机械设计师手册(下册)
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17.6 机械设备专用减速器

17.6.1 运输机械用减速器

JB/T 9002—1999规定的DBY、DCY型和DBZ、DCZ型二级、三级圆锥圆柱齿轮减速器,输入轴转速不大于1500r/min,齿轮圆周速度不大于20m/s,工作环境温度为-40~45℃。当环境温度低于0℃时,起动前润滑油应加热。

17.6.1.1 型式和标记方法

减速器按输出轴型式,可分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四种装配型式;按旋转方向可分为顺时针(S)和逆时针(N)两种,如图17-10、图17-11所示。标记示例:

图17-10 DBY(或DBZ)型二级减速器装配型式

图17-11 DCY(或DCZ)型三级减速器装配型式

17.6.1.2外形尺寸和安装尺寸(见表17-152、表17-153)

表17-152 DBY及DBZ型减速器外形尺寸和安装尺寸 (单位:mm)

注:生产厂:沈阳矿山机器厂。

表17-153 DCY及DCZ型减速器外形尺寸和安装尺寸 (单位:mm)

注:生产厂:沈阳矿山机器厂。

17.6.1.3 承载能力(见表17-154~表17-157)

表17-154 DBY型减速器承载能力

①需采用循环油润滑。

表17-155 DBZ型减速器承载能力

表17-156 DCY型减速器承载能力

(续)

①需采用循环油润滑。

表17-157 DCZ型减速器承载能力

(续)

17.6.1.4 选用方法

选择的减速器必须满足传动比的要求,然后按承载能力选择减速器的型号,再校核起动转矩和热功率。

(1)计算功率

式中P1——传递的功率(kW);

KA——工况系数,见表17-160、表17-162;

表17-160 工况系数KA

注:U—平衡载荷;M—中等冲击载荷;H—重型冲击载荷;工作机械的载荷分类见表17-160。

表17-162 工作机械载荷分类

(续)

注:U—平衡载荷;M—中等冲击载荷;H—重型冲击载荷;∗—每天24h连续工作,表17-160中KA值要增大10%。

n1′——要求的输入转速(r/min);

PP1′——对应于n1′时的许用输入功率(kW);

n1——承载能力表中靠近n1′的转速(r/min);

PP1——n1时的许用输入功率(kW),查表17-154~表17-157。

(2)校核起动转矩

(3)校核热功率 当减速器不附加冷却装置时

P1PG1KWKA (17-25)

式中PG1——减速器的热功率(kW),见表17-158、表17-159,对DBZ型、DCZ型中硬齿面齿轮减速器无须校核;

表17-158 DBY型减速器热功率

表17-159 DCY型减速器热功率

KW——环境温度系数,见表17-161;

表17-161 环境温度系数KW、功率利用系数KA

KA——功率利用系数,见表17-161。

如果满足不了式(17-24)时,则必须增大减速器的型号或增设冷却装置。

【例17-7】 带式输送机,运搬大块岩石,重型冲击。电动机功率P=75kW,转速n1=1500r/min。起动转矩Tmax=955N·m;所需输入功率P1=62kW,滚筒转速n2=60r/min,每天连续工作24h,露天作业,环境温度40℃。

【解】 1)需要的传动比:

选择DCY型减速器。

2)选择型号:

根据表17-162载荷特性为H,按表17-160查得KA=2.0,每天连续工作24h,KA应加大10%,即KA=2.2。

Pc1=KAP1=2.2×62kW=136.4kW

查表17-154选用DCY280型,Pp1=160kW。

3)校核起动转矩:

4)校核减速器的热功率:

查表17-159,得PG1=124kW

17-161,得KW=0.75,由

查表17-159,得KA=0.79

PG1KWKA=124×0.75×0.79kW

=73.5kW

P1=62kW≤PG1KWTA=73.5kW,符合要求。

工作机械载荷分类见表17-162。

17.6.2 起重机用三支点QJ型减速器

QJ至斜齿圆柱齿轮减速器,适用于起重机的各种机构,也可用于运输、冶金、矿山、化工、轻工等各种机械设备的传动中。其工作条件为齿轮圆周速度不大于16m/s;高速轴转速不大于1000r/min;工作环境温度为-40~45℃;可正反两方向运转;允许输出轴瞬时最大转矩为2.7倍的额定转矩。减速器是三支点安装型式。

