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        減速機選型過程使用的基本公式和名詞及問題

        2015-05-29 11:00:25 保定格魯夫機械有限公司 www.christiandailyworld.com 點擊數:
        減速機選型過程使用的基本公式和名詞及問題

        電機減速比、扭矩  

        一、減速比概念:即減速裝置傳動比,是傳動比的一種,是指減速機構瞬時輸入速度輸出速 度的比值,用符號“i”表示。如輸入轉速為1500r/min,輸出轉速為25r/min,那么其減速比則為:i=60:1。一般的減速機構減速比標注都是實際減速比,但有些特殊減速機擺線減速機或者諧波減速機有時候用舍入法取整,且不要分母,如實際減速比可能為28.13,而標注時一般標注28。   

        二、減速比的計算方法    

        1、定義計算方法減速比=輸入轉速÷輸出轉速。      

        2、通用計算方法減速比=使用扭矩÷9550÷電機功率×電機功率輸入轉數÷使用系數。     

        3、齒輪系計算方法減速比=從動齒輪齒數÷主動齒輪齒數(如果是多級齒輪減速,那么將所有相嚙合的一對齒輪組的從動輪齒數÷主動輪齒數,然后將得到的結果相乘即可。   

        4、皮帶、鏈條摩擦減速比計算方法減速比=從動輪直徑÷主動輪直徑。  

        三、電機扭矩概念電機扭矩電動機輸出扭矩,為電動機的基本參數之一。單位為N.M(牛. 米)。  

        四、電機輸出扭矩電機轉速、功率的關系。   

        1、公式:T=9550P/n 此公式工程常用的:扭矩;功率;轉速三者關系的計算公式。     

        式中:T--扭矩;9550--常數(不必追究其來源);P--電機功率(KW);n--輸出轉速(轉/分)    

        注:需要注意的是:若通過減速機計算扭矩時,要考慮齒輪傳動效率損失的因素。   

        2、伺服電機扭矩計算公式:T=F*R*減速比。例子:帶動100kg的物體,R=50mm,減速比為:1:50, 求伺服電機扭矩?答案:100x9.8(重力加速度)x0.05x0.02=1.98N.M  

        五、減速機扭矩計算公式  

        1、速比 速比=電機輸出轉數÷減速機輸出轉數 ("速比"也稱"傳動比")  

        2、知道電機功率和速比及使用系數,求減速機扭矩如下公式:減速機扭矩=9550×電機功率÷電機功率輸入轉數×速比×使用系數  

        3、知道扭矩減速機輸出轉數及使用系數,求減速機所需配電機功率如下公式: 

        電機功率=扭矩÷9550×電機功率輸入轉數÷速比÷使用系數  

        減速機扭矩計算公式

        速比=電機輸出轉數÷減速機輸出轉數 ("速比"也稱"傳動比")

         1.知道電機功率和速比及使用系數,求減速機扭矩如下公式減速機扭矩=9550×電機功率÷電機功率輸入轉數×速比×使用系數  

        2.知道扭矩減速機輸出轉數及使用系數,求減速機所需配電機功率如下公式電機功率=扭矩÷9550×電機功率輸入轉數÷速比÷使用系數      

        減速機是一種相對精密的機械,使用它的目的是降低轉速,增加轉矩。(注:減速機扭矩計算公式)  它的種類繁多,型號各異,不同種類有不同的用途。種類繁多,按照傳動類型可分為齒輪減速機;蝸桿減速機;和行星齒輪減速機;按照傳動級數不同可分為單級和多級減速機;按照齒輪形狀可分為圓柱齒輪減速機、圓錐齒輪減速機和圓錐-圓柱齒輪減速機;按照傳動的布置形式又可分為展開式、分流式和同軸式減速機。以下是常用減速機分類: 1、擺線減速機  2、硬齒面圓柱齒輪減速器 3、行星齒輪減速機 4、軟齒面減速機 5、三環減速機 6、起重機減速機 7、蝸桿減速機 8、軸裝式硬齒面減速機 9、無極調速機  渦輪蝸桿減速機的主要特點是具有反向自鎖功能,可以有較大的減速比,輸入軸和輸出軸不在同一軸線上,也不在同一平面上。但是一般體積較大,傳動效率不高,精度不高。諧波減速機諧波傳動是利用柔性元件可控的彈性變形來傳遞運動和動力的,體積不大、精度很高,但缺點是柔輪壽命有限、不耐沖擊,剛性與金屬件相比較差。輸入轉速不能太高。行星其優點是結構比較緊湊,回程間隙小、精度較高,使用壽命很長,額定輸出扭矩可以做的很大。但價格略貴。  

