大小不同、維修難易不同,因而對減速器的可靠度的要求也不相同。系數(shù)KR就是實際需要的可靠度對原設(shè)計的可靠度進行修正。它符合ISO6336、GB3480和AGMA2001—B88(美國齒輪制造者協(xié)會標準)對齒輪強度計算方法的規(guī)定。目前,國內(nèi)一些用戶對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)計規(guī)定(SH≥1.25,失效概率≤1/1000),較重要場合取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100%,連續(xù)運轉(zhuǎn)、功率利用率100%),按潤滑油允許的最高平衡溫度(一般為85℃)確定的。條件不同
時按相應系數(shù)(有時綜合成一個系數(shù))進行修正。
所選減速器應滿足
PCt=P2KTKWKP≤Pt
式中 PCt———計算熱功率(KW);
KT———環(huán)境溫度系數(shù),見表1-1-9;
KW———運轉(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輸入軸、輸出軸軸伸中間部位允許承受的最大徑向載荷給予限制,應予校核,超過時應向制造廠提出加粗軸徑和加大軸承等要求。工作機械載荷的分類見表1-1-12。
表1-1-6使用系數(shù)KA
原動機 | 每天工作小時數(shù) | 工作機械載荷分類(見表1-1-12) | ? | ? |
U | M | H | ? | ? |
使用系數(shù)KA | ? | ? | ? | ? |
電動機、渦旋機、液壓馬達 | ≤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)動機 | ≤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)動機 | ≤3 | 1.25 | 1.5 | 2 |
>3~10 | 1.5 | 1.75 | 2.25 | ? |
>10 | 1.75 | 2 | 2.5 | ? |
表1-1-7 啟動系數(shù)KS
每小時啟動次數(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 | ? | ? | ? | ? | ? |
無冷卻措施或用風扇冷卻 | 0.88 | 1.00 | 1.15 | 1.35 | 1.65 |
用盤管或用風扇和盤管冷卻 | 0.90 | 1.00 | 1.10 | 1.20 | 1.30 |
? | ? | ? | ? | ? | ? |
表1-1-10 運轉(zhuǎn)周期系數(shù)
每小時運轉(zhuǎn)周期(%) | 100 | 80 | 60 | 40 | 20 |
運轉(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 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 | 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 工作機械載荷分類
載荷 分類 | 工作機械 | 載荷 分類 | 工作機械 | 載荷 分類 | 工作機械 | 載荷 分類 | 工作機械 |
U M M M U M M M U M M U M M M H M M M | 風機 鼓風機(軸向和徑向) 冷卻塔風機 引風機 旋轉(zhuǎn)活塞鼓風機 透平鼓風機 建筑機械 混凝土攪拌機 起重機 筑路機械 化工機械 攪拌機(液體物) 攪拌機(半液狀物) 離心機(重型) 離心機(輕型) 冷卻滾筒 * * 干燥滾筒 * * 攪拌機 壓縮機 活塞式壓縮機 蝸輪壓縮機 運輸機械 板式輸送機 壓載升降機 | M M M H H M M M M M M M U U M H H H H M M M | 鏈條輸送機 回旋輸送機 運貨升降機 卷揚機 * * 傾斜絞車* * 鏈條輸送機 (乘客)電梯 螺旋輸送機 鋼帶輸送機 槽式鏈條輸送機 拖泄式絞機 起重機 搖擺機構(gòu) 提升裝置 伸縮裝置 回轉(zhuǎn)裝置 行走裝置 控掘機 斗式提升機 戽輪鏟 鏟子 機動絞車 泵 回轉(zhuǎn)式起重機 | M M H M M U M M HH H H M M H M H H M H M H | 甘蔗壓榨機 * * 甘蔗切割器 * * 甘蔗碾磨機 捏和機 結(jié)晶器,攪拌器 打包機 甜菜切碎機 甜菜清洗機 發(fā)電機、變換器 頻率變換器 發(fā)電機 電焊發(fā)電機 清洗機 干燥機 清洗機 金屬軋鋼機 鋼坯剪切機* * 鏈式傳送機* * 冷軋機* * 連續(xù)鑄造設(shè)備* 冷床* * 剪料頭機* * 橫向輸送設(shè)備* 除鱗機* * | H H M M M H M H H M M U H H U M H H H H M M | 機械手 * * 剪板機 * * 板材翻轉(zhuǎn)裝置 軋輥調(diào)整裝置 輥式矯直機 * * 輥道(重型) * * 輥道(輕型)* * 薄板軋機 * * 修邊機 * * 焊管機 繞線機(帶材和線材) 拉線機 金屬加工機床 副軸(天軸) 鍛壓機 鍛錘 機床、輔助傳動裝置 機床、主傳動裝置 金屬刨床 板材矯直機 壓機 沖壓機 剪切機 金屬板折彎機 |
