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7 行星齿轮减速器
7.1 NGW型行星齿轮减速器(摘自JB/T 6502—1993)
7.1.1 适用范围、标记及相关技术参数
(1)适用范围
本节介绍的NGW型行星齿轮减速器及其传动型式属2Z-X(2K-H)行星齿轮传动类型。NGW型行星齿轮减速器标准包括NAD、NAZD、NBD、NBZD、NCD、NCZD、NAF、NBF、NCF、NAZF、NBZF、NCZF十二个系列及派生标准NASD、NASF、NBSD、NBSF、NCSD、NCSF、NAL、NBL八个系列。其系列规格以内齿轮分度圆直径的优先数系作为排列基准并划分规格。这样可以使同一规格不同传动比减速器的内齿轮轮缘厚度保持在合理而基本不变的范围内,从而充分利用空间以提高承载能力。
这种减速器主要适用于冶金、矿山、运输、建材、轻工、能源、交通等行业。
高速轴转速按其规格划分如下:200~800者不大于1500r/min;900~1120者不大于1000r/min;1250~1600者不大于750r/min;1800~2000者不大于600r/min。
齿轮的圆周速度不大于15~20m/s,工作环境温度为-40~45℃,低于0℃时,启动前润滑油应预热至0℃以上,可正、反双向运转。在以上条件下用作增速器时,承载能力要降低10%使用。
(2)主要特点
NGW型行星齿轮减速器主要构件有太阳轮、行星轮、内齿圈及行星架。
为了使三个行星齿轮的载荷均匀分配,采用了齿式浮动机构,即太阳轮或行星架浮动,或者太阳轮、行星架两者同时浮动。减速器中的齿轮为直齿渐开线圆柱齿轮。
此种减速器具有以下特点。
①重量轻、体积小。在相同条件下,比硬齿面渐开线圆柱齿轮减速器重量减轻1/2以上,体积缩小1/3~1/2。
②传动效率高:一级行星减速器η=0.98;二级行星减速器η=0.96;三级行星减速器η=0.94。
③传动比大,见表17-2-83。
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④传动功率范围大,可传动小于1kW到上万千瓦,且功率越大优点越突出,经济效益越高。
⑤装配形式多样,可多面安装,适用性广。在符合给定制造条件下,运转平稳,噪声小。
⑥采用了优质低碳合金钢渗碳淬火,外齿轮为6级精度,内齿轮为7级精度。使用寿命一般均在10年以上。
(3)标记示例
①标记符号:
N——NGW型
A——一级行星齿轮减速器
B——二级行星齿轮减速器
C——三级行星齿轮减速器
Z——定轴圆“柱”齿轮
S——螺旋“伞”齿轮
D——“底”座连接
F——“法”兰连接
L——“立”式行星齿轮减速器
②标记示例:
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(4)相关技术参数
表17-2-84 减速器齿轮模数mn
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表17-2-85 输出、输入轴轴伸中点处额定径向载荷Fr
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注:1.输入轴转速界于表列转速之间时,许用径向载荷用插值法求值。
2.输出轴转速界于表列转速之间时,许用径向载荷用插值法求值。小于表列最小转速时,按表列该规格最小转速值选取。
3.1000以上规格请另咨询。
表17-2-86 减速器输入轴的转动惯量J1
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(5)主要生产厂家
中国重型机械研究院、湖北荆州市巨鲸传动机械有限公司、江苏泰隆减速机股份有限公司、南京高速齿轮箱厂、洛阳矿山机器厂、呼和浩特新生机械厂。选用时应与生产厂落实其技术参数、外形及安装尺寸。
7.1.2 外形、安装尺寸
一级减速器外形及安装尺寸(NAD 200~560)
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表17-2-87
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注:外形、安装尺寸资料来自荆州市巨鲸传动机械有限公司,后面各表均同。
一级减速器外形及安装尺寸(NAD 560~2000)
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表17-2-88
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一级减速器外形及安装尺寸(NAF 200~560)
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表17-2-89
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二级减速器外形及安装尺寸(NBD 250~560)
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表17-2-90
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二级减速器外形及安装尺寸(NBD 560~2000)
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表17-2-91
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二级减速器外形及安装尺寸(NBF 250~560)
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表17-2-92
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三级减速器外形及安装尺寸(NCD 315~560)
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表17-2-93
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三级减速器外形及安装尺寸(NCD 560~2000)
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表17-2-94
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三级减速器外形及安装尺寸(NCF 315~560)
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表17-2-95
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一级减速器外形及安装尺寸(NAZD 200~560)
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表17-2-96
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一级减速器外形及安装尺寸(NAZD 560~1600)
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表17-2-97
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一级减速器外形及安装尺寸(NAZF 200~560)
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表17-2-98
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二级减速器外形及安装尺寸(NBZD 250~560)
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表17-2-99
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二级减速器外形及安装尺寸(NBZD 560~1600)
