起重机用双速差动行星齿轮减速器装置的设计毕业设计论文管理资料Word文档下载推荐.docx

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相对其他减速机，行星减速机具有高刚性、高精度（单级可做到1分以内）、高传动效率（单级在97%-98%）、高的扭矩/体积比、终身免维护等特点。

因为这些特点，行星减速机多数是安装在步进电机和伺服电机上，用来降低转速，提升扭矩，匹配惯量。

行星减速机额定输入转速最高可达到18000rpm（与减速机本身大小有关，减速机越大，额定输入转速越小）以上，工业级行星减速机输出扭矩一般不超过2000Nm，特制超大扭矩行星减速机可做到10000Nm以上。

工作温度一般在-25℃到100℃左右，通过改变润滑脂可改变其工作温度。

起重机用双速差动行星齿轮减速装置是自由度为1的差动轮系所得到的单自由度行星齿轮减速装置，该变速器由两个行星轮系组成，该行星齿轮减速装置采用两级变速，使起重机在不同的载荷下不同的速度，满足工作需要。

同时，行星齿轮传动具有体积小、结构紧凑、传动功率大、承载能力高等优点，并且只要选择行星传动的类型和配齿方案，便可利用少数几个齿轮而得到很大的传动比。

此外，行星齿轮传动由于它的三个基本构件都可以转动，故可以实现运动的合成与分解，以及有级和无级变速传动等复杂的运动。

世界上一些先进的工业国家，如西德、日本、英国、美国等，在行星齿轮传动的研究、生产制造和应用等方面均处于领先水平。

1880年德国第一个行星传动齿轮装置的专利出现。

19世纪以来，随着机械工业特别是汽车和飞机工业的发展，对行星传动齿轮的发展有很大影响。

1920年首次成批制造出行星传动齿轮传动装置，并首先用作汽车的差速器。

1938年起集中发展汽车用的行星传动齿轮传动装置。

二次世界大战后，高速大功率船舰、透平发电机组、透平压缩机组、航空发动机及工程机械的发展，促进行星齿轮传动的发展。

高速大功率行星齿轮传动广泛的实际应用，于1951年首先在德国获得成功。

1958年后，英、意、日、美、苏、瑞士等国亦获得成功，均有系列产品，并已成批生产，普遍应用。

英国Allen齿轮公司生产的压缩机用行星减速器，功率25740KW；

德国Renk公司生产的船用行星减速器，功率11030KW.

低速重载行星减速器已由系列产品发展到生产特殊用产品，如法国Citroen生产用于水泥磨、榨糖机、矿山设备的行星减速器，重量达125t，输出转矩3900；

；

我国从20世纪60年代开始研制应用行星齿轮减速器，20世纪70年代制订了NGW型渐开线行星齿轮减速器标准系列JB1799-1976.

世界各先进工业国，经由工业化、信息工业化，正在进入知识化时代，行星齿轮传动在设计上日趋完善，制造技术不断进步，使行星齿轮传动以达到较高的水平。

我国与世界先进水平虽存在明显差距，但随着改革开放带来设备引进、技术引进，在消化吸收国外先进技术方面取得长足的进步。

随着生产的不断发展，制造技术的不断进步，以及行星齿轮传动在设计上日趋完善，从而使行星齿轮传动至今已达到了较高的水平。

目前渐开线行星齿轮传动圆周速度达160～200米/秒，传递功率达100000马力，，齿轮噪音达85分贝以下，并且外廓尺寸小，重量轻，它比同等工作条件下的定轴齿轮传动外廓尺寸和重量减小1/2～1/6。

