2.4　减速器的选用

（1）选用方法1（减速器用于冶金、矿山、化工等机构时）

减速器应根据传动比和使用要求确定减速器类型，然后根据工作条件、机械强度，确定规格，并校核许用热功率及轴伸部位允许承受的径向载荷。

1）承载能力计算与规格的确定

减速器的计算功率P_C按式（17-2-3），应满足：

P_C＝K_AP₂≤P_IN　　（17-2-3）

式中　K_A——工况系数（见表17-2-30）；

P₂——工作机功率，kW；

P_IN——减速器额定功率，kW。

2）热功率校核

减速器计算热功率P_CT按式（17-2-4），应满足：

P_CT＝K_TK_WP₂≤P_T　　（17-2-4）

式中　P₂——工作机功率，kW；

K_T——环境温度系数（见表17-2-31）；

K_W——运转周期系数（见表17-2-32）。

3）校核轴伸部位承受的径向载荷

减速器的输出轴轴伸中间部位承受的径向载荷F_r应低于表17-2-25中规定的数值。

例　试为一台链条输送机选用一台圆柱齿轮减速器。已知，电动机功率P₁＝150kW，输入转速n₁＝1000r/min，链条输送机功率P₂＝120kW，公称传动比i_N＝12.5，环境温度50℃，每小时运转周期为100％，每天工作8h，装配形式为Ⅰ型，输出轴端为圆柱轴伸，输出轴轴伸中部的径向力为10kN，减速器安装在室外。

①确定减速器的规格。

由表17-2-13查得，链条输送机载荷类别为M，由表17-2-30查得K_A＝1.25。

因此，P_C＝K_AP₂＝1.25×120kW＝150kW

由表17-2-21查得，QDXRD400的额定功率P_IN＝185kW>P_C，符合要求。

②校核热功率。

由表17-2-32，环境温度系数K_T＝1.65；查表17-2-32，运转周期系数K_W＝1.0。

因此，P_CT＝K_TK_WP₂＝1.65×1×120kW＝198kW

由表17-2-26查得，QDXRD400mm的许用热功率P_T＝345kW>P_CT，符合要求。

③校核输出轴的径向载荷。

由表17-2-25查得，减速器中心距为400mm时，输出轴端允许的最大径向载荷为55kN>10kN，符合要求。

④最后选定减速器的代号为QDXRD400-12.5Ⅰ P。

（2）选用方法2（减速器用于起重机各机构时）

减速器用于起重机各机构时，根据GB/T 3811中的规定，起重机各机构的工作级别分为M1～M8级八种。表17-2-23、表17-2-24中所列的承载能力为M5工作级别的功率值，该值是按工作寿命10年计算，若用在其他工作级别时，应按式（17-2-5）进行折算。

P_M5＝1.12^i－5P_Mi　　（17-2-5）

式中　P_M5——功率表（M5时）所列的许用功率值，kW；

i——工作级别M（1～8）；

P_Mi——相对Mi工作级别的功率值，kW。

①起升和非平衡变幅机构

a.减速器（M5）所列的许用功率值P_M5按式（17-2-6）计算：

　　 （17-2-6） 　　

式中　P_M5——减速器（M5）所列的许用功率值，kW；

P_n——所选电机的额定功率，kW；

Φ₂——起升载荷动载系数。

Φ₂＝Φ_2min＋β₂v　　（17-2-7）

式中　β₂——系数，见表17-2-33；

v——稳定起升速度，m/s；

Φ₂——可按试验或分析确定，也可按式（17-2-7）计算。

b.减速器输出轴径向力的验算。

起升机构的减速器输出轴与卷筒相连接时，输出轴受有径向力，一般还需对此进行验算。

轴端最大径向力F_max按式（17-2-8）验算：

　　 （17-2-8） 　　

式中　Φ₂——起升载荷动载系数，见式（17-2-7）；

S——钢丝绳最大静拉力，kW；

G——卷筒重力，kN；

［F］——减速器输出轴端允许最大径向载荷，kN，如果不满足要求则要选大一号机座的减速器。

某些起重机起升状态级别见表17-2-34。

②运行和回转机构　按式（17-2-9）计算P_M5：

P_M5＝1.12^i－5Φ₈P_n　　（17-2-9）

式中　Φ₈——刚性动载系数，一般取1.2～2.0，小车运行机构取Φ₈＝1.2～2.0，大车运行机构取Φ₈＝1.42～2.0。

③平衡变幅机构　疲劳计算基本载荷取为该零件承受的等效变幅阻力矩，其他零件取为电动机额定转矩传到该计算零件力矩的1.3～1.4倍。

当最大工作载荷低于2.7倍的额定力矩时可不进行静强度校核，当最大工作载荷超过2.7倍的额定力矩时应验算零件的静强度或者选大一号机座的减速器。

例　一台起重量为20t，跨度为22.5m的桥式起重机，选减速器。应用条件为普通车间，起升速度v＝9.6m/min，电动机额定功率40kW，转速为720r/min，机构工作级别为M5，减速器的传动比为40，要求第三种装配形式，齿轮轴端，卧式安装，钢丝绳最大拉力S＝26.15kN，卷筒重力G＝8kN。

a.确定减速器的规格。

由表17-2-34，车间起重机选：HC3，由表17-2-33，得Φ_2min＝1.15，β₂＝0.51，故

由式（17-2-6）得

由表17-2-24查得，所选减速器型号为QDXSD400或QDXRSD400，i＝40，n＝710r/min，P_IN＝65kW>P_M5，符合要求。

b.验算径向力。

由式（17-2-8）知

由表17-2-25查得，QDXS400径向载荷55kN>36.206kN，符合要求。

（3）选用方法3（减速器用于起重机各机构时）

起重机计算载荷如下。选用减速器时应根据式（17-2-10）计算功率P_j，根据表17-2-35，再由功率表选用相应的减速器，并对其输出轴径向力验算。

　　 （17-2-10） 　　

式中　P_j——计算功率，kW；

Q——额定起升载荷，N；

G——吊钩自重载荷，N，吊钩自重载荷G与额定起升载荷Q的关系，见表17-2-36；

v——起升速度，m/s；

η——机构总效率，它包括滑轮组效率、导向滑轮效率、卷筒效率、减速器效率，初步计算时取η＝0.8～0.85。

减速机允许输入功率P计算公式如下：

　　 （17-2-11） 　　

起重机载荷状态及分类见表17-2-37、表17-2-38。

例1　设计某电站桥式起重机，起重量300t（质量），吊钩自重20t（质量），起升速度2.17m/min，电动机转速n＝588r/min，传动比i＝80。

查表17-2-38载荷状态为Q1，查表17-2-35得，系数m＝1.25，故

由表17-2-24可知，n＝570r/min，i＝80，a₁＝710mm减速器，高速轴功率P_IN＝122kW>113.42kW，不必由P_j计＝141.77kW来选用a₁＝800mm，高速轴功率P_IN＝169kW的减速器，这样减速器可以小一挡。

例2　设计某炼钢车间起重机，起重量为100t（质量），起升速度3m/min，电动机转速n＝588r/min，传动比i＝100。

由表17-2-35近似计算，吊钩自重：

Q＝100t×2.5％＝2.5t

查表17-2-38载荷状态为Q4，查表17-2-35得，m＝0.63，故

由表17-2-24得a₁＝800mm减速器，n＝570r/min，i＝100，P_IN＝135kW，不能由P_j＝62.78kW来选取a₁＝630mm，P_IN＝67kW减速器。对炼钢车间由于高温与安全考虑，往往还要放大一挡中心距，即选取a₁＝900mm减速器。