17.6.2.1 型式和标记方法

(1)结构型式 QJ型减速器分为R型(二级)、S型(三级)和RS型(二、三级结合)三种型式,如图17-12所示。

图17-12 QJ型减速器结构型式

(2)装配型式 共九种,如图17-13所示。

图17-13 QJ型减速器装配型式

(3)安装型式 如图17-14所示,可以采用卧式W或立式L(V)安装。在±α角范围内为卧式安装,在L角范围内为立式安装。α角的大小与传动比有关,应保证中间级的大齿轮浸油1~2个齿高深度。

图17-14 安装型式

(4)轴端型式 高速轴端采用圆柱形轴伸平键连接。输出轴端有C型、H型和P型三种型式,其尺寸见表17-163。

表17-163 减速器输出轴端的型式和尺寸 (单位:mm)

(5)中心距 减速器以输出级中心距为名义中心距a

(6)标记示例 起重机减速器三级传动,名义中心距560mm,公称传动比50,装配型式第Ⅲ种,输出轴端为齿轮轴端,卧式安装。标记如下:

17.6.2.2 外形尺寸(见表17-163~表17-166)

表17-164 QJR减速器外形尺寸(摘自JB/T 8905.1—1999) (单位:mm)

表17-165 QJS减速器外形尺寸(摘自JB/T 8905.1—1999) (单位:mm)

(续)

表17-166 QJRS减速器外形尺寸(摘自JB/T 8905.1—1999) (单位:mm)

17.6.2.3 承载能力(见表17-167~表17-170)

表17-167 QJR减速器工作级别M5时的承载能力

①GB/T 3811—2008《起重机设计规范》,将起重机各机构的工作级别分为M1~M8八种,见本手册第24章,表24-6。

表17-168 QJR减速器连续工作时的承载能力

①连续工作类型减速器,推荐用于除起重机以外的其他各种机械设备中。

表17-169 QJS、QJRS减速器工作级别M5时的承载能力

表17-170 QJS、QJRS减速器连续工作时的承载能力

17.6.2.4 选用方法

选择减速器时,首先要满足传动比的要求,然后求名义功率,计算公式为

式中Pc——计算功率,应按专业机器的规定来确定,如无可靠数据,可按Pc=KAP近似求之;

KA——工况系数,查表17-160;

P——传递的功率(kW);

K——系数,查表17-171;

表17-171 系数K

注:起重机载荷状态分类见表17-172。

Pp——减速器的许用功率,见表17-167~表17-170。

减速器输出轴端最大允许径向载荷(当n1=1000r/min时)列于表17-173。

表17-173 输出轴端最大允许径向载荷(当n=1000r/min时) (单位:N)

【例17-8】 选择炼钢车间使用的铸造起重机的减速器。已知Pc=80kW,n=750r/min,i=100

【解】 由表17-171及表17-172,查出载荷状态为Q4,经常是额定载荷,所以K=0.63。

表17-172 起重机载荷状态分类

查表17-169,选用a=800mm,,故合适。

17.6.3 起重机底座式减速器

JB/T 8905.2—1999中有QJR-D、QJS-D和QJRS-D三个系列起重机底座式减速器。这种减速器除了外形尺寸及输出轴端的K值(见表17-163)与JB/T 8905.1—1999不同外,其他如适用范围、结构型式、装配型式、轴端型式、中心距,以及承载能力和选择方法等都一样。因此,除外形尺寸本节单列外(见表17-174~表17-176),其他都按17.6.2节(JB/T 8905.1—1999)相应的表图查,本节省略。

表17-174 QJR-D减速器的外形尺寸(摘自JB/T 8905.2—1999) (单位:mm)

注:生产厂:太原重型机器厂、上海起重运输机械厂、银川起重机械厂、大连起重机器厂。

表17-175 QJRS-D减速器的外形尺寸(摘自JB/T 8905.2—1999) (单位:mm)

注:生产厂同上表。

表17-176 QJRS-D减速器的外形尺寸 (单位:mm)