表1列出了Delaval公司生产的传动比i=，N=6000马力的行星齿轮减速箱与该工作条件下的一般定轴齿轮减速箱的比较情况。

行星齿轮传动与一般齿轮传动在相同条件下，圆周速度也较小，故传动载荷比一般齿轮也小些，并且行星齿轮传动还具有工作可靠，同轴传动等一系列优点。

表1行星齿轮减速箱和一般定轴齿轮减速箱比较

项目

行星齿轮减速箱

一般定轴齿轮减速箱

总重量（kg）

3471

6943

高度（m）

长度（m）

宽　　　度（m）

体积（）

损失功率（kw）

齿宽（m）

81

95

圆周速度（m/s）

目前行星齿轮传动不仅适用于高速大功率，而且在低速大扭矩设备上也已推广应用，它几乎适应于一切功率、速度范围和一切工作条件，成为世界各国齿轮传动发展之重点。

渐开线行星齿轮传动已被广泛应用于船舰主减速器，汽车、坦克和拖拉机的差速器，活塞式和涡轮螺旋桨式航空发动机与直升飞机中带动螺旋桨的行星传动，以及波音——菲托CH——1T前旋翼驱动行星齿轮箱和贝尔VH——1D主旋翼驱动行星齿轮减速器，燃气轮机、高速汽轮机和透平鼓风机及压缩机的行星齿轮增速箱和减速箱，以及工程机械等产品上。

我国从1968年起，先后在有关单位试制成功列车电站燃气轮机（N=3000千瓦），工业用高速汽轮机（N=500千瓦）和万立米制氧透平压缩机（N=6300千瓦）的行星齿轮箱。

为了推广行星传动，有一机部组成了NGW系列工作组，由西安重机研究所、银川通用机械厂、荆州减速机厂和各中性机械厂等二十几个单位于1974年制定了NGW（2K-H）型渐开线行星齿轮减速器的部标准。

目前渐开线行星齿轮传动在国内已逐渐受到重视，并推广其应用。

　我国是从20世纪60年代起开始研制应用行星齿轮减速器，20世纪70年代制订了NGW型渐开线行星齿轮减速器标准系列JB1799-1976。

已形制成功高速大功率的多种行星齿轮减速器，如列车电站燃气轮机（3000kW）/高速汽轮机（500kW）和万立方米制氧透平压缩机（6300kW）的行星齿轮箱，低速大转矩的行星减速器也已批量生产，如矿井提升机的XL-30型行星减速器（800kW）。

世界各先进工业国，经由工业化、信息化时代，正在进入知识化时代，行星齿轮传动在设计上日趋完善，制造技术不断进步，使行星齿轮传动已达到了较高水平。

我国与世界先进水平虽存在明显差距，但随着改革开放带来设备引进，技术引进，在消化吸收国外先进技术方面取得长足的进步。

行星齿轮传动的发展趋势

（1）向高速大功率及低速大转矩的方向发展。

行星齿轮箱传递的功率将与日俱增，但是机组功率的继续增大，目前受优越工艺因素的限制，主要是没有与齿轮尺寸进一步增大相适应的高精度切齿机，另一方面则是梅雨齿轮直径大于6米的热加工锻造设备。

因此需进一步研制大尺寸的高淬硬齿轮切削用的高刚性高精度滚齿和插齿机，以及高精度和超硬切齿刀具和检验仪器。

在设计方面，则应着重于擦伤强度的研究，制定出齿轮擦伤强度的计算公式，并对齿轮本体和箱体的变形、应力计算进行研究。

随着高速的发展，目前对行星齿轮传动的动力学研究还很不够，特别是与公害有关的振动和噪音的研究。

随着电算技术的发展，还应用有限元法制定出应用电子计算机进行齿轮设计和加工精度的计算方法，用电算解决参数选择最优化。

此外，还必须对内齿圈的固定方法，齿面接触应力、齿根弯曲应力、齿轮加工工艺、均载机理及其装置、齿轮润滑等进行研究，还应大量开展行星齿轮传动的试验研究工作，例如：

实际负荷运转试验，齿轮应力状态、效率、温升、振动、噪音、润滑等各种性能试验，寿命试验，破坏试验等。

例如年产300Kt合成氨透平压缩机的行星齿轮增速器，其齿轮圆周速度已达150m/s；

日本生产了巨型船舰推进系统用的行星齿轮箱，功率为22065kw；

大型水泥球磨机所用80/125型行星齿轮箱，。

在这类产品的设计与制造中需要继续解决均载、平衡、密封、润滑、零件材料及热处理及高效率、长寿命、可靠性等一系列设计制造技术问题。

（2）向无级变速行星齿轮传动发展。

多年来一直需要一种传递大功率、高效率、变速比的传动装置（无级变速），即输入速度是固定的，输出速度是可调的。

实现无级变速，对行星齿轮传动来说，就是让行星齿轮传动中三个基本构件都转动并传递功率，这只要在原先行星齿轮传动装置中对原来固定的基本构件附加一个转动，就能使输出转速有所增减而成为行星齿轮无级变速器。

