0 引言

煤矿行星减速机因体积小，输入输出同轴，且采用均载机构，对制造或安装误差的敏感性相对较低而应用广泛。行星减速机构种类繁多,其中煤矿用挖掘机的行走机构输出扭矩大、行走速度低、传动比较大，必须采用三级以上传动。在设计该类多级(尤其是三级以上)传动减速机时，首要任务是进行传动比分配。合理的传动比分配需要满足减速机各级强度和几何外形的要求，计算较多。本文将采用一种高效率的方法,研究该类大传动比行星减速机的传动比分配问题。

KISSsoft是一款专业的机械传动分析软件，对齿轮传动具有强大的分析能力。传统齿轮减速机设计过程中，工况复杂，参数及图表众多，各种参数相互影响，给设计计算带来了很大不便。KISSsoft基于ISO、DIN和AGMA国际三大主流标准，能够对齿轮、轴系、轴承、螺栓等减速机零部件进行综合计算，并满足各种工况减速机设计要求。

本文利用KISSsoft和KISSsys对煤矿用挖掘机常用的行走驱动机构GFT80T3的传动比进行分配分析研究。

1 行走机构系统模块建立

1.1 减速机参数及结构原理

1.1.1 基本参数

表1为行走机构基本参数。由表1看出，该行走机构的传动比为185，显然只能是三级以上传动。传动级数越多，结构越复杂，装配误差会越大，同时传动效率也会越低。因此，本文针对三级传动进行分析研究。

 

表1 行走机构参数

  

参数名称数值输入扭矩T/(N·m)450输入转速n/(r·min-1)1850传动比i185输出扭矩T/(N·m)83000输出转速n/(r·min-1)10

项目不同，资金使用情况会存在差异，考核机制建立后要不断依据不同项目的考核结果来继续完善项目考核机制。争取能够建立一套完善的，符合高校实际情况，符合项目自身，可调理、可操作的考核体系，从而实现真正意义上的科研经费绩效考核，提高经费的使用效率，减少经费不合理分配造成的浪费。

运行程序，使数据传输到模型。运行“stage3”即低速级的行星传动齿轮计算。此时的“Rating”标签里已经有了力矩和转速数据，设置好寿命时间，并利用“Rough sizing”进行齿数的初步计算。计算结果如图3所示。

该模型结构为三级传动，模型建立后，需要设置轴、齿轮和轴承的几何位置、连接关系和啮合关系，并设置输入和输出。这些设置，决定减速机系统数据传输的准确性和设计的正确性。

1.2 KISSsys建立系统模型

KISSsys软件是一个集成工具，它将KISSsoft的各种零部件集成为一个系统，从整体角度对传动系统进行设计建模。它能够设置系统中所有零部件之间的几何位置、约束类型、受力位置和齿轮啮合关系等条件，在这些条件下，利用KISSsoft进行各种零部件的受力分析。

1) 首先粗略确定各级的传动比范围，大大减小分配工作量。低速级受力最大，需要先确定其传动比，中间级可以采用和低速级差不多的传动比，最后确定高速级传动比。

梅贻琦当校长时曾规定,清华教授的收入是三百至四百,最高的可达五百元，但梅贻琦自己却只拿三百元。他不是没资格,也不是家境富裕，而是为了要服众。其实那时他的经济负担很重,既要赡养父母,还要资助三个弟弟上学,以至个人的婚姻直拖到30岁时才与韩咏华女士成婚。他是1909年清华首批庚子赔款留美高才生,曾两度赴美,先后获得美国东部吴士托工业学院工学学士学位和芝加哥大学机械工程学硕士学位。谁都知道,那时清华教授队伍中人才济济,相互之间并不买账,但唯独对梅校长,他们却是例外。

行走减速机三级传动工作原理为：一级减速的太阳轮输入，然后一级减速的行星架输出给二级减速的中心轮，接着二级减速的行星架输出给三级中心轮，最后由三级减速的内齿圈输出，其中，三级行星架的与机架连接，各级的内齿圈固定连接在一起。

