专利名称：大型星轮齿轮箱的制作方法
技术领域：
本发明涉及渐开线少齿差减速技术领域，一种大型星轮齿轮箱。
背景技术：
国家装备制造业‘十二五“重大技术装备自主创新指导目录(草案)要求制造i = 20 1000，T2 = 1000 5000kNm，N1 = 500 9000kW大型星轮齿轮箱。
背景技术：
JB/T8712-1998星轮减速器系渐开线少齿差，因下述改进而被授予专利权(I)内齿圈输出；(2)销轴式输出机构柱销改为双偏心轴，轴上装有四只调心滚子轴承，发明人将此叫做滚动星轮，四只轴承中分别支承于两侧支承盘与两片行星轮销孔中，由于行星轮很宽，因此在每一销孔中加了一只称为辅助轴承；《一种采用星轮传动组件的星轮减速器》ZL01815956. 7与《采用机械芯体的星轮减速器或调速器》ZL 200510098706. 7公开的是一种四片行星轮、内齿圈输出的渐开线少齿差减速器。星轮减速器存在下述问题(A)滚动星轮轴轴承是薄弱环节安徽工业大学学报《混合少齿差星轮减速器星轮轴承寿命计算》(2005. 04)指出混合少齿差星轮减速器的薄弱环节在于滚动星轮轴轴承的失效。论文以HJ-50型为例得出如下结果T2 = 41600Nm、1000rpm、Dw = 610、Zw = 10、单排二行星轮每只滚动星轮轴上装有二只22316C/W33调心滚子轴承、二只6316向心球轴承，为改进销轴式半数轴为全都受力而不惜装置60只价值二万元轴承，如此《创造性》有何实用价值？(B)HJ_50型单片行星轮齿宽b = 240，因而内齿圈齿宽B彡500，远大于插齿行程。如最大输出扭矩为4900kNm时，由于该发明只能做倒双排四片行星轮，理论上外径必须加得很大、齿很宽，显然内齿圈的机加工工艺(调质、变形、插齿等等)难度更大；(C)最大输出扭矩能做到4900kNm时，滚动星轮轴轴承的费用将很高、装配维修更困难；(D)最大输出扭矩能做到4900kNm时，价格将非常昂贵，由于星轮传动结构复杂，因而在相同承载能力条件下，现行价格比NGW行星减速器高35-55% ；(E)输入轴偏心轴承振动产生振动最主要因素是现有技术输入轴偏心轴承均采用调心滚子轴承内装偏心套，因而径向游隙较大。刘泽九《滚动轴承应用手册》720页“实际使用中轴承径向游隙将影响到轴承载荷分布、振动、噪声、摩擦力矩和寿命。”发明内容本发明目的创新系列大型渐开线少齿差减速器，一种大型星轮齿轮箱。技术方案(I)采用1-5组、每组四片行星轮、每片行星轮为铸铁轮幅与合金钢内齿圈装配结构，大大简化工艺；(2)消除振动最佳方案是将调心滚子轴承改进为两只单列圆锥滚子轴承背对背组合，通过精确计算四只偏心套轴向总长度L，将径向游隙控制到接近零；(3)采用刚性笼形W输出机构用均布柱销将输出轴圆盘与均载盘联接一体，支承轴承置于行星轮两侧，减短轴向尺寸，轮与轮间装置圆环板，大幅度提高柱销弯曲强度，当行星轮由一组增加为N组时，由于轮与轮间装有圆环板，使对应于销孔的柱销均处于简支结构，因而柱销具有足够大的弯曲强度，这就是刚性笼形W输出机构的最大优点。取代ZJ2240水泥磨行星减速器计算例
原电机10 极(595rpm) 2500kW，i = 42，额定 T2 = 1685kNm，外型 Φ 3000 X 3890，重量 57406kg。现改为二组八片结构6极电机N1 = 2500kff, IOOOrpm, i = 71; = 142, Z2 = 144，Zd = 2,模数 m = 10. O, b = 86mm,每片行星轮扭矩 T = 210625Nm,求得Ft = 2000T/Cl1'.ItV.,., (N) σ w = KaKvYpY ε Ft/bm = 123 (MPa) < [ σ J = 250 (MPa);柱销Rw = 600, Zw =12，求得27 X 20偏心轴承两只背靠背单列30240 (200 X 360 X 64-48)，782 X 2kN,偏心套e=12. O,求得Lh= 16. 