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表17-2-100
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二级减速器外形及安装尺寸(NBZF 250~560)
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表17-2-101
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三级减速器外形及安装尺寸(NCZD 315~560)
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表17-2-102
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三级减速器外形及安装尺寸(NCZD 560~2000)
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表17-2-103
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三级减速器外形及安装尺寸(NCZF 315~560)
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表17-2-104
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7.1.3 承载能力
表17-2-105 NAD、NAF减速器高速轴公称输入功率P1
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表17-2-106 NAD、NAF减速器热功率Ph1、Ph2
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表17-2-107 NBD、NBF减速器高速轴公称输入功率P1
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表17-2-108 NBD、NBF减速器热功率Ph1、Ph2
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表17-2-109 NCD、NCF减速器高速轴公称输入功率P1
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表17-2-110 NCD、NCF减速器热功率Ph1、Ph2
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表17-2-111 NAZD、NAZF减速器高速轴公称输入功率P1
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表17-2-112 NAZD、NAZF减速器热功率Ph1、Ph2
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表17-2-113 NBZD、NBZF减速器高速轴公称输入功率P1
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表17-2-114 NBZD、NBZF减速器热功率Ph1、Ph2
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表17-2-115 NCZD、NCZF减速器高速轴公称输入功率P1
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表17-2-116 NCZD、NCZF减速器热功率Ph1、Ph2
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7.1.4 减速器的选用
本标准减速器的承载能力受机械强度和热平衡许用功率两方面的限制,必须满足这两方面的功率表。
(1)工况条件和设计要求
①原动机类型,原动机额定功率P,减速器输入转速n1。
②减速器的输出转速n2或要求传动比i。
③工作机的名称或载荷特性(每小时启动次数、短时过载及振动冲击大小等)。
④工作机的重要性、减速器的使用寿命及可靠性、安全要求等。
⑤每小时内载荷持续率。
⑥减速器的装配形式与原动机、工作机的连接方式。
⑦工作环境温度、通风条件、厂房大小。
(2)按减速器机械强度限制的公称功率P1初选减速器
前面所列按机械强度计算的公称输入功率P1,是按下面原始条件计算而得的:驱动减速器的原动机为电机、汽轮机或水力机;减速器每日工作在3h以内,每小时启动次数不超过5次;带动的工作机械为中等以下冲击载荷,或每日工作在10h以内载荷均匀、仅有轻微冲击的载荷。当不同原动机、不同工作载荷(P2)性质时,应考虑工况系数KA和安全系数SA,即按下式计算选用功率P2m:
P2m=P2KASA (17-2-29)
式中 P2——载荷功率(当未给出载荷功率或转矩时,可以原动机的额定功率P代替P2计算),kW;
KA——减速器工况系数,见表17-2-8;
SA——减速器安全系数,见表17-2-9。
按给定的n1、i和计算的P2m,根据前面各功率表查出减速器的P1,使其满足下式:
P1≥P2m
当给定的n1与功率表中某挡n1的相对误差不超过4%时,可按该挡n1选取P1。如果转速相对误差超过4%,则应按实际转速折算减速器的公称功率P1选用,即。
(3)校核热功率Ph1
前面所列热功率表是按润滑油允许最高平衡温度不超过100℃及以下给定条件计算得出的。
①减速器工作环境温度t0=20℃。
②减速器满载荷工作功率利用率在80%以上。
③小时载荷率为100%。
当实际工况与上述条件不符时,应以系数修正,即乘以环境温度系数f1、小时载荷率系数f2、公称功率利用系数f3(P1见表17-2-105、表17-2-107、表17-2-109、表17-2-111、表17-2-113、表17-2-115;P2为实际载荷功率)。计算选用热功率P2t按下式计算:
P2t=P2f1f2f3≤Ph1 (17-2-30)
f1、f2、f3分别见表17-2-10、表17-2-11、表17-2-12。若Ph1<P2t,应采用油冷却器或稀油集中循环润滑,或选用较大规格的减速器。
(4)校核尖峰载荷和轴伸径向载荷
减速器允许尖峰载荷(短时过载或启动状态)Pmax≤1.8P1。减速器的输入、输出轴的额定径向载荷见表17-2-85。
例 由电机驱动,经减速器带动一台钢带式输送机,电机功率P=75kW,电机转速n1=1450r/min,钢带式输送机转速n2=2.3r/min,公称传动比i=n1/n2=1450/2.3=630,尖峰载荷Pmax=135kW,轴伸受纯转矩,每天24h运转,每小时启动次数小于5次,小时载荷率60%,最高环境温度t=30℃,小空间安装,油池甩油润滑,底座式安装,试选行星减速器型号规格。
(1)按机械强度公称功率P1初选
按表17-2-8查得KA=1.65(按表17-2-13查得钢带式输送机属中等冲击载荷,每天24h运转再加大10%),按表17-2-9查得SA=1.5,载荷功率P2按P=75kW计算,则
P2m=P2KASA=75×1.65×1.5=186kW
查表17-2-115,按转速n1=1500r/min,i=630一挡中查得P1=198kW,初选NCZD1250-630,因给定n1=1450r/min与功率表中n1=1500r/min的相对误差不超过4%,可按n1=1500r/min挡选取P1=198kW。
(2)校核热功率Ph1
按环境温度t=30℃,查表17-2-10得f1=1.15,按小时载荷率60%,查表17-2-11得f2=0.86,按P2/P1=75/198≈0.40,查表17-2-12得f3=1.25,则
P2t=P2f1f2f3=75×1.15×0.86×1.25=92.7kW
按表17-2-116查得NCZD1250的Ph1=175kW>P2t=92.7kW,Ph1通过。
(3)校核尖峰载荷
Pmax=135<1.8P1=1.8×198=356kW
工作状态的热功率小于减速器平衡功率,因此无需增加冷却措施。
所以选减速器NCZD1250,i=630是合适的。