标记标例:起重机带底座的二级减速器,名义中心距a=560mm,公称传动比i=20,第Ⅳ种装配型式,轴端型式为P型,标记如下:

减速器 QJR-D560-20ⅣP JB/T 8905.2—1999

17.6.4 起重机用立式减速器

JB/T 8905.3—1999中有QJ-L型立式斜齿圆柱齿轮减速器,主要适用于起重机的运行机构,也可用于运输、冶金、矿山、化工及轻工等机械设备的传动中。其工作条件为齿轮圆周速度不大于16m/s;高速轴转速不大于1500r/min;工作环境温度为-40~45℃;可正反两方向运转。

17.6.4.1 型式和标记方法

1)结构型式。QJ-L型减速器为三级传动的立式底座式减速器。

2)装配型式。共有六种,如图17-15所示。

图17-15 减速器装配型式

3)轴端型式。高速轴和低速轴均采用圆柱形轴伸,平键联接。

4)中心距。减速器以输出级中心距为名义中心距a1,其数值见表17-177。

表17-177 减速器的中心距 (单位:mm)

5)传动比。减速器的公称传动比与实际传动比应符合表17-178的规定,其极限偏差不大于±5%。

表17-178 公称传动比与实际传动比

6)标记示例。起重机立式减速器,名义中心距a1=200mm,公称传动比i=40,装配型式为第Ⅲ种,标记如下:

17.6.4.2 外形尺寸和安装尺寸(见表17-179)

表17-179 QJ-L型减速器的外形尺寸和安装尺寸 (单位:mm)

17.6.4.3 承载能力(见表17-180、表17-181)

表17-180 QJ-L型减速器工作级别M5时的承载能力

表17-181 QJ-L型减速器连续工作时的承载能力

(续)

17.6.4.4 选用方法

1)QJ-L型立式减速器主要用于起重机的运行机构。根据GB/T 3811的规定,起重机各机构的工作级别分为M1~M8,共八级。表17-180所列是工作级别为M5的功率值,若用在其他工作级别时,应按下式进行折算。

PMi=PM5×1.12(5-i) (17-27)

式中PMi——相对Mi工作级别的功率值(kW);

i——机构工作级别,i=1,2,…,8;

PM5——表17-180所列许用功率值(kW)。

2)根据GB/T 3811,起重机运行机构疲劳计算基本载荷为

Mmax=φ8Mn (17-28)

式中Mn——电动机额定转矩(N·m);

φ8——刚性动载系数,φ8=1.2~2.0。

刚性动载系数φ8与电动机驱动特性和计算零件两侧的转动惯量的比值有关,详见GB/T 3811—2008附录P。

3)根据疲劳计算基本载荷和转速,确定减速器的计算功率PMij

PMij=Mmaxn/9549 (17-29)

式中Mmax——疲劳计算基本载荷(N·m);

n——减速器输入转速(r/min)。

4)根据减速器的计算功率PMij、输入转速n,以及公称传动比选择减速器的型号,使

PMijPMi

式中PMi——减速器的许用功率。

当机构工作级别为M5时,由表17-180直接查取;当机构工作级别不是M5时,先由表17-180查出PM5,然后按式(17-27)计算出相应的工作级别的许用功率值PMi

【例17-9】 一台起重量为50t的桥式起重机,其小车运行机构的额定功率为75kW,转速n=1000r/min,机构工作级别为M6。试选择立式减速器(传动比40,第Ⅱ种装配型式)。

【解】 计算电动机的额定转矩

Mn=9549P/n=9549×7.5/1000N·m=71.6N·m

疲劳计算基本载荷

Mmax=φ8Mn

式中,φ8=1.6,则

Mmax=1.6×71.6N·m=114.6N·m

相对于M6工作级别的计算功率

PM6j=Mmaxn/9549=114.6×1000/9549kW=12kW

初选QJ-L280-40Ⅱ,查表17-180,PM5=18.6kW。

按式(17-27)折算为M6的功率值为

PM6=PM5×1.125-6=18.6×1.12-1kW=16.6kW

因为PM6jPM6,所以选择减速器QJ-L280-40Ⅱ满足要求。