YNK系列齿轮箱的选型方法

已知参数和条件

• 原动机名称，功率P₁=_____kW，转速n₁=_____r/min
• 工作机名称，功率P₂=_____kW，转速n₁=_____r/min
• 要求的传动比i=n₁/n₂
• 每天工作小时数_____h，每小时启动次数_____，每小时J运转周期_____%
• 负荷特点(平稳、冲击、严重冲击)，可靠度要求(一向、较高、高)
• 环境温度_____℃，现场散热条件____________________，冷却水温度_____℃
• 联轴器型式，齿轮轴轴伸上是否还要承受其他附加力
• 装配方式__________型，输出轴旋向(双向旋转时请说明主旋向)
• 有无其他特殊要求

按额定功率选择规格型号

YNK系列齿轮箱的额定功率P_N(表10-表16)是按载荷平稳，每天工作时间小于或等于10h，每小时启动不超过5次，允许启动转矩为工作转矩的2倍，单向运转，单对齿轮的接触强度安全系数约为1，失效率概率小于或等于1%等条件计算确定的。齿轮箱双向运转时，需视情况将PN乘上0.8-1.0的系数。当反向载荷大、换向频繁、选用的可靠度系数KR较低时，系数取较小值，反之取较大值。

所选齿轮箱的额定功率，必须满足：P_c=P₂K_AK_SK_R≦P_N 　　式中各项含义如下——

P_c - 计算功率

P₂ - 工作机功率

K_A - 使用系数，详见下表：

表2

原动机	每天工作小时数	工作机载荷符号
		U	M	H
电动机	≤3	0.8	l	1.5
涡轮机	3-lO	1	1.25	1.75
液压马达	>l0	1.25	1.5	2
4-6气缸活塞 发动机周期性变化而变化 1/100　　1/200	≤3	1	1.25	1.75
	3-10	1.25	1.5	2
	>10	15	1.75	2.25
1-3气缸活塞 发动机周期性变化至 1/100	≤3	1.25	1.5	2
	3-l0	1.5	1.75	2.25
	>l0	1.75	2	25

* 工作机载荷符号详见表9

K_S - 启动系数，详见下表：

表3

每小时启动次数KS KA	0.8-1	1.25-1.75	≥2
≤5	l	1	l
6-25	1.2	1.12	1.06
26-60	1.3	1.2	1.12
61-180	1.5	1.3	1.2
>180	1.7	1.5	1.3

K_R - 可到度系数，详见下表：

表4

可靠度要求	最小安全系数	KR
低	0.85	0.72
一般	1.00	1.00
较高	1.25	1.56
高	1.50	2.25

按许用热功率校核

YNK系列齿轮箱的许用热功率Pt适用于环境温度20，每小时l00%连续运转和功率利用率(指P₂/P_N×l00%)为100% 的情况，条件不同时，须进行修正。

所选齿轮箱应满足：P_ct=P₂K_TK_WK_PP_t 　　式中各项含义如下——

P_ct - 计算热功率

K_T - 环境温度系数，详见下表：

表5

冷却方式	环境温度(℃)
	10℃	20℃	30℃	40℃	50℃
无冷却措施或用风扇冷却	0.88	1	1.15	1.35	1.65
带冷却盘管或同时带风扇和冷却盘管	0.9	1	1.10	1.20	1.3

K_W - 运转周期系数，详见下表：

表6

每小时运转周期(%)	100	80	60	40	20
运转周期系数Kw	1	0.94	0.86	0.74	0.56

K_P - 功率利用率系数，详见下表：

表7

型号	利用率（%）
	20%	30%	40%	50%	60%	70%	80-l00%
YN系列	1.9	1.5	1.25	1.15	1.1	1.05	1
YK系列	1.7	1.4	1.20	1.10	1.05	1	1

校核、轴伸部位承受的径向载荷

齿轮输入轴和输出轴中间部位承受的径向载荷Fr应低于下表的数值：

表8

齿轮箱级数	Frmax(N)
	输入轴	输出轴
单级	50T1	125T2
2-4级	125T1	250T2

式中：T1 - 许用输入转矩N.m ，T2 - 许用输出转矩N.m

选型举例

例1：选一台链条输送机用圆柱齿轮减速器。已知电动机功率P1=350kW，转速n₁=750r/min，链条输送机功率P₂=300kW，公称传动比i_N=4.5，每天工作8h，每小时启动3次，环境温度50℃，每小时运转周期为100%，要求有较高可靠度，装配型式I型，输出轴为逆时针旋向，输入轴轴伸中部作用的径向力为1000N。