435(2X782/0. 657Ft) = 17030 (h.)计算结果表明外型Φ 1800X2400，重量减轻55-65%，10极改为6极电机可结省近20万元。 HJW-80D星轮减速器参数外型Φ 1800X2642，输出扭矩T2 = 617kNm，重量13000kg,本发明外型、重量与之相仿，但本发明承载能力为HJW-80D星轮减速器2. 5倍。若改为四组16片行星轮结构可传递额定扭矩T2 = 3370kNm。成大先《机械设计手册》(卷4. 16-125页)认为渐开线少齿差效率低，仅85-90%，这是没根据的结论，发明人从近100例、最大扭矩30500ΝΠΚ齿差数Zd = 2、3、4、5，计算结果得出效率Π = O. 934,0. 96,0. 97,0. 98.。《齿轮手册》上7-126页计算例Zd = 2，计算结果得出效率H = O. 944(与我的数据O. 934相近)。有益效果比之《星轮减速器》创造性在于(I)承载能力高，可用来制造T2 =5000kNm大型齿轮箱；(2)重量轻50-60% ； (3)结构简单、装配维修方便，造价低45-55%。
图1，本发明实施例结构示意2.输入轴、偏心套、两只单列圆锥滚子轴承装配示意3.行星轮、销孔、耐磨圈、柱销、柱套装配示意4.组装式行星轮装配示意图具体实施方式
下面结合附图对本发明详加描述参照图I. 一种大型星轮齿轮箱，包括机体(I)及装在机体(I)内行星轮组件、输入轴(13)、W输出机构，所述行星轮组件包括行星轮(4)及内孔偏心轴承，所述偏心轴承包括包括滚子轴承(17)与内圈偏心套(11)，所述偏心轴承装在输入轴(13)轴伸端，所述输入轴(13)由轴承(12)支承在端盖(16)内孔，所述端盖(16)联接在机体(I)输入端，所述机体(I)带散热筋b、顶部有螺孔a、轴承孔底部有指向机体内腔回油孔K，其特征在于(A)所述行星轮组件是指每一组中有相同四片行星轮(4)，所述四行星轮中，一与二轮相位差180°，三与四轮相位差180°，二与三轮相位相同，优点在于输入轴上的回转质量处于静平衡、动平衡状态，使传动更平稳，所述行星轮(4)由铸铁轮幅(L2)与合金钢内齿圈(L1)装配而成，二者之间用均布的骑缝销⑴联接，所述铸铁轮幅(L2)上均布的销孔内滑配一耐磨圈(15)，目的使销孔具有很长使用寿命，所述铸铁轮幅(L2)材质为灰口铸铁或球墨铸铁，其优点是抗振性能好、工艺性能好及节省材料；(B)所述W输出机构包括输出轴(3)、柱销(9)及均载盘(14)，所述柱销(9)的两端分别与输出轴圆盘及均载盘(14)上均布孔紧配，所述输出轴(3)轴颈用轴承(2)支承在机体(I)内孔，所述均载盘(14)内孔用轴承(10)支承在端盖(16)内凸缘外圆上，所述的柱销(9)上、两两行星轮之间有圆环均载板(7)，形成刚性笼型W输出机构而提高了柱销弯曲应力，所述柱销(9)上的柱套(8)与行星轮等厚，改善了销-套之间的润滑与作用力。所述大型星轮齿轮箱，其特征在于所述偏心轴承包括两只背靠背单列圆锥滚子轴承(17)与装在内圈偏心套(8)，所述背靠背是指两轴承外圈小孔端靠紧，所述单只偏心套(8)轴向长度等于2T+(0. 003-0.01mm)，保证每只圆锥滚子轴承径向间隙近于零，消除输入轴偏心轴承振动，T是单列圆锥滚子轴承轴向长度。所述大型卧式摆线减速器，其特征在于所述行星轮组件有二组，与之相应的是行星轮(4)为8片，使承载力增加一倍，所述柱销(9)上、两两行星轮之间有圆环均载板(7)。所述大型星轮齿轮箱，其特征在于所述行星轮组级有三组，与之相应的是行星轮(4)为12片，使承载力增加二倍，所述柱销(9)上、两两行星轮之间有圆环均载板(7)。 所述大型星轮齿轮箱，其特征在于所述行星轮组级有四组，与之相应的是行星轮(4)为16片，使承载力增加三倍，所述柱销(9)上、两两行星轮之间有圆环均载板(7)。所大型星轮齿轮箱，其特征在于所述行星轮组级有五组，与之相应的是行星轮
