行星齿轮减速器的设计和应用

行星齿轮减速器的设计和应用

刘李梅

(太原重型机械集团有限公司技术中心起重所 山西 太原 030024)

摘要:该文通过实例摘要介绍了六十年代以来在轧钢和起重机械中,根据不同的工作性能和要求,

设计和生产的典型行星齿轮减速器,以及不同的传动方式所满足的不同的机械性能的要求。

关键词:低速重载;差动机构;游动;系杆

中图分类号:TH 132.46 文献标识码:A 文章编号:1671-7880(2005)-05-14-04

The D esi gn and Application of Planetary R educer

L i u L i m e i

Abst ract :This paper introduces t h e desi g n and production of typ ica l p lanetar y reducer wh ich applied i n

t h e r o lli n g m ill and hoisti n g m ach i n ery w ith different trans m ission v ia the practica l applicati o n si n ce 1960s .The desi g n and application w illm eet for various de m ands fo r the m echan ica l properti e s .

K ey W ords :H eavy Load w ith Lo w Speed ;D ifferentialM echan is m ;W anderi n g ;T ie Rod

收稿日期:

2005-03-09

作者简介:刘李梅(1969- ),女,山西太原人,太原重型机械集团有限公司技术中心起重所工程师。

大功率高速行星齿轮传动在五十年代初开始应用以来,到目前已有很大的发展。

六十年代中期开始,我公司陆续在轧钢和起重机械上,根据不同的工作性能和要求,设计生产了一些低速重载行星齿轮减速器。

好的传动型式应以满足工作机械性能的要求为目的,因此在传动型式设计时,必须满足主机对传动型式的要求。现将几个典型设计分述如下:

1.轧钢机械翻卷机行星齿轮减速器

在翻卷机工作中,要求速度慢,因此速比较大。而且是同轴线的,所以设计了如图1所示的3K 行星传动。3K 传动的效率低,但由于其工作制小于40%,所以损失功率产生的热量影响不大,仍旧采用了油池润滑来简化设计。如果设计成图1B 所示2K -H 型,虽然效率提高了,但要获得较大的传动比,必须增加轴向尺寸和零件,从而增加

了生产和制造费用。

V o.l 4N o .3Sep .2005

第4卷第3期无锡职业技术学院学报

2005年9月

Journal o fW ux i Institute o f T echno l ogy

2.锻造行车行星齿轮减速器

锻造行车对一些减速器的要求不一定要同轴式的。但要求中心距较小,宽度可以适量增加。速比有时大于一级齿轮的传动,但中心距只能满足一级齿轮传动强度,所以设计了如图2所示的2K -H 型加一级传动的型式。

3.大跨度门式起重机调速用行星齿轮减速器在大跨度门式起重机运行机构中,如果采用一台减速

器集中传动,则长轴的制造成为关键,而且不必要,有时甚至无法加工。因此采用多台减速器分散传动。但这样将有可能出现因各台电机速度不同,使运行机构两边运行速度不同,从而引起啃轨等现象。因此设计成如图3所示,利用差动机构来调速。这种结构只是在电气技术不够先进的六十年代使用过,目前随着电气技术的高速发展,这种结构已被电气同步所替代。

4.铸造起重机主起升机构行星齿轮减速器

铸造起重机主起升机构,要求运行可靠。当出现某种事故时,能在钢水不低于浇铸温度的情况下进行浇铸。我们采用一台行星齿轮减速器,两个电机或四个电机工作。利用差动机构,合理选择速比,在正常情况下两台电机同

时工作,差动机构将两个运动合成起来。当一个电机发生故障,另一个电机工作速度降低一倍,输出扭距不变。

我公司目前生产的100T ~450T 铸造起重机大多采用

这种形式

5.装配起重机行星齿轮减速器

一般加工车间装配工段的起重机,负荷变化大。如果

按照最大负荷设计很不经济,而且使用不方便,特别是大负荷工作时速度很低,这种速度用于中小负荷时直接影响

刘李梅:行星齿轮减速器的设计和应用

第3期

生产。我公司在六十年代中期设计了主提升行星减速器如图6所示的200T 装配起重机。虽然和图3都是利用行星差动,但图6主要是变速,即速度和负荷都在变化,在最大负荷工作时空钩可以快速返回。

6.张力减径机行星机构

在张力减径机上我们也利用行星机构达到运动的合成(如图7所示)。

二、结构设计

行星齿轮减速器设计中,一个重要的特点就是如何保证负载的均匀分配。目前我公司主要设计和制造过以下几种。

1.采用调心轴承

我们设计制造的行星轮大多数采用双列调心轴承。因为该轴承内外圈之间可以相对倾斜2 ~3 ,所以具有较好的自动调心作用。我们在普通减速器上大多是用此类轴承,装好后不经跑合即能达到接触要求,而采用其它类型的轴承,接触精度要差一些。

2.采用内齿圈游动的方式

如图一所示的3K 传动中,我们采用了内齿圈游动的方式,采用这种方式加工尺寸较大,但如果这时太阳轮浮动有困难,用其他机构又较难实现时,可以采用这种机构。

在中小功率传动中,采用这种机构比较方便。但采用这种机构,到底能提高多少承载能力,尚待进一步研究。

3.合理选择行星轮个数 ap 。

为使载荷均匀分配,应该合理选择行星轮个数和控制加工质量。我厂生产的行星齿轮减速器,大部分 ap=3,也有少数 ap=2。随着行星减速器品种的增加,大重量的系杆越来越多,这样就要求在设计时,除保证中心距公差外,还增加了三个弦的公差。实践证明只要设计合理,加工满足图纸要求,载荷分布就能达到预期效果,这时噪音小,运转比较平稳,否则,噪音大,有冲击。

系杆有整体的(图8)和分开的(图9)两种。但对分开的系杆设计是要求同时加工左右系杆的几个中心孔。而且应考虑到工艺的需要,

增加工艺尺寸。

第4卷 无锡职业技术学院学报