傳動裝置運行范圍以內的分析是必要的。如果出現(xiàn)臨界速度,總的傳動系統(tǒng)設計要作改變,以消除或預防系統(tǒng)的損壞,所以要消除齒輪與軸的振動。除非在購貨協(xié)議中商定外,閉式齒輪傳動的設計者或制造商都不負責對該系統(tǒng)的分析。
起動條件:尖峰載荷起過額定載荷200%時起動或頻繁起動與停止時,要求時行個體的載荷分析。額定載荷定義為選用系數(shù)為1時的齒輪裝置功率。當在原動機與齒輪傳動裝置之間采用軟起動聯(lián)軸器,選用系數(shù)可根據(jù)齒輪傳動裝置制造商對應用情況的分析作出選擇。
b)超載:超過額定載荷的載荷被認為超載。超載可以是瞬時的、周期穩(wěn)態(tài)或性質上是振協(xié)的。應力的大小和循環(huán)次數(shù)值要求作具體分析,以避免低周疲勞或屈服應力失效。有些情況,例如高轉矩馬達、極度反復沖擊、或較高的沖擊載荷,還如當失速狀態(tài)時都需要具本研究。
d)配備制動裝置的應用:當齒輪傳動裝置配備一種使系統(tǒng)運動減速的運行制動裝置時,應根據(jù)制動功率或傳動功率(無論哪個更大)來選擇傳動裝置。假如制動裝置僅用于夾緊且在系統(tǒng)運運停止后應用,其功率應小于齒輪箱功率的200%。如制動裝置功率大于200%,或制動裝置位于齒輪傳動裝置的輸出軸上,則需要具體的分析。
e)可靠性與壽命要求:對于要求高級別的可靠性或非普通的長壽命應用場合,用戶與齒輪制造商在確定選用系數(shù)前應給以仔細的考慮。
9.2.2系統(tǒng)的條件
旋轉機械系統(tǒng)設計中一個重要方面是系統(tǒng)對激振力的動態(tài)(振動)響應的分析。
9.2.2.1振動分析
任何振動分析必須考慮整個系統(tǒng),包括原動機、齒輪傳動裝置、從動設備、聯(lián)軸器及地基等。施加在齒輪傳動裝置上的動載荷是整個系統(tǒng)的動力特性面不是齒輪傳動裝置單獨影響的結果。
9.2.2.2動態(tài)響應
系統(tǒng)的動態(tài)響應導致產(chǎn)生系統(tǒng)的附加載荷和系統(tǒng)中相鄰零件間的相對運動。
疊加到系統(tǒng)中的平均運行載荷上的振動載荷取決于系統(tǒng)的動態(tài)特性,振動載荷可導致系統(tǒng)零部件的失效。
9.2.2.3系統(tǒng)誘發(fā)的失效
齒輪傳動裝置中系統(tǒng)誘發(fā)的失效可產(chǎn)生如斷齒輪、齒輪件的嚴重表面損壞、斷軸、軸承失效或其他零部件的失效。
9.2.2.4特別系統(tǒng)考慮
應該指出:同步電機、一些類型的大轉矩感應電機以及發(fā)電機傳動裝置在系統(tǒng)設計時要求特別當心。
同步電動機在起動時和當瞬時切斷又重新起動時具有高的瞬態(tài)轉矩。
特高轉差率設計的感應電機可以產(chǎn)生很高的起動轉矩,而且電機在很短時間內斷開與又重新閉合時,或當電機用星形、三角形(Y-Δ)接線法起動時要產(chǎn)生大的轉矩。
當發(fā)電機與主系統(tǒng)異相時,會有極高的載荷。而且并聯(lián)連接的短路引起的轉矩載荷可高達正常運行轉矩的20倍。
在決定選用系數(shù)時,所有特定轉矩條件均應考慮到。
9.2.3特殊考慮的問題
當出現(xiàn)以下一個或多個情況時,必須對齒輪傳動裝置的選擇作出調整:
a)外界條件:極端的溫度與環(huán)境條件;
b)潤滑:不符合制造商推薦的任何潤滑劑;
c)軸向誤差與變形;
d)換向應用;
e)涉及人身安全的高危險性應用。
9.3Ksf的確定
對任何應用情況,可在附錄A提供的表(表A.1與表A.2)中選取Ksf的相應值。它還考慮了由于選用電機的沖擊程度。
9.4選用系數(shù)的限制
Ksf包含了應用時一般的起動情況。
假如發(fā)生意外的超轉矩,假如最大轉矩Tmax低于2Tn×Ksf以及假如它的運行沒有超過4.6規(guī)定的循環(huán)次數(shù),這種超轉矩情況是允許的,不會造成損壞。
假如超過了這些值,應該安裝特殊裝置保護齒輪箱,或者選擇更大功率的齒輪箱。
9.5傳動零件的選用系數(shù)
9.5.1應用場合、壽命、可靠性與安全性的關系
在齒輪副計算時,采用選用系數(shù)等于1時,它相當于:
a)抗點蝕能力與彎曲強度的使用系數(shù)KA=1。
b)對給定的材料與熱處理,用于抗點蝕與彎曲強度計算時在設計速度下運轉10000h計算的壽命系數(shù)YNT與ZNT;
c)對于抗點蝕與彎曲強度,相當于99%的可靠性;
d)對于變曲強度,最小安全系數(shù)1.2(SFmin=1.2)和對于抗點蝕最小安全系數(shù)1.0(SHmin=1.0)。
9.5.2閉式傳動裝置適用系數(shù)的確定
通過仔細分析特定應用條件下的運行經(jīng)驗,可以更好地確定選用系數(shù)。
所用的選用系數(shù)包含了可靠性、允許的使用壽命、應用條件及安全系數(shù)這些用經(jīng)驗確定的單個系數(shù)的綜合效果。這些量的每個單獨的數(shù)值影響不可能逐一確定,而只能作為一個整體考慮。
9.6正常工作條件
選用系數(shù)Ksf涵蓋了僅在正常工作條件下產(chǎn)生的起地與動載情況。只要在與齒輪箱有關的動力傳動系統(tǒng)以內沒有自然扭振頻率的激勵,這樣的條件就考慮為正常。
要搞清工作條件是否正常,必須 對包括齒輪箱的全部裝置進行扭振分析。扭振分析是整個系統(tǒng)供應商的責任。對于高輸入速度,應該特別注意核查沒有輪齒嚙合諧和振的危險。