- 机械设计师手册（下册）
- 吴宗泽 高志
- 4052字
- 2025-02-16 01:26:09
17.2 渐开线圆柱齿轮减速器
17.2.1 硬齿面圆柱齿轮减速器
17.2.1.1 型式和标记方法
这类减速器是渐开线圆柱（Z）齿轮减速器。减速器高速轴转速不大于1500r/min，齿轮的圆周速度不大于20m/s；工作环境的温度范围-40～45℃，低于0℃，起动前润滑油应预热。
标记示例：
17.2.1.2 外形尺寸和安装尺寸
圆柱齿轮减速器外形尺寸及装配型式见表17-3～表17-5。
表17-3 ZDY型单级硬齿面减速器外形尺寸及装配型式 （单位：mm）
（续）
表17-4 ZLY型两级硬齿面减速器外形尺寸及装配型式 （单位：mm）
（续）
表17-5 ZSY型三级硬齿面减速器外形尺寸及装配型式 （单位：mm）
（续）
17.2.1.3 承载能力
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，因此减速器的选用必须通过两个功率表。减速器的功率P1和热功率PG1、PG2列于表17-6～表17-11。减速器的工况系数KA见表17-12。减速器载荷分类见表17-13。热功率影响系数f1、f2、f3见表17-14。减速器安全系数SA见表17-15。
表17-6 ZDY减速器功率P1
注：i=6.3无标准施工图样，如欲采用i=6.3，需特殊设计齿轮轴与轴承结构。
表17-7 ZDY减速器热功率PG1、PG2
注：当采用循环油润滑时，可按润滑系统计算适当提高PG2。
表17-8 ZLY减速器功率P1
表17-9 ZLY减速器热功率PG1、PG2
注：当采用循环油润滑时，可按润滑系统计算适当提高PG2。
表17-10 ZSY减速器功率P1
（续）
表17-11 ZSY减速器热功率PG1、PG2
注：当采用循环油润滑时，可按润滑系统计算适当提高PG2。
表17-12 减速器的工况系数KA
表17-13 部分减速器载荷的分类
注：U为均匀载荷；H为强冲击载荷；M为中等冲击载荷。
①仅用于24h工作制。
表17-14 热功率影响系数K1、K2、K3
（续）
表17-15 减速器安全系数SA
17.2.1.4 选用方法
首先按减速器机械强度许用公称功率P1选用。如果减速器的实用输入转速与承载能力表中的三挡转速（1500r/min、1000r/min、750r/min）的某一挡转速相对误差不超过4%，可按该挡转速下的公称功率，选用相当规格的减速器；如果转速相对误差超过4%，则应按实用转速折算减速器的公称功率选用。然后校核减速器热平衡许用功率。
【例17-1】 输送大件物品的带式传动机减速器，电动机驱动，通过中间减速，输入转速n1=1000r/min，传动比i=5.6，载荷功率P2=240kW，轴伸承受纯转矩，每日工作24h，最高环境温度t=30℃，厂房较大，自然通风冷却，油池润油。要求选用第Ⅰ种装配型式的标准减速器。
【解】 1）按减速器的机械强度功率表选取，要计入工况系数KA，还要考虑安全系数SA。
按表17-13查得，带式传动机载荷为中等冲击载荷，减速器失效会引起生产线停产。查表17-12、表17-15得：KA=1.5，SA=1.5。机械强度计算功率P2m为
P2m=P2KAS2=240×1.5×1.5kW=540kW
要求P2m≤P1
按i=5.6及n1=1000r/min，公称转速1000r/min，查表17-3：ZDY315，i=5.6，n1=1000r/min，P1=540kW。可以选用ZDY315减速器。
2）校核热功率P2t能否通过。要计入系数K1、K2、K3，应满足P2t=P2K1K2K3≤PG1。
查表17-14，得
K1=1.15
K2=1（每日24h连续工作）
K3=1.10（P2/P1）=1.15×240/540
=48.9%≤50%
P2t=240×1.15×1.10kW=303.6kW
查表17-7：ZDY315，PG1=270kW，PG1＜P2t，只有采用盘状管冷却时，PG2≈695kW。PG2＞P2t。因此可以选定：
ZDY315-5.6-Ⅰ减速器，采用油池润滑，盘状水管通水冷却润滑油。
如果不采用盘状管冷却，则需另选较大规格的减速器。按以上程度重新计算，应选ZDY450-5.6-Ⅰ。
减速器的许用瞬时尖峰载荷P2max≤1.8P1。此例未给出运转中的瞬时尖峰载荷，故不校核。
17.2.2 轴装式减速器
17.2.2.1 特点
这种减速器是轴线曲折布置的平衡轴渐开线硬齿面圆柱齿轮减速器。它是借空心输出轴与工作机轴相连接，无地脚，靠拉杆固定。按输出轴旋转方向，分为单向旋转（带逆止装置）和双向旋转；按空心输出轴端盖型式，分为闷盖和通盖；按连接方式分为键连接和涨圈连接；按输入轴装配型式分为左装和右装。