        蝸輪蝸桿減速機是一種結構緊湊、傳動比大,在一定條件下具有自鎖功能的傳動機械。其中中空軸式蝸齒減速機不僅具有以上特點,而且安裝方便、結構合理,得到越來越廣泛的應用。它是在蝸輪蝸桿減速器輸入端加裝一個斜齒輪減速器,構成的多級減速器可獲得非常低的輸出速度,比單級蝸輪減速機具有更高的效率,而且振動小、噪聲及能耗低。   

        一、常見問題及其原因  

        1.減速機發熱和漏油。為了提高效率,蝸輪減速機一般均采用有色金屬做蝸輪,蝸桿則采用較硬的鋼材。由于是滑動摩擦傳動,運行中會產生較多的熱量,使減速機各零件和密封之間熱膨脹產生差異,從而在各配合面形成間隙,潤滑油液由于溫度的升高變稀,易造成泄漏。  

        造成這種情況的原因主要有四點,

        一是材質的搭配不合理;

        二是嚙合摩擦面表面的質量差;

        三是潤滑油添加量的選擇不正確;

        四是裝配質量和使用環境差。  

        2.蝸輪磨損。

        蝸輪一般采用錫青銅,配對的蝸桿材料用45鋼淬硬至hrc4555,或40cr淬硬hrc5055后經蝸桿磨床磨削至粗糙度ra0.8μm。減速機正常運行時磨損很慢,某些減速機可以使用10年以上。如果磨損速度較快,就要考慮選型是否正確,是否超負荷運行,以及蝸輪蝸桿的材質、裝配質量或使用環境等原因。 

         3.傳動小斜齒輪磨損。一般發生在立式安裝的減速機上,主要與潤滑油的添加量和油品種有關。立式安裝時,很容易造成潤滑油量不足,減速機停止運轉時,電機減速機間傳動齒輪油流失,齒輪得不到應有的潤滑保護。減速機啟動時,齒輪由于得不到有效潤滑導致機械磨損甚至損壞。  

        4.蝸桿軸承損壞。發生故障時,即使減速箱密封良好,還是經常發現減速機內的齒輪油被乳化,軸承生銹、腐蝕、損壞。這是因為減速機在運行一段時間后,齒輪油溫度升高又冷卻后產生的凝結水與水混合。當然,也與軸承質量及裝配工藝密切相關。 

        二、解決方法  

        1.保證裝配質量??少徺I或自制一些專用工具,拆卸和安裝減速機部件時,盡量避免用錘子等其他工具敲擊;更換齒輪、蝸輪蝸桿時,盡量選用原廠配件和成對更換;裝配輸出軸時,要注意公差配合;要使用防粘劑或紅丹油保護空心軸,防止磨損生銹或配合面積垢,維修時難拆卸。  

        2.潤滑油和添加劑的選用。蝸齒減速機一般選用220#齒輪油,對重負荷、啟動頻繁、使用環境較差的減速機,可選用一些潤滑油添加劑,使減速機在停止運轉時齒輪油依然附著在齒輪表面,形成保護膜,防止重負荷、低速、高轉矩和啟動時金屬間的直接接觸。添加劑中含有密封圈調節劑和抗漏劑,使密封圈保持柔軟和彈性,有效減少潤滑油泄漏。  

