- 機械設計師手冊（下冊）
- 吳宗澤 高志
- 3377字
- 2019-10-28 16:13:51
17.5 行星齒輪減速器
17.5.1 NGW型行星齒輪減速器
NGW型行星齒輪減速器（以下簡稱為減速器）工作環境溫度為-40～45℃。低于0℃時，起動前應將潤滑油預熱至0℃以上。可正、反向工作。按減速器的規格，高速軸的轉速不得大于下列數值：
規格200～800 n1max=1500r/min
900～1120 n1max=1000r/min
1250～1600 n1max=750r/min
1800～2000 n1max=600r/min
齒輪的圓周速度不得大于15～20m/s
17.5.1.1 型式和標記方法
減速器有二級和三級；在與機架聯接方式上，分底座和法蘭，立式和臥式。在行星齒輪傳動的末端，可串聯上定軸圓柱齒輪、圓錐齒輪。其標記符代號如下：P—NGW型；2—二級；3—三級；D—底座聯接；F—法蘭聯接；Z—定軸圓柱齒輪。
這里僅介紹一、二級減速器數據。
標記示例：
17.5.1.2 公稱傳動比和實際傳動比（見表17-119）
表17-119 公稱傳動比與實際傳動比
17.5.1.3 型式和尺寸（見表17-120～表17-125）
表17-120 200～560NAD型減速器型式和尺寸
表17-121 630～2000NAD型減速器型式和尺寸
（續）
表17-122 NAF型減速器型式和尺寸
（續）
表17-123 250～560P2D型減速器型式和尺寸
表17-124 630～2000P2D型減速器外形尺寸
表17-125 P2F型減速器外形尺寸
17.5.1.4 承載能力
減速器的公稱功率利用率系數見表17-126，NAD、NAF型減速器高速軸許用輸入功率見表17-127，熱功率見表17-128；P2D、P2F型減速器高速軸許用輸入功率見表17-129，熱功率見表17-130。
表17-126 公稱功率利用率系數K3
表17-127 NAD、NAF型減速器高速軸許用輸入功率PP1 （單位：kW）
（續）
（續）
表17-128 NAD、NAF型減速器熱功率PG1、PG2 （單位：kW）
表17-129 P2D、P2F型減速器高速軸許用輸入功率PP1 （單位：kW）
（續）
表17-130 P2D、P2F型減速器熱功率PG1、PG2 （單位：kW）
17.5.1.5 選用方法
（1）強度條件 選擇減速器時，必須首先滿足傳動比的要求，然后按計算功率Pc選擇型號規格。
式中P——傳遞的輸入功率（kW）；
KA——工況系數，見表17-24；
n1——承載能力表中四擋轉速之一的入軸轉速（r/min）；
PP1——對應于n1的許用輸入功率（kW），見表17-127～表17-129；
n1′——要求的輸入轉速（r/min），當
時，取
；
PP1′——對應于n1′的許用輸入功率（kW）；
SA——安全系數。一般設備，減速器失效僅引起單機停產，且易更換備件，取SA=1.1～1.3；重要設備，減速器失效引起機組、生產線或全廠停產，取SA=1.3～1.5；高安全度要求，減速器失效引起設備、人身事故，取SA=1.5～1.7。
必要時還應驗算減速器的靜強度。減速器靜強度為許用額定載荷的2倍。
（2）散熱條件 用下式驗算熱功率Pt：
Pt=PK1K2K3≤PG1（2） （17-20）
式中K1——環境溫度系數，見表17-26；
K2——載荷率系數，見表17-27；
K3——公稱功率利用率系數，見表17-126；
PG1（2）——減速器熱功率，見表17-128、表17-130。
（3）輸出、輸入軸軸伸中點允許的徑向力FPR 列于表17-131。
表17-131 輸出、輸入軸軸伸中點允許的徑向力FPR （單位：kN）
