大型行星减速器设计及结构分析

在中、低速行星齿轮传动中，随减速器传递转矩的增大，尺寸和质量也相应增加，其具体结构设计大体可分为以下两大类型：

（1）单排直齿大型行星减速器。这种减速器的设计与中小规格结构设计区别不大，为了满足传递转矩的需要，结构上要靠增大中心距，即相应增大内齿圈直径，同时增加齿宽。制造大型行星减速器，需要大型高精度机床（如大型滚齿机、磨齿机、插齿机等）和热处理设备。

图6-108～图6-110为几种技术成熟的大型行星减速器结构。

图6-108所示结构主要特点如下：

1）两级行星传动的高、低速级，放在同一个铸铁机体内，使结构紧凑，零件数量少、制造装配工艺简单，轴向尺寸大大减小。

2）高速级采用太阳轮和行星架同时浮动，低速级采用太阳轮浮动。太阳轮的浮动是借助于鼓形齿联轴器实现的。

3）低速级的传动比i=4，行星轮采用非标准轴承。轴承特点是轴承宽，轴承为三排滚柱，内外圈很薄（内圈壁厚4.5mm，外圈壁厚7.5mm），没有保持架，增加了滚柱数量，提高轴承的承载能力。

4）输出行星架轴采用整体铸造及输出行星架与输出轴焊接结构。

图6-109所示结构特点如下：

图6-108 两级NGW型大型行星减速器

（低速级i₂=4，m=10mm，d_b=900mm，b=250mm，输出转矩T=300000N·m）

图6-109 两级NGW型大型行星减速器

（n₁=590r/min，i=35.5，P=2000kW）

图6-110 四级NGW型大型行星减速器

（一、二、三级行星架无支承并与太阳轮用单齿联轴器连接，三、四级太阳轮用外圈带弹性环的滚动轴承支承，输出转矩T=1580000N·m）

1）由于传递功率大，达2000kW，致使减速器质量大。高、低速级均采用太阳轮浮动，因太阳轮质量最小、浮动灵活。太阳轮皆采用鼓形齿联轴器。

2）高、低速级内齿圈即为部分机体，其余部分机体采用焊接结构，以降低质量。(https://www.xing528.com)

3）行星架皆为整体式结构，输出轴与低速级行星架采用精制螺栓连接。

图6-111 双排直齿NGW型行星减速器

（两排内齿轮之间用弹性杆均载，高速端的端盖为轴向剖分式）

（2）双排直齿大型行星减速器 随着单排直齿行星减速器齿轮径向尺寸的增加，齿轮啮合的圆周速度和减速器自重也相应增大，要求有较高的制造精度，势必给制造带来一定困难，尤其是大而精的内齿轮加工，往往受到插齿机床的限制。为了克服这一矛盾，便产生了双排直齿大型行星减速器的设计，如图6-111、图6-112和图6-113所示为平衡块均载机构。

图6-112 双排直齿NGW型行星减速器

（两排内齿轮之间采用平衡块均载、低速级与高速级两机盖为轴向剖分式） 1—支承销 2—平衡块 3—球面垫

这种减速器的主要设计特点是：

1）在一级传动中，内齿轮、行星轮均为两片（太阳轮仍为一整体），故称为双排，加大了齿宽，提高了承载能力。

2）每个行星轮中装一个调心球轴承，从而使齿长方向载荷均匀分布。

3）太阳轮采用鼓形齿双齿联轴器浮动。

4）为了保证两排之间载荷均匀，分别采用了弹性式（见图6-111）和平衡块式（见图6-112）均载机构。

图6-113 平衡块均载机构

1—内齿轮 2—球面垫 3—平衡块 4—支承销 5—机体

5）图6-111和图6-112两种结构均满足空间静定条件，即静定度s=0，机构处于完全静定状态。

根据实践结果，这种结构行星轮间载荷不均衡系数，K_HP=1.1，在两排齿轮之间载荷不均衡系数K_HPb=1.2，沿齿长方向全部接触，K_β≈1，运转平稳，噪声一般不大于80dB（A）。