        3.減速機安裝位置的選擇。位置允許的情況下,盡量不采用立式安裝。立式安裝時,潤滑油的添加量要比水平安裝多很多,易造成減速機發熱和漏油。 

        4.建立潤滑維護制度??筛鶕櫥ぷ?ldquo;五定”原則對減速機進行維護,做到每一臺減速機都有責任人定期檢查,發現溫升明顯,超過40℃或油溫超過80℃,油的質量下降或油中發現較多的銅粉以及產生不正常的噪聲等現象時,要立即停止使用,及時檢修,排除故障,更換潤滑油。加油時,要注意油量,保證減速機得到正確 的潤滑。

        電動機輸出轉矩  轉矩(英文為torque ) 使機械元件轉動的力矩稱為轉動力矩,簡稱轉矩。機械元件在轉矩作用下都會產生一定程度的扭轉變形,故轉矩有時又稱為扭矩。轉矩是各種工作機械傳動軸的基本載荷形式,與動力機械的工作能力、能源消耗、效率、運轉壽命及安全性能等因素緊密聯系,轉矩的測量對傳動軸載荷的確定與控制、傳動系統工作零件的強度設計以及原動機容量的選擇等都具有重要的意義。此外,轉矩與功率的關系T=9549P/n電機的額定轉矩表示額定條件下電機軸端輸出轉矩。

        轉矩等于力與力臂或力偶臂的乘積,在國際單位制(SI)中,轉矩的計量單位為牛頓?米(N?m),工程技術中也曾用過公斤力?米等作為轉矩的計量單位。電機軸端輸出轉矩等于轉子輸出的機械功率除以轉子的機械角速度。

        直流電動機堵轉轉矩計算公式TK=9.55KeIK 。       

        三相異步電動機的轉矩公式為:             

        S R2  

         

        M=C U12 公式 [2 ]        

        R22+(S X20)2  

         

        C:為常數同電機本身的特性有關; 

        U1 :輸入電壓 ;        

        R2 :轉子電阻; 

        X20 :轉子漏感抗; 

        S:轉差率  

         

        可以知道M∝U12 轉矩與電源電壓的平方成正比,設正常輸入電壓時負載轉矩為M2 ,電壓下降使電磁轉矩M下降很多;由于M2不變,所以M小于M2平衡關系受到破壞,導致電動機轉速的下降,轉差率S上升;它又引起轉子電壓平衡方程式的變化,使轉子電流I2上升。也就是定子電流I1隨之增加(由變壓器關系可以知道);同時I2增加也是電動機軸上送出的轉矩M又回升,直到與M2相等為止。這時電動機轉速又趨于新的穩定值。       

        轉矩的類型 

         

        轉矩可分為靜態轉矩和動態轉矩。 

         

        靜態轉矩是值不隨時間變化或變化很小、很緩慢的轉矩,包括靜止轉矩、恒定轉矩、緩變轉矩和微脈動轉矩。       

        靜止轉矩的值為常數,傳動軸不旋轉;  

         

        恒定轉矩的值為常數,但傳動軸以勻速旋轉,如電機穩定工作時的轉矩;        

        緩變轉矩的值隨時間緩慢變化,但在短時間內可認為轉矩值是不變的;        

        微脈動轉矩的瞬時值有幅度不大的脈動變化。  

         

        動態轉矩是值隨時間變化很大的轉矩,包括振動轉矩、過渡轉矩和隨機轉矩三種。振動轉矩的值是周期性波動的;過渡轉矩是機械從一種工況轉換到另一種工況時的轉矩變化過程;隨機轉矩是一種不確定的、變化無規律的轉矩。       

        根據轉矩的不同情況,可以采取不同的轉矩測量方法。  

         

        轉矩=9550*功率/轉速        

        同樣      

         

        功率=轉速*轉矩/9550           

         

        平衡方程式中:功率單位(kW);轉速單位(r/min);轉矩的單位(N.m);9550是計算系數。

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