[发明专利]大型行星差动-内摆线调速器

说明书

技术领域

本发明涉及大型齿轮调速器中技术领域，一种大型行星差动-内摆线调速器。

背景技术

(1)《采用机械芯体的星轮减速器或调速器》ZL200510098706.7：系主功率驱动单排星轮、调速电机经锥齿轮副驱动行星调速；(2)《星轮调速器》ZL200510098385.0：系主功率驱动双排行星、调速电机经锥齿轮副驱动单排星轮调速；(3)《行星调速器》200710097638.1：系主功率驱动双排行星、调速电机经锥齿轮副驱动行星调速。主要存在问题是：(1)主功率驱动的单排星轮减速器渐开线少齿差效率低，仅为85-90％(见《机械设计手册》成大先卷4.16-125页)；(2)结构复杂，价格比NGW行星高35-55％；(3)大扭矩机型体积大及轻量化程度低。

发明内容

本发明目的提供一种效率高、制造成本低、高轻量化大型行星差动-内摆线调速器，用以取代国家“十二五”中列项的大型星轮减速器，取代大型星轮调速器。

技术方案  技术方案主要是针对摆线承载力的制约因素：

(一)摆线轮销孔磨削：天津减速机厂首创超大型卧式内孔磨床，偏心回转半径594(mm)，用来磨削X12型摆线轮销孔。《机械设计手册》中册930页载有更大四种机型：Dz＝750、850、1000及1200，这就要求超大型卧式内孔磨床偏心回转半径为675-1000。计算表明，若Rz＝600、b＝70、Ymax＝1.5并采用半埋齿结构时，四片轮可传递T₂＝600kNm，承载力与星轮最大机型HJW80D相同。但用整体淬硬摆线轮是不可能，因为不可能制造这麽大的内孔磨床。

(二)仅有4片摆线轮作功难以制造大型、超大型齿轮箱：当由4片增加到8或12片时，扭矩将高达1200或1800kNm.，因而必需采用笼形销轴式输出机构；

(三)大型齿轮箱的振动：产生振动最主要因素是现有技术输入轴偏心轴承均采用圆柱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。”技术方案如下：

(1)采用1-5组、每组四片轮、每片轮为铸铁件与轴承钢摆线轮圈装配结构，一方面使输入轴上回转质量处于静、动平衡状态，另方面大大简化工艺，大大提高承载能力；

(2)消除振动：采用两只单列圆锥滚子轴承背对背组合，径向游隙控制到接近零；

(3)半埋齿针齿壳装置于主机体输入端内孔，采用刚性笼形销轴式输出机构：用均布柱销将输出轴圆盘与均载盘联接一体，支承轴承置于两侧，减短轴向尺寸，当摆线轮由一组增为多组时，由于轮与轮间均载圆环，使柱销均处于简支结构，因而具有足够大的弯曲强度；

(4)副机体内装置行星部件目的使小功率调速电机具有足够大调速扭矩。

(5)内摆线啮合副的特点是互为包络线的摆线等距线齿轮作为共轭曲线齿轮机构，齿廓曲线多齿密缝接触，能形成高压油膜，使啮合副处于完全润滑状态。内摆线啮合副优点在于：(a)单级减速比可达200(《没有针轮的摆线变速机》机械传动2006.04)；(b)轮齿弯曲强度高；(c)多齿啮合传动平稳、承载力高；(d)成本不到行星减速器一半。

内摆线啮合副承载力要高于针齿-摆线轮，为简化计算下面仍以针齿-摆线轮为例：

【取代ZJ2240水泥磨行星减速器计算例】

原设计：电机10极(595rpm)2500kW、i＝42、T₂＝1685kNm、外型φ3000×3890、重量57.4t.现改为四组16片摆线轮结构：6极电机N₁＝2500kW、1000rpm、i＝71、Rz＝500、e＝5.50、K₁＝0.792、K₂＝2.181、Y₁max＝1.542、b＝55mm，针销rz＝10.0，计算结果：

σ_Jmax＝(8914/Rz)(Ymax T₂/b)^0.5＝(8914/500)(1.542×210652/55)^0.5＝1370(MPa)

徐灏《机械设计手册》卷1.4-290页：[σ_H]＝2300(MPa)，过载2.82倍，达T₂＝4749kNm；

计算结果表明：外型φ1300×3890，重量减轻55-65％，10极改为6极电机可结省近20万元。