本减速器适用条件见表17-2。
17.2.2.2 代号和标记
（1）代号 ZJ为轴装式减速器；L为输出轴双向旋转；S为输出轴顺时针单向旋转；N为输出轴逆时针单向旋转；M为空心输出轴端盖为闷盖；T为空心输出轴端盖为通盖；Y为输入轴安装型式为右装；Z为输出轴安装型式为左装。
（2）标记示例
17.2.2.3 装配型式、外形尺寸和承载能力
（1）装配型式 见表17-16。
表17-16 ZJ型减速器装配型式代号
（2）外形尺寸及承载能力 见表17-17。
表17-17 ZJ型轴装式减速器外形尺寸及承载能力
（续）
①额定输出转矩T2。
②额定逆止力矩T2′，通过逆止装置产生防止反转的额定力矩。
17.2.2.4 选用方法
（1）选取型号 根据计算转矩，由表17-17选取型号。
计算转矩为
式中TC2——计算输出转矩（N·m）；
P1W——实际输入功率（kW）；
n1W——实际输入转速（r/min）；
i——减速器的实际速比；
η——减速器的传动效率，取η=0.95；
KA——工况系数，KA见表17-14；
T2——额定输出转矩（N·m），见表17-17。
（2）校核瞬时尖峰载荷
Tmax≤2.5T2W
式中Tmax——瞬时尖峰载荷（N·m）；
T2W——减速器实际输出转矩（N·m）。
17.2.3 同轴式圆柱齿轮减速器
JB/T 7000—2010中有TZL、TZS、TZLD、TZSD四个系列，适用于冶金、矿山、能源、建材、化工等行业。其工作条件为齿轮圆周速度不大于20m/s，允许正、反转；工作环境温度为-40～40℃，低于0℃时，起动前润滑油应预热；适用于水平卧式安装，允许输出轴向下倾斜安装，输出轴与水平面夹角不大于20°，TZLD、TZSD型的工作海拔不超过1000m。
17.2.3.1 型式和标记方法
TZL为二级传动双出轴型同轴式圆柱齿轮减速器；TZS为三级传动双出轴型同轴式圆柱齿轮减速器；TZLD为二级传动直联电动机型同轴式圆柱齿轮减速器；TZSD为三级传动直联电动机型同轴式圆柱齿轮减速器。
标记示例：
17.2.3.2 外形尺寸和安装尺寸
TZL、TZS型减速器的外形尺寸见表17-18、TZLD、TZSD型减速器的外形尺寸见表17-19。
表17-18 TZL、TZS型减速器的外形尺寸（摘自JB/T 7000—2010） （单位：mm）
（续）
注：L代表TZL，S代表TZS。
表17-19 TZLD、TZSD型减速器的外形尺寸（摘自JB/T 7000—2010） （单位：mm）
（续）
注：机座号中L代表TZLD，S代表TZSD。
17.2.3.3 承载能力
TZL、TZS型减速器承载能力见表17-20和表17-21。
表17-20 TZL型减速器的实际传动比i和公称输入功率P1 （单位：kW）
表17-21 TZS型减速器的实际传动比i和公称输入功率P1 （单位：kW）
（续）
TZLD、TZSD型减速器的实际传动比i、电动机功率P1和选用系数K见表17-22。
表17-22 TZLD、TZSD型减速器的实际传动比i、电动机功率P1和选用系数K
（续）
（续）
（续）
（续）
（续）
（续）
（续）
（续）
（续）
（续）
（续）
（续）
减速器的公称热功率见表17-23。减速器的工况系数KA、安全系数SA、环境温度系数K1、载荷率系数K2、公称功率利用系数K3见表17-24～表17-28。
表17-23 减速器的公称热功率PG1
（续）
注：当采用循环油润滑冷却时，公称热功率PG2为二级传动PG2=PG1+0.63ΔtqV；三级传动PG2=PG1+0.43ΔtqV。这里，Δt为进出油温差，一般Δt≤10℃，进油温度≤25℃；qV为油流量（L/min）。
表17-24 减速器的工况系数KA
注：表中载荷分类见表17-13。
表17-25 减速器的安全系数SA
表17-26 环境温度系数K1
表17-27 载荷率系数K2
表17-28 减速器公称功率利用系数K3
注：1．对TZL、TZS型减速器，功率利用率=P2/P1；P2为负载功率；P1为表17-20、表17-21中的输入功率。
2．对TZLD、TZSD型减速器，功率利用率=P2/（KP1）；P2为负载功率；P1、K为表17-22中的电动机功率和选用系数。
17.2.3.4 选用方法
（1）TZL、TZS型减速器的选用
1）按减速器机械强度许用公称输入功率P1选用：
①确定减速器的负载功率P2。
②确定工况系数KA、安全系数SA。
③求得计算功率P2C。
P2C=P2KASA
