正确选型单级蜗轮箱需要根据工作机的功率、转速、工况系数等参数进行计算,确保传动系统可靠运行。
选型首先确定输入功率和输出扭矩。已知工作机所需的扭矩T2(牛米)和输出转速n2(转每分),可计算所需输出功率P2 = T2 × n2 / 9550。考虑到蜗轮箱的效率η,输入功率P1 = P2 / η。效率η受蜗杆头数、润滑条件和装配精度影响,单头蜗杆效率约50%至70%,双头约70%至80%,四头可达85%以上。对于间歇工作或短时过载,可选用较小的功率等级。
传动比i = n1 / n2,其中n1为输入转速。根据总传动比确定蜗杆头数Z1和蜗轮齿数Z2,满足i = Z2 / Z1。标准单级蜗轮箱的中心距a已系列化,如63、80、100、125、160、200、250毫米等。中心距的选择与承载能力直接相关,中心距越大,承载能力越高。可根据输出扭矩和工况系数查表初选中心距。
热平衡校核是选型中的重要环节。蜗轮箱在连续运行时,因摩擦产生的热量会使油温升高。当发热量等于散热量时达到热平衡温度,一般要求油温不超过85摄氏度。热平衡功率与箱体表面积、环境温度、散热条件有关。当计算热功率不足时,可采取以下措施:选用更大机座号;增加外部风扇或水冷盘管;加装辅助散热油泵。
工况系数KA综合考虑载荷性质、每日工作时间、启动频率等因素。平稳载荷取1.0,中等冲击取1.25至1.5,强烈冲击取1.75以上。此外,环境温度、海拔高度、安装方向等也会影响承载能力,需按产品样本中的修正系数进行调整。
选型时还需确认输入输出轴的连接方式。输入端可采用直联电机(带输入法兰)或通过联轴器与电机连接;输出轴形式分为实心轴、空心轴或带键槽的轴端。安装方位有卧式、立式或任意角度,不同方位需对应不同的润滑方式和油位设计。
最后验证蜗轮箱的最大扭矩和瞬时过载能力。启动或制动时可能产生峰值扭矩,不应超过额定扭矩的2倍。对于有自锁要求的场合,需校核蜗杆螺旋升角是否小于摩擦角,通常螺旋升角控制在4至6度之间可实现可靠自锁。