(4)为20片，使承载力增加四倍，所述柱销(9)上、两两行星轮之间有圆环均载板(7)。当行星轮组数增加时，柱销(9)也增长，但由于每二行星轮之间有一圆环均载板
(7)，因而柱销弯曲强度始终不会降低。
权利要求
1.一种大型星轮齿轮箱，包括机体(I)及装在机体(I)内行星轮组件、输入轴(13)、W输出机构，所述行星轮组件包括行星轮(4)及内孔偏心轴承，所述偏心轴承包括包括滚子轴承(17)与内圈偏心套(11),所述偏心轴承装在输入轴(13)轴伸端，所述输入轴(13)由轴承(12)支承在端盖(16)内孔，所述端盖(16)联接在机体(I)输入端，所述机体(I)带散热筋b、顶部有螺孔a、轴承孔底部有指向机体内腔回油孔K，其特征在于 (A)所述行星轮组件是指每一组中有相同四片行星轮(4)，所述四行星轮中，一与二轮相位差180°，三与四轮相位差180°，二与三轮相位相同，所述行星轮(4)由铸铁轮幅(L2)与合金钢内齿圈(L1)装配而成，二者之间用均布的骑缝销⑴联接，所述铸铁轮幅(L2)上均布的销孔内滑配一耐磨圈(15)，所述铸铁轮幅(L2)材质为灰口铸铁或球墨铸铁； (B)所述的W输出机构包括输出轴(3)、柱销(9)及均载盘(14)，所述的柱销(9)两端分别与输出轴圆盘及均载盘(14)上均布孔紧配，所述输出轴(3)轴颈用轴承(2)支承在机体(I)内孔，所述均载盘(14)内孔用轴承(10)支承在端盖(16)内侧凸缘外圆上，所述柱销(9)上、两两行星轮之间有圆环均载板(7)，所述柱销(9)上的柱套⑶与行星轮等厚，形成刚性笼型W输出机构。
2.根据权利要求I所述大型星轮齿轮箱，其特征在于所述偏心轴承包括两只背靠背单列圆锥滚子轴承(17)与装在内圈偏心套(8)，所述背靠背是指两轴承外圈小孔端靠紧，所述单只偏心套(8)轴向长度等于2T+(0. 003-0. 01mm)，T是单列圆锥滚子轴承轴向长度。
3.根据权利要求I所述的大型卧式摆线减速器，其特征在于所述行星轮组件有二组，与之相应的是行星轮(4)为8片，所述柱销(9)上、两两行星轮之间有圆环均载板(7)。
4.根据权利要求I所述的大型星轮齿轮箱，其特征在于所述行星轮组级有三组，与之相应的是行星轮(4)为12片，所述柱销(9)上、两两行星轮之间有圆环均载板(7)。
5.根据权利要求I所述的大型星轮齿轮箱，其特征在于所述行星轮组级有四组，与之相应的是行星轮(4)为16片，所述柱销(9)上、两两行星轮之间有圆环均载板(7)。
6.根据权利要求I所述的大型星轮齿轮箱，其特征在于所述行星轮组级有五组，与之相应的是行星轮(4)为20片，所述柱销(9)上、两两行星轮之间有圆环均载板(7)。
全文摘要
本发明涉及渐开线少齿差减速技术领域，一种大型星轮齿轮箱，包括机体、行星轮组件、输入轴、W输出机构，其特征在于行星轮由铸铁盘与合金钢轮圈装配而成，铸铁盘销孔内滑配一只耐磨圈；W输出机构包括输出轴、柱销、均载盘，W输出机构支承轴承置于两侧，二行星轮之间有圆环均载板；偏心轴承包括两只背靠背单列圆锥滚子轴承与内圈偏心套；行星轮组件有二组或三组、或四组、或五组，与之相应的是行星轮为8-20片，承载力为额定2-5倍。有益效果(1)承载能力高可用来制造i＝20～1000，T2＝1000～5000kNm大型、超大型齿轮箱；(2)重量轻55-65％；(3)运转时惯性力和惯性力矩理论上完全平衡、噪声低。
文档编号F16H57/023GK102889341SQ20111020855
公开日2013年1月23日 申请日期2011年7月17日 优先权日2011年7月17日
发明者吴声震 申请人:吴小杰