[发明专利]大型星轮齿轮箱

说明书

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：(1)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》ZL 01815956.7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≥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  (1)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φ3000×3890，重量57406kg。

现改为二组八片结构：6极电机N₁＝2500kW，1000rpm，i＝71，Z₁＝142，Z₂＝144，Zd＝2，模数m＝10.0，b＝86mm，每片行星轮扭矩T＝210625Nm，求得：Ft＝2000T/d₁＝296655(N)σ_w＝KaKvY_FYεFt/bm＝123(MPa)＜[σ_w]＝250(MPa)；柱销：Rw＝600，Zw＝12，求得：27×20偏心轴承：两只背靠背单列30240(200×360×64-48)，782×2kN，偏心套e＝12.0，求得：

Lh＝16.435(2×782/0.657Ft)＝17030(h.)

计算结果表明：外型φ1800×2400，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φ1800×2642，输出扭矩T₂＝617kNm，重量13000kg，