17.5.2 諧波傳動減速器
17.5.2.1 特點
諧波齒輪減速器是一種靠波發生器，使柔性齒輪產生可控的彈性變形波，實現運動和動力的傳遞，本標準減速器在工作時波發生器輸入，剛輪固定，柔輪輸出，輸入和輸出軸轉向相反。主要特點是傳動比范圍廣，傳動比范圍是63～3200；工作時，對雙波傳動，同時嚙合的齒數可達總齒數的30%～40%，因此承載能力比其他型式的齒輪傳動都高；比一般齒輪減速器零件數少?，體積可減小20%～50%；由于柔輪的輪齒在轉動過程中作均勻的徑向移動，齒面間相對滑動速度很低，所以磨損小，效率高；此外運動精度高、平穩、無噪聲。本標準為單級臥式雙軸伸型諧波齒輪減速器，共有12個機型，60種傳動比規格。
諧波傳動減速器適用條件見表17-2。
17.5.2.2 代號和標記
（1）代號 XB為杯型柔輪諧波傳動減速器；XBZ為帶支座杯型柔輪諧波傳動減速器；A為傳動精度1級；B為傳動精度2級；C為傳動精度3級；D為傳動精度4級；A/B為傳動精度混合級，A表示空程1級，B表示傳動誤差2級；Y為潤滑油；ZH為潤滑脂。
（2）標記示例
17.5.2.3 外形尺寸、主要參數和承載能力（見表17-132）
表17-132 杯形柔輪諧波傳動減速器外形尺寸、主要參數和承載能力
17.5.2.4 傳動精度
（1）空程 要求1級（A級）≤1′，2級（B級）≤3′，3級（C級）≤6′，4級（D級）≤9′。
（2）傳動誤差 要求1級（A級）≤1′，2級（B級）≤3′，3級（C級）≤6′，4級（D級）≤9′。
表17-133 XB型杯型柔輪諧波傳動減速器外形尺寸 （單位：mm）
注：1.25～50機型，A鍵按GB/T 1099選用；60～320機型，A鍵按GB/T 1096選用。
2．25～320機型，C鍵按GB/T 1096選用。
表17-134 XBZ型杯形柔輪諧波傳動減速器外形尺寸 （單位：mm）
表17-135 XB、XBZ型杯形柔輪諧波傳動減速器主要參數、額定輸入功率P1和額定輸出轉矩T2
表17-136 XB、XBZ型杯形柔輪諧波傳動減速器起動轉矩、扭轉剛度和波發生器轉動慣量
17.5.3 擺線針輪減速器
17.5.3.1 特點
擺線針輪減速器，是一種采用擺線針齒嚙合行星傳動原理的減速機構。其主要特點是傳動比大，一級減速時傳動比范圍是11～87，兩級減速時的傳動比范圍是20～128；由于在傳動過程中為多齒嚙合，所以對過載和沖擊有較強的承受能力，傳動平穩、可靠；由于采用了行星擺線傳動結構，所以其結構緊湊、體積小、重量輕，在功率相同的條件下，體積和重量是其他類型減速器的一半；由于擺線齒輪、針齒銷、針齒套、銷軸和銷套都是由軸承鋼制造，工作中又是滾動摩擦，因此大大加強了各零件的力學性能，并保證使用壽命，提高了傳動效率。減速器分為一級、二級、三級；據其安裝型式又分雙軸型和直聯型，以及立式和臥式共12個系列。
擺線針輪減速器適用條件見表17-2。
17.5.3.2 代號和標記
（1）代號 Z為擺線針輪減速機；E為二級，一級無代號；
S為三級；W為臥式；L為立式；D為直聯型，雙軸型無代號。
（2）標記示例
17.5.3.3 外形尺寸和承載能力（見表17-137）
表17-137 擺線針輪減速機的外形尺寸和承載能力
表17-138 ZW、ZWD一級臥式擺線針輪減速器外形尺寸 （單位：mm）
表17-139 ZL、ZLD一級立式擺線針輪減速器外形尺寸 （單位：mm）
表17-140 ZWE、ZWED二級臥式擺線針輪減速器外形尺寸 （單位：mm）
表17-141 ZLE、ZLED二級立式擺線針輪減速器外形尺寸 （單位：mm）
表17-142 ZWS、ZWSD三級臥式擺線針輪減速器外形尺寸 （單位：mm）
