机械设计手册:单行本·减(变)速器·电机与电器(第六版)
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5.5 减速器的选用

(1)减速器选用方法

表17-2-68中的额定输入功率P1及额定输出转矩T2是在减速器工作载荷平稳,每日工作10h,每小时启动频率不大于1次,均匀载荷,无冲击振动,小时载荷率100%,环境温度20℃,浸油润滑,制造精度7级,风扇冷却,减速器经过较充分跑合的前提下制定的。

①若已知的工作条件与规定的工作条件相同时,可直接由表17-2-68选取所需减速器的规格。

②若已知的工作条件与规定的工作条件不同时,应由式(17-2-20)~式(17-2-23)进行修正计算,再由计算结果的较大值与表17-2-68比较选取承载能力相符或偏大的减速器,即用减速器实际输入功率P1w或减速器实际输出转矩T2w,乘以工作状态系数(表17-2-71~表17-2-75)进行修正,再与表17-2-68比较进行选用。

计算输入机械功率  P1JP1wf1f2  (17-2-20)

计算输出机械转矩  T2JT2wf1f2  (17-2-21)

计算输入热功率  P1RP1wf3f4f5  (17-2-22)

计算输出热转矩  T2RP2wf3f4f5  (17-2-23)

式中 P1w——减速器实际输入功率;

T2w——减速器实际输出转矩;

f1——使用系数,见表17-2-71;

表17-2-71 使用系数f1

f2——启动频率系数,见表17-2-72;

表17-2-72 启动频率系数f2

f3——环境温度修正系数,见表17-2-73;

表17-2-73 环境温度修正系数f3

f4——减速器安装形式系数,见表17-2-74;

表17-2-74 减速器安装形式系数f4

f5——散热能力系数,见表17-2-75。

表17-2-75 无风扇的散热能力系数f5

注:有风扇时,f5=1.0。

式(17-2-20)和式(17-2-21)属于机械强度计算,式(17-2-22)和式(17-2-23)属于热极限强度计算,油温为100℃。如果采用专门的冷却措施(循环油或循环水冷却),使温升限制在允许的范围内,则不需再按式(17-2-22)和式(17-2-23)进行计算。

输入转速低于500r/min时,计算输出转矩按n1=500r/min的额定输出转矩选用。当蜗轮轴是两端输出时,按两端转矩之和选用减速器。

(2)校验减速器输出轴轴伸径向载荷

减速器输出轴轴伸装有齿轮、链轮、V带轮或平带轮时,则需按式(17-2-24)校验轴伸径向载荷。

   (17-2-24)   

式中 FRc——轴伸径向载荷,N;

T2w——减速器实际输出转矩,N·m;

f1——使用系数,见表17-2-71;

D——齿轮、链轮、V带轮或平带轮节圆直径,m;

f7——轴伸径向载荷系数,见表17-2-76。

表17-2-76 轴伸径向载荷系数f7

FR——轴伸许用径向载荷,N,见表17-2-69。

 需要一台TPU型减速器驱动卷扬机,减速器为标准型式,风扇冷却,原动机为电机。输入转速n1=1000r/min,公称传动比i=20,最大输出转矩T2max=4950N·m,输入功率P1w=15kW,输出轴轴伸径向载荷FRc=5520N,每天工作8h,每小时启动15次,有冲击载荷,双向运动,每次运转时间3min,环境温度20℃,制造精度7级。

查表17-2-71,每天工作8h,有冲击,使用系数f1=1.2;查表17-2-72,每小时启动15次,启动频率系数f2=1.18;查表17-2-73,环境温度修正系数f3=1.0;查表17-2-74,减速器安装形式系数f4=1.0;查表17-2-75,散热能力系数f5=1.0。

按式(17-2-20)进行计算得P1JP1wf1f2=15×1.2×1.18=21.2kW;按式(17-2-22)进行计算得P1RP1wf3f4f5=15×1.0×1.0×1.0=15kW;由表17-2-68查得减速器为a=200mm,i=20,n1=1000r/min,P1=33.52kW大于计算值21.2kW,符合要求。由表17-2-69查得FR=24000N,大于要求值,符合要求。由表17-2-68查得T2=5570N·m,T2maxT2×2=5570×2=11140N·m>4950N·m,符合要求。

选型结果:减速器 TPU 200-20-1F JB/T 9051—2010。