现已制成能传递2000Psi以上的无级变速齿轮箱。

实现无级变速就是让行星齿轮传动中三个基本构件都转动并传递功率，这只要对原行星结构中固定的构件加一个转动（如采用液压泵及液压马达系统来实现），就成为无级变速器。

（3）向复合式行星齿轮传动发展。

近几年来，国外蜗杆传动、螺旋齿轮传动、圆锥齿轮传动与行星齿轮组合使用，构成复合式行星齿轮箱。

其高速级用前述各种定轴类型传动，低速级用行星齿轮传动，这样可适应相交轴和交错轴间的传动，可实现大传动比和大转矩输出等不同用途，充分利用各类型传动的特点，克服各自的缺点，以适应市场上多样化需求。

如制碱工业澄清桶用蜗杆蜗轮——行星齿轮减速器，总传动比i=,。

（4）向少齿差行星齿轮传动方向发展。

这类传动主要用于大传动比、小功率传动。

主要是它外廓尺寸小、重量轻、传动比大，一级可达100~115，效率较高，，该机薄弱环节主要是转臂轴承于高速重载，啮合角很大，一齿差时达56º

左右，。

因此，这种传动现阶段只适用于中小功率，国内应用的少齿差渐开线行星齿轮传动功率均为超过50千瓦。

转臂轴承性能和承载能力有所提高，则传递功率增大。

西德FridoconMichel公司生产了齿数差为2～5的ACBAR渐开线少齿差行星齿轮减速器，并制定了标准系列。

而少齿差传动的效率和强度计算等还有待于进一步研究。

（5）制造技术的发展方向。

采用新型优质钢材，经热处理获得高硬齿面（内齿轮离子渗碳，外齿轮渗碳淬火），精密加工以获得高齿轮精度及低粗糙度（内齿轮精插齿达5-6级精度，外齿轮经磨齿达5级精度，），从而提高承载能力，保证可靠性和使用寿命。

行星齿轮传动的优缺点

行星齿轮传动与普通齿轮传动相比较，它具有许多独特的优点。

它的显著特点是：

在传递动力时它可以进行功率分流；

同时，其输入轴和输出轴具有同轴性，即输入轴和输出轴均设在同一轴线上。

所以，行星齿轮传动现已被人们用来代替普通齿轮传动，而作为各种机械传动系统中的减速器、增速器和变速装置。

尤其是对于那些要求体积小、质量小、结构紧凑和传动效率高的航空发动机、起重运输、石油化工和兵器等的齿轮传动装置以及需要差速器的汽车和坦克等车辆的齿轮传动装置，行星齿轮传动已得到了越来越广泛的应用。

行星齿轮传动的特点如下：

（1）体积小，质量小，结构紧凑，承载能力大由于行星齿轮传动具有功率分流和各中心轮构成共轴线式的传动以及合理地应用内啮合齿轮副，因此可使其结构非常紧凑。

再由于在中心轮的周围均匀地分布着数个行星轮来共同分担载荷，从而使得每个齿轮所承受的负荷较小，并允许这些齿轮采用较小的模数。

此外，在结构上充分利用了内啮合承载能力大和内齿圈本身的可容体积，从而有利于缩小其外廓尺寸，使其体积小，质量小，结构非常紧凑，且承载能力大。

一般，行星齿轮传动的外廓尺寸和质量约为普通齿轮传动的1/2～1/5（即在承受相同的载荷条件下）。

（2）传动效率高由于行星齿轮传动结构的对称性，即它具有数个匀称分布的行星轮，使得作用于中心轮和转臂轴承中的反作用力能相互平衡，从而有利于达到提高传动效率的作用。

在传动类型选择恰当、结构布置合理的情况下，～099。

（3）传动比较大，可实现运动的合成与分解只要适当选择行星齿轮传动的类型及配齿方案，便可以用少数几个齿轮而获得很大的传动比。

在仅作为传递运动的行星齿轮传动中，其传动比可达几千。

应该指出，行星齿轮传动在其传动比很大时，仍然可保持结构紧凑、