表17-143 ZLS、ZLSD三級立式擺線針輪減速器外形尺寸 （單位：mm）
（續）
表17-144 ZW、ZL雙軸型一級擺線針輪減速器額定輸入功率P1 （單位：kW）
注：表中15kW以下為輸入轉速1500r/min所對應的輸入功率。
表中18.5kW以上為輸入轉速1000r/min所對應的輸入功率。
表17-145 ZWD、ZLD直聯型一級擺線針輪減速器額定輸入功率P1 （單位：kW）
注：1．表中每一機型、每一傳動比對應的輸入功率中，數值較大者為設計時輸入功率；數值較小者為可以配備的電動機功率。
2．表中15kW以下為輸入轉速1500r/min，對應的輸入功率；18.5kW以上為輸入轉速1000r/min對應的輸入功率。
①僅立式減速機配備的功率。
表17-148 一級擺線針輪減速器額定輸出轉矩T2 （單位：N·m）
（續）
表17-150 三級擺線針輪減速器額定輸出轉矩T2 （單位：N·m）
17.5.3.4 選用方法
首先根據傳動比確定減速器級數；再根據計算輸入功率或計算輸出轉矩選減速器型號；必要時需進行瞬時尖峰載荷的校核計算。
（1）輸入功率和輸出轉矩的計算
P1C=KAP1W （17-21）
或T2C=KAT2W
式中P1C——計算輸入功率（kW）；
P1W——實際輸入功率（kW）；
T2C——計算輸出轉矩（N·m）；
T2W——實際輸出轉矩（N·m）。
（2）瞬時尖峰載荷的校核計算
P1max =1.6P1 （17-22）
或T2max=1.6T2
式中P1max——額定最大尖峰載荷（kW）；
P1——額定輸入功率（kW）；
T2max——額定最大尖峰載荷（N·m）；
T2——額定輸出轉矩（N·m）。
【例17-6】 試選用平板加料機臥式用擺線針輪減速器。已知每天連續24h工作，輸入轉速為1450r/min，輸出軸轉速約為5r/min，輸出軸轉矩為2600N·m，尖峰載荷為穩定載荷的2倍。
【解】 1）根據傳動比確定級數。
查表17-146，選用二級減速器，傳動比i=289。
表17-146 ZWE、ZLE雙軸型二級擺線針輪減速器額定輸入功率P①1 （單位：kW）
（續）
①輸入軸轉速n1=1500r/min。
2）計算輸出轉矩T2C。由表17-13和表17-151知，工作情況系數KA=1.35。按式（17-21）計算T2C：
表17-151 工作情況系數KA
T2C=KAT2W =1.35×2600N·m
=3515N·m
3）選減速器機型號。根據二級減速器速比和計算輸出轉矩T2C，查表17-149，選用輸出軸額定轉矩T2=4510N·m，機型號為85的減速器。
表17-149 二級擺線針輪減速器額定輸出轉矩T2 （單位：N·m）
4）校核尖峰載荷。實際尖峰載荷為
T2maxW =2T2C=2×3515N·m
=7030N·m
額定最大尖峰載荷T2max為
T2max =1.6T2=1.6×4510N·m
=7217N·m
T2max＞T2maxW，通過。
5）選減速器型號。減速器計算輸入功率為
取η=0.9，則
當i=289，機型號為85時，查表17-146，ZWE型額定輸入功率P1=2.06kW，因為P1＜P1C，不適用。
查表17-147知，當i=289，機型號為85時，ZWED型的額定輸入功率P1=3kW，因為P1＞P1C，所以此型號滿足強度要求。
表17-147 ZWED、ZLED直聯型二級擺線針輪減速器額定輸入功率P①1 （單位：kW）
①當所配電動機的功率大于減速機的設計功率時，減速機應在輸出軸額定轉矩范圍內使用或設有過載保護裝置。
②所配電動機的功率小于減速機的設計功率。
③輸入軸轉速n1=1500r/min。
結論：所選臥式擺線針輪減速器代號為
ZWED3—85A—289 JB/T 2982—2016