减速机的型号选择
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。
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);
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1-1-10 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 | 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 |
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 |