大型行星差動-內擺線調速器制造技術

本發明專利技術涉及大型齒輪調速器技術領域，一種大型行星差動-內擺線調速器，包括主機體及聯接在輸入端副機體，其中主機體內裝內擺線部件，副機體內裝錐齒輪副、行星及差動部件，其特征在于：所述功率輸入中，一路由主電機經主功率軸上的差動太陽輪傳至差動行星輪，另一路由與輔電機聯接的主錐齒輪軸、經從錐齒輪、太陽輪、行星輪、差動內齒圈傳至差動行星輪，調速后由差動行星架驅動與之聯接的輸入軸，經內擺線部件減速輸出。有益效果：(1)承載能力高，可用來制造i＝20～1000，T2＝1000～5000kNm大型齒輪箱；(2)效率高3-5個百分點，結構簡單、輕量化程度高、制造成本低及重量輕55-65％；(3)運轉時慣性力和慣性力矩理論上完全平衡、噪聲低。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及大型齒輪調速器中
，一種大型行星差動-內擺線調速器。
技術介紹
(I)《采用機械芯體的星輪減速器或調速器》ZL200510098706.7:系主功率驅動單排星輪、調速電機經錐齒輪副驅動行星調速；(2)《星輪調速器》ZL200510098385.0:系主功率驅動雙排行星、調速電機經錐齒輪副驅動單排星輪調速；(3)《行星調速器》200710097638.1:系主功率驅動雙排行星、調速電機經錐齒輪副驅動行星調速。主要存在問題是:(1)主功率驅動的單排星輪減速器漸開線少齒差效率低，僅為85-90% (見《機械設計手冊》成大先卷4.16-125頁)；(2)結構復雜，價格比NGW行星高35-55%; (3)大扭矩機型體積大及輕量化程度低。
技術實現思路
本專利技術目的提供一種效率高、制造成本低、高輕量化大型行星差動-內擺線調速器，用以取代國家“十二五”中列項的大型星輪減速器，取代大型星輪調速器。技術方案技術方案主要是針對擺線承載力的制約因素:(一 )擺線輪銷孔磨削:天津減速機廠首創超大型臥式內孔磨床，偏心回轉半徑594(mm)，用來磨削X12型擺線輪銷孔。《機械設計手冊》中冊930頁載有更大四種機型:Dz=750,850,1000及1200，這就要求超大型臥式內孔磨床偏心回轉半徑為675-1000。計算表明，若Rz = 600、b = 70、Ymax = 1.5并采用半埋齒結構時，四片輪可傳遞T2 = 600kNm,承載力與星輪最大機型HJW80D相同。但用整體淬硬擺線輪是不可能，因為不可能制造這麼大的內孔磨床。(二)僅有4片擺線輪作功難以制造大型、超大型齒輪箱:當由4片增加到8或12片時，扭矩將高達1200或1800kNm.，因而必需采用籠形銷軸式輸出機構；(三)大型齒輪箱的振動:產生振動最主要因素是現有技術輸入軸偏心軸承均采用圓柱滾子軸承內裝偏心套，因而徑向游隙較大。劉澤九《滾動軸承應用手冊》720頁:“實際使用中軸承徑向游隙將影響到軸承載荷分布、振動、噪聲、摩擦力矩和壽命。”技術方案如下:(I)采用1-5組、每組四片輪、每片輪為鑄鐵件與軸承鋼擺線輪圈裝配結構，一方面使輸入軸上回轉質量處于靜、動平衡狀態，另方面大大簡化工藝，大大提高承載能力；(2)消除振動:采用兩只單列圓錐滾子軸承背對背組合，徑向游隙控制到接近零；(3)半埋齒針齒殼裝置于主機體輸入端內孔，采用剛性籠形銷軸式輸出機構:用均布柱銷將輸出軸圓盤與均載盤聯接一體，支承軸承置于兩側，減短軸向尺寸，當擺線輪由一組增為多組時，由于輪與輪間均載圓環，使柱銷均處于簡支結構，因而具有足夠大的彎曲強度；(4)副機體內裝置行星部件目的使小功率調速電機具有足夠大調速扭矩。(5)內擺線嚙合副的特點是互為包絡線的擺線等距線齒輪作為共軛曲線齒輪機構，齒廓曲線多齒密縫接觸，能形成高壓油膜，使嚙合副處于完全潤滑狀態。內擺線嚙合副優點在于:(a)單級減速比可達200(《沒有針輪的擺線變速機》機械傳動2006.04) ； (b)輪齒彎曲強度高；(c)多齒嚙合傳動平穩、承載力高；(d)成本不到行星減速器一半。