④查表17-20或表17-21，使得P2C≤P1。若减速器的实际输入转速与表17-20或表17-21中的三挡转速（1500r/min，1000r/min，750r/min）的某一挡转速相对误差不超过4%，可按该挡转速下的公称功率选用合适的减速器；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选用。
2）校核热功率能否通过：
①确定系数K1、K2、K3。
②求得计算热功率P2t：
P2t=P2K1K2K3
③查表17-23，P2t≤PG1，则热功率通过。
若P2t＞PG1，则有两种选择：一是采用循环油润滑冷却，使P2t≤PG2，这时K1应按表17-26重选；二是另选较大规格减速器，重复以上步骤，使P2t≤PG1。
3）如果轴伸承受径向载荷，径向载荷不允许超过表17-29中的许用径向载荷。若轴伸承受有轴向载荷或径向载荷大于许用径向载荷，则应校核轴伸强度与轴承寿命。
表17-29 减速器轴伸许用径向载荷
注：当轴为双向旋转时，表中值除以1.5。当外部载荷有较大冲击时，表中值除以1.4。当Q的作用点在轴伸外端部或轴肩处时，Q值分别为表中值的0.5倍和1.6倍。当Q作用在其他部位时，许用的Q值按插入法计算。
减速器许用的瞬时尖峰载荷P2max≤1.8P1。
【例17-2】 输送大块物料的带式输送机选用TZL型减速器，驱动机为电动机，其转速n1=1350r/min。要求实际传动比i≈8，负载功率P2=52kW，轴伸受纯转矩，每日连续工作24h，最高环境温度38℃。厂房较大，自然通风冷却，油池润滑。
【解】 1）按减速器机械强度许用公称输入功率P1，初选减速器。
负载功率P2=52kW，查表17-29，带式输送机输送大块物料时载荷为中等冲击，减速器失效会引起生产线停产，查表17-24、表17-25得：KA=1.5，SA=1.4，计算功率P2C为
P2C=P2KASA=109.2kW
查表17-20：TZL355，i=8.15，n1=1500r/min时，P1=135.6kW。当n1=1350r/min时，折算公称功率
P2C＜P1，可以选用TZL355减速器。
2）校核热功率能否通过。查表17-26～表17-28得：K1=1.31，K2=1，K3=1.23。计算热功率P2t为
P2t=P2K1K2K3=52×1.31×1×1.23kW
=83.8kW
查表17-23：TZL355，PG1=77kW
P2t＞PG1，热功率未通过。
3）不采用循环油润滑冷却，另选较大规格减速器。按以上程序重新计算，TZL375满足要求，因此选定的减速器为TZL375—8.04。
此例未给出运转中的瞬时尖峰载荷，故不校核P2max。
（2）TZLD、TZSD型减速器的选用
1）按减速器的电动机功率P1选用：
①确定减速器的负载功率P2。
②按负载功率P2大约为电动机全容量的0.7～0.9，确定电动机功率P1。
③确定工况系数KA，安全系数SA，并求得选用系数KC：
KC=KASAP2/P1
④查表17-22，按所要求的P1、传动比，查找选用系数K，使K≥KC，则K所对应的机座号，即为所选的减速器。
2）校核热功率能否通过，方法同上。
3）轴伸的校核同上。
减速器许用的瞬时尖峰载荷P2max≤1.8KP1
【例17-3】 生产线上使用的螺旋输送机要选用TZSD型减速器。要求实际传动比i≈25，负载功率P1=6.3kW，轴伸受纯转矩，每日连续工作8h，最高环境温度t=35℃，户外露天工作，自然通风冷却，油池润滑。
【解】 1）按减速器的电机功率P1，初选减速器。
负载功率P2=6.3kW，按P2≈（0.7～0.9）P1，则P1=7.5kW。查表17-30，螺旋输送机载荷为中等冲击，减速器失效会引起生产线停产。查表17-24、表17-25，得KA=1.25，SA=1.4。计算选用系数KC为
表17-30 TZLD、TZSD型减速器电动机功率与直联电动机机座号及转速对照表
KC=KASAP2/P1
=1.25×1.4×6.3/7.5=1.47
查表17-22：TZSD225，实际传动比i=24.01，符合传动比要求，选用系数K=1.64，K＞KC，可以选用TZSD225减速器。
2）校核热功率能否通过。查表17-26～表17-28，得K1=1.15，K2=1，K3=1.15。计算热功率P2t为
P2t=P2K1K2K3=6.3×1.25×
1×1.15kW=9.06kW
查表17-23：TZSD225，PG1=29kW，PG1＞P2t，热功率通过。
所选定的减速器为 TZSD225—24.01—7.5。
此例未给出运转中的尖峰负荷，故不校核。
TZLD、TZSD型减速器功率与直联电动机机座号及转速对照见表17-30。