載荷 分類 | 工作機械 | 載荷 分類 | 工作機械 | 載荷 分類 | 工作機械 | 載荷 分類 | 工作機械 |
M M H U U H H H H H H H H H H H | 袋式輸送機 帶式運輸機(散狀物) 帶式運輸機(塊狀物) 粉料鏈門提升機 造紙機 壓光機 * * 紙板層壓機 * * 干燥滾筒 * * 上光滾筒 * * 碎漿機 * * 木漿研磨機 * * 吸水輥 * * 吸水壓榨 紙板機 * * 威羅機 塑料工業(yè)機械 壓延機 * * | H M U U M M M U M H H H M H M | 行走機構(gòu)(鏈軌) 行走機構(gòu)(鐵軌) 食品機械 灌瓶機和裝箱機 擠壓機* * 擠塑機* * 攪拌機* * 泵 離心泵(輕液) 離心泵(半液體) 活塞泵 柱塞泵 * * 壓力泵 * * 橡膠機械 壓延機 * * 擠壓機 * * 揉和機 * * | H H H H H H H H H H H H H H M M | 中型軋板機* * 鋼錠初軋機 鋼錠裝卸機械* * 推錠機 攪拌機 * * 滾軋機 * * 石頭及粘土加工機 球磨機 * * 沖擊式碾磨機* 破碎機 壓磚機 錘磨機 * * 旋轉(zhuǎn)爐 * * 管磨機 * * 紡織機 給料機 織布機 | M H M M M | 石油機械 管線泵 旋轉(zhuǎn)式鉆孔設(shè)備 印染機 揉甕 威羅機 軟水處理 松砂機 * * 螺桿泵 木工機械 剝皮機 刨床 鋸框 * * 木工機床 |
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在工作機的工作情況的詳情給出后,可以修改。
各種機械傳動效率的概略值如表1-1-13所列,各種硬度對照表如表1-1-14所列。
表1-1-13 各種機械傳動效率的概略值
類別 | 傳動型式 | 效率 |
圓柱齒輪傳動 | 很好跑合的6級精度和7級精度齒輪傳動(稀油潤滑) 8級精度的一般齒輪傳動(稀油潤滑). 9級精度的齒輪傳動(稀油潤滑) 加工齒的開式齒輪傳動(干油潤滑) 鑄造齒的開式齒輪傳動 | 0.98~0.998 0.97 0.96 0.94~0.96 0.88~0.92 |
錐齒輪傳動 | 很好跑合的6級精度和7級精度齒輪傳動(稀油潤滑) 8級精度的一般齒輪傳動(稀油潤滑) 加工齒的開式齒輪傳動(干油潤滑) 鑄造齒的開式齒輪傳動 | 0.97~0.98 0.94~0.97 0.92~0.95 0.88~0.92 |
蝸桿傳動 | 自鎖蝸桿 單頭蝸桿 雙頭蝸桿 三頭和四頭蝸桿 環(huán)面蝸桿傳動 | 0.40~0.45 0.70~0.75 0.75~0.82 0.82~0.92 0.85~0.95 |
帶傳動 | 平帶無壓緊輪的開式傳動 平帶有壓緊輪的開式傳動 平帶交叉?zhèn)鲃?br/>V帶傳動 | 0.98 0.97 0.90 0.95 |
鏈輪傳動 | 焊接鏈 片式關(guān)節(jié)鏈 滾子鏈 無聲鏈 | 0.93 0.95 0.96 0.98 |
滑動軸承 | 潤滑不良 潤滑正常 潤滑特好(壓力潤滑) 液體摩擦 | 0.94 0.97 0.98 0.99 |
滾動軸承 | 滾珠軸承(稀油潤滑) 滾柱軸承(稀油潤滑) | 0.99 0.98 |
摩擦傳動 | 平摩擦傳動 槽摩擦傳動 卷繩輪 | 0.85~0.96 0.88~0.90 0.95 |
聯(lián)軸器 | 浮動聯(lián)軸器 齒輪聯(lián)軸器 彈性聯(lián)軸器 萬向聯(lián)軸器(α<=3) 萬向聯(lián)軸器(α>3) 梅花接軸 | 0.97~0.99 0.99 0.99~0.995 0.97~0.98 0.95~0.97 0.97~0.98 |
復合輪組 | 滑動軸承(i=2~6) 滾動軸承(I=2~6) | 0.90~0.98 0.95~0.99 |
減(變)速器 | 單級圓柱齒輪減速器 二級圓柱齒輪減速器 單級行星圓柱齒輪減速器(NGW類型負號機構(gòu)) 單級行星擺線針輪減速器 單級圓錐齒輪減速器 二級圓錐-圓柱齒輪減速器 無級變速器 | 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 |
絲杠傳動 | 滑動絲杠 滾動絲杠 | 0.30~0.60 0.85~0.95 |
注;1.各種硬度值對照表
表1-1-14 各種硬度值對照表
洛氏 HRC | 肖氏 HS | 維氏 HV | 布氏 | 洛氏 HRC | 肖氏 HS | 維氏 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 |
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