內擺線嚙合副承載力要高于針齒-擺線輪，為簡化計算下面仍以針齒-擺線輪為例:取代ZJ2240水泥磨行星減速器計算例原設計:電機10 極(595rpm) 2500kW、i = 42、T2 = 1685kNm、外型 Φ 3000 X 3890、重量57.4t.現改為四組16片擺線輪結構:6極電機N1 = 2500kW、1000rpm、i = 71、Rz =500、e = 5.50^K1 = 0.792、K2 = 2.181 >Y^ax = 1.542、b = 55mm,針銷 rz = 10.0,計算結果: Ojniax = (8914/Rz) (Ymax T2/b)0.5 = (8914/500) (1.542 X 210652/55) .5 =1370(MPa)徐灝《機械設計手冊》卷1.4-290頁:[σ J = 2300 (MPa)，過載2.82倍，達T2 =4749kNm ；計算結果表明:外型Φ 1300X3890，重量減輕55-65%，10極改為6極電機可結省近20萬元。有益效果比之
技術介紹
，其創造性在于:(I)承載能力高，可用來制造i = 20 1000，T2 = 1000 5000kNm大型齒輪箱；(2)效率高3-5個百分點，結構簡單、輕量化程度高、制造成本低及重量輕55-65% ；(3)運轉時慣性力和慣性力矩理論上完全平衡、噪聲低。附圖說明圖1，本專利技術實施例結構示意2.輸入軸(12)、偏心套、兩只單列圓錐滾子軸承裝配示意3.擺線輪⑶、耐磨圈(5)、柱銷(6)及柱套裝配示意4.騎縫銷X聯接、鑄鐵盤L2與軸承鋼輪圈L1組裝式擺線輪結構示意圖具體實施方式下面結合附圖對本專利技術詳加描述:參照圖1.2.3.與4.一種大型行星差動-內擺線調速器，包括主機體(I)及與之聯接的副機體(15)，所述的主機體(I)內裝內擺線部件，包括輸入軸(12)、偏心軸承(4)、擺線輪組件、內擺線齒圈(9)及銷軸式輸出機構，輸出機構包括輸出軸(3)、柱銷(6)及柱套，所述副機體(15)內裝錐齒輪副及差動部件，錐齒輪副包括主錐齒輪軸(21)與從錐齒輪(17),主錐齒輪軸(21)聯接調速電機，差動部件包括與主電機聯接的主功率軸(18)、聯接在主功率軸(18)軸伸上的差動太陽輪(19)、差動行星輪(22)及差動內齒圈(23)，其特征在于:(A)錐齒輪副及差動部件之間有行星部件，包括與從錐齒輪(17)聯接的太陽輪(16)、行星輪(20)、聯接在副機體(15)內孔的內齒圈(13)及行星架(14)，使小功率調速電機具有足夠大調速扭矩,輸入功率傳動路線:一路由主電機(未畫出)經主功率軸(18)上的差動太陽輪(19)傳至差動行星輪(22);另一路由調速電機(未畫出)經主錐齒輪軸(21)、從錐齒輪(17)、太陽輪(16)、行星輪(20)、聯接在行星架(14)內的差動內齒圈(23)傳至差動行星輪(22)，調速后由差動行星架(24)驅動與之聯接的輸入軸(12)，經擺線部件減速輸出；(B)擺線輪組件為一組中有相同四片擺線輪(8)，其中一輪與二輪、三輪與四輪相位差180°，二與三輪相位相同，使輸入軸上的回轉質量處于靜、動平衡狀態，傳動更平穩，所述擺線輪(8)由鑄鐵盤L2與軸承鋼輪圈L1裝配而成，二者用騎縫銷X聯接，鑄鐵盤L2上均布的銷孔內滑配耐磨圈(5)，目的使銷孔具有很長使用壽命，鑄鐵盤L2材質為灰口鑄鐵或球墨鑄鐵，鑄鐵抗震及工藝性能好，因而均布的銷孔可在立式加工中心上完成而毋需銷孔磨床；(C)所述的內擺線齒圈(9)聯接在主機體⑴內孔；(D)所述銷軸式輸出機構中，與輸出軸(3)圓盤上均布孔緊配的柱銷(6)穿過擺線輪銷孔與均載盤(10)上均布孔緊配，所述輸出軸(3)軸頸上用軸承(2)支承在機體(I)內孔，所述均載盤(10)內孔用軸承(11)支承在副機體(15)內側凸緣外圓上，所述柱銷(6)上還裝有均載圓環(7)，均載圓環(7)置于兩兩擺線輪之間，使每一對應于擺線輪的柱銷段為簡支結構，提高了柱銷的彎曲應力強度；(E)所述偏心軸承⑷由兩只背靠背單列圓錐滾子軸承與裝在二軸承內圈的偏心套組成，背靠背是指兩軸承外本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種大型行星差動?