解：

a. 确定齿轮箱的规格

由表9查得链条输送机载荷代号为M.查表2，K_A=1.25，表3，K_s=1;查表4，K_R=1.56：因此： P_c=P₁.K_A.K_S.K_R=300×1.25×1×1.56=585(KW)

查表10，NZD型规格为320齿轮箱的额定功率P_N=590kW>P_c。

b. 校核热功率

在给定条件下，查表5，K_t=1.65；查表6，K_w=1：由功率利用率P₂/P_N.100%=300/590×100%=51%；查表7，Kp=1.15。因此：P_ct=P₂.K_T.K_WK_P=300×1.65×1×1.15=569(KW)

查表10，规格为320，带风扇冷却时许用热功率P_t=320kW，不能满足散热要求，改为同时带风扇和盘管冷却，许用热功率P_t=730kW，再查表5，KT=1.3，P_ct=300×1.3×1×1.5=448(kW)<Pt。

c. 校核所承受的径向载荷

输入轴轴伸中部允许承受的最大载荷为 Frmax=50T₁ ＝ 50×9549×P_N/n1 ＝ 50×9549×590/750 ＝ 4333N >1000N

经上述计算，确定所选齿轮箱的代号为YND320-4.51CL。

例2：选一台钢坯装卸用圆柱齿轮减速器。已知：电动机功率P1=150KW转速n₁=1500r/min公称传动比i_N=8.要求双向旋转，输出轴顺时针旋转时为主旋向，主旋向时工作机功率为102kW，反向功率为70kW，每天工作24h，每小时正反各启动120次，每小时运转周期为50%，环境温度为40℃，装配型式II型，要求较高可靠度。

解：

a. 确定齿轮箱的规格

由表9查得钢坯装卸机械载荷代号为H，查表2，K_A=2启动次数240次/小时查表3，Ks=1.3，查表4K_R=1.56；反向载荷大，换向频繁，有一定可靠度，取P_N的修正系数为0.85，因此：

P_C=P₂.K_A.K_S.K_R=102×2×1.3×1.56=413.7(KW)

P_N应大于413.7/0.85=487kW。查表11，选YNL480，额定功率为510kW。实际可靠度系数K_R=P_N×0.85/(P₂×K_A×K_S)=510 × 0.85/(102 × 2 × 1.3)=1.63。

b. 校核热功率

在给定条件下，查表5，K_T=1.35；查表6，K_W=0.8，由功率利用率P₂/P_S×100%=102/510×100%=20%查表7，Kp=1.9;因此：

P_ct=P₂.K_T.K_WK_P =102×1.35×0.8×1.9=209(kw)

查表ll，用同时带风扇和盘管冷却时的许用热功率减去用风扇冷却时的许用热功率，再加上无冷却措施时的许用热功率可求得用盘管冷却时的许用热功率，P_t=360-190+96=262kW>P_ct。

经上述计算，确定所选齿轮箱的代号为YNL480-811BTR。

例3：选一台皮带输送机用圆锥圆柱齿轮减速器。要求输出轴为空心轴。已知：电动机功率P₁=40kW，转速n₁=1500r/min，公称传动比i_N=71，皮带输送散料，功率未作详细计算，略小于电机功率，每天工作8h，每小时启动次数少于3次，安装于大车间内，散热条件较好，环境温度30℃，装配型式l型，输出轴旋向为顺时针方向，要求较高可靠度。

解：

a. 确定齿轮箱的规格

由表9查得散料皮带输送机的载荷代号为M，查表2，K_A=1.25；查表3，K_s=1，查表4，K_R=1.56，以电机功率代工作机功率，P₂=40kW，因此：Pc=P₂×K_A×K_S×K_R=40×1.25×1×1.56=78kW。

查表l5，选KZLA545，额定功率为91kW。实际可靠度系数K_R=P_N/(P₂×K_A×K_S)=91/(40×1.25×1)=1.82

b. 校核热功率

在给定条件下，查表5，K_T=1.15：查表6，K_w=0.94；由功率利用率P₂/P_S×l00%=40/91×100%=44%，查表7，K_p=1.16；因此：P_ct=P₂×K_T×K_W×K_R=40×1.15×0.94×1.16=50kW

查表l5，YKSA545齿轮箱安装于大车间时的许用热功率为115kW>P_ct。

经上述计算，确定所选齿轮箱的代号为YKSA545-71IR。