內擺線調速器，包括主機體(1)及與之聯接的副機體(15)，所述的主機體(1)內裝內擺線部件，包括輸入軸(12)、偏心軸承(4)、擺線輪組件、內擺線齒圈(9)及銷軸式輸出機構，輸出機構包括輸出軸(3)、柱銷(6)及柱套，所述副機體(15)內裝錐齒輪副及差動部件，錐齒輪副包括主錐齒輪軸(21)與從錐齒輪(17)，主錐齒輪軸(21)聯接調速電機(未畫出)，差動部件包括與主電機(未畫出)聯接的主功率軸(18)、聯接在主功率軸(18)軸伸上的差動太陽輪(19)、差動行星輪(22)及差動內齒圈(23)，其特征在于：(A)錐齒輪副及差動部件之間有行星部件，包括與從錐齒輪(17)聯接的太陽輪(16)、行星輪(20)、聯接在副機體(15)內孔的內齒圈(13)及行星架(14)，傳動路線：主電機經主功率軸(18)上的差動太陽輪(19)傳至差動行星輪(22)；調速電機經主錐齒輪軸(21)、從錐齒輪(17)、太陽輪(16)、行星輪(20)、聯接在行星架(14)內的差動內齒圈(23)傳至差動行星輪(22)，調速后由差動行星架(24)驅動與之聯接的輸入軸(12)，經內擺線部件減速輸出；(B)擺線輪組件為一組中有相同四片擺線輪(8)，其中一輪與二輪、三輪與四輪的相位差180°，二輪與三輪相位相同，擺線輪(8)由鑄鐵盤L2與軸承鋼輪圈L1裝配而成，二者用騎縫銷X聯接，鑄鐵盤L2上均布銷孔內滑配耐磨圈(5)，鑄鐵盤L2材質為灰口鑄鐵或球墨鑄鐵；(C)所述的內擺線齒圈(9)聯接在主機體(1)內孔；(D)所述銷軸式輸出機構中，與輸出軸(3)圓盤上均布孔緊配的柱銷(6)穿過擺線輪銷孔與均載盤(10)上均布孔緊配，所述輸出軸(3)軸頸用軸承(2)支承在機體(1)內孔，所述均載盤(10)內孔用軸承(11)支承在副機體(15)內側凸緣外圓上，所述柱銷(6)上還裝有均載圓環(7)，均載圓環(7)置于兩兩擺線輪之間；(E)所述偏心軸承(4)由兩只背靠背單列圓錐滾子軸承與裝在二軸承內圈的偏心套組成，背靠背是指兩軸承外圈內錐孔小孔端靠緊，偏心套長度等于兩軸承總寬度加0.003?0.01mm。...

【技術特征摘要】
1.一種大型行星差動-內擺線調速器，包括主機體(I)及與之聯接的副機體(15)，所述的主機體(1)內裝內擺線部件，包括輸入軸(12)、偏心軸承(4)、擺線輪組件、內擺線齒圈(9)及銷軸式輸出機構，輸出機構包括輸出軸(3)、柱銷(6)及柱套，所述副機體(15)內裝錐齒輪副及差動部件，錐齒輪副包括主錐齒輪軸(21)與從錐齒輪(17)，主錐齒輪軸(21)聯接調速電機(未畫出)，差動部件包括與主電機(未畫出)聯接的主功率軸(18)、聯接在主功率軸(18)軸伸上的差動太陽輪(19)、差動行星輪(22)及差動內齒圈(23)，其特征在于: (A)錐齒輪副及差動部件之間有行星部件，包括與從錐齒輪(17)聯接的太陽輪(16)、行星輪(20)、聯接在副機體(15)內孔的內齒圈(13)及行星架(14)，傳動路線:主電機經主功率軸(18)上的差動太陽輪(19)傳至差動行星輪(22);調速電機經主錐齒輪軸(21)、從錐齒輪(17)、太陽輪(16)、行星輪(20)、聯接在行星架(14)內的差動內齒圈(23)傳至差動行星輪(22)，調速后由差動行星架(24)驅動與之聯接的輸入軸(12)，經內擺線部件減速輸出； (B)擺線輪組件為一組中有相同四片擺線輪(8)，其中一輪與二輪、三輪與四輪的相位差180°，二輪與三輪相位相同，擺線輪(8)由鑄鐵盤L2與軸承...

【專利技術屬性】
技術研發人員：吳聲震，
申請(專利權)人：吳小杰，
類型：發明
國別省市：