2 传动比分配研究

2.1 传动比分配方法

机械手册中齿轮传动部分说明:多级行星齿轮传动各级传动比的分配原则是获得各级传动的等强度和最小的外形尺寸[3];手册对于二级以上的减速机传动比分配没有详细的说明;在实际使用中，减速机设计必须满足几何外形及强度要求，同时兼顾轻量化目标。

针对GFT80T3减速机的参数条件，对其传动比分配进行分析，需要注意以下几点：

1) 由于输入和输出扭矩差距较大，故在传动比分配中，高速级的传动比大于低速级和中间级传动比。

2) 为了制造方便，降低成本，低速级和中间级的内齿圈齿数相等。

3) 低速级承受减速机的最大载荷，故在传动比分配时，首先需要计算低速级的受力情况，使其满足强度要求，并找出该级最小重量时的参数。

2.2 各级传动比取值范围

(1)员工素质不高，沟通不足。表现为设计人员只懂设计不懂概预算，可能只是单纯满足于方案是不是达到了技术指标，很难考虑经济指标，导致设计方案不能满足经济指标。造价人员不了解技术，大部分造价人员只达到了看懂图纸和套定额的阶段，认为只需要把图纸上表现的设计方案用经济指标表达出来就足够了，很难从技术合理性、经济性角度，对设计方案提出质疑。

2) 假设三级传动比均匀分配，则每一级的所分配传动比为5.7，该值为低速级传动比的上限。当低速级太阳轮和行星轮相同大小时，该级传动比为4，该值为低速级传动比的下限(实际传动中可以比该值略小)。低速级传动比的上下限值将为下文的具体操作提供依据。

1.1.2 结构原理[1]

3 传动比分配操作过程

在图1模型结构的基础上添加 “UserInterface”表格，并在表格中建立各级齿数、模数及减速比关联表,表中的数据可以随意修改后实时传输到模型中进行计算[2]。中心轮齿数不宜过大也不宜过小，本文统一选取20齿，输入该表格中。选取低速级传动比5，将相应的数据输入表格。得到初步的比较粗略的各级传动齿数，如图2所示。

  

图2 初设参数图

ICU即重症监护室，重症监护室中采用大量的人力物力治疗危重症患者。由于在重症监护室中的患者多为危重症患者，所以患者大多是神志不清，甚至处于昏迷状态，因此患者的反应处于应激状态，这种状态下，患者的很多生命活动比如心跳、呼吸、血糖调节、体液调节等等都处于被动的状态，所以即使患者的胰岛素水平没有问题，也容易导致血糖出现大幅度波动，出现低血糖后者是高血糖的症状，容易导致死亡。因此，测评出ICU中的重症患者血糖的安全阈值，并将患者的血糖维持在安全水平就显得尤为重要。目前采用血糖控制护理方法进行护理对解决这一问题有极大地帮助。

首先，按照实际使用约束及结构情况建立该行星减速机的初步模型，并设置传动逻辑关系，如图1所示。

  

图3 “Rough sizing”运行结果图

在满足强度条件下，选取重量和模数相对较小的第三行数据，点击运用。回到“UserInterface”表格，看到选取的低速级的齿数已经替代了原表格中的数据。为了得到较为准确的传动比数值，需要对剩下的两级传动进行调整，调整依据为上文对传动比的分配分析。得出的最终结果如图4所示。

  

图4 传动比分配最终结果图

通过以上分析和操作,完成了减速机的传动比分配。但是该传动比分配不是最终结果，它需要在减速机的后续的强度结算、结构布局和标准件选型中进行相应的调整，以便整个系统合理配置。

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4 结论

传动比分配兼顾强度和几何外形的要求，计算过程往往是反复的，尤其当传动比较大时，计算量也较大。本文结合实际设计经验给出了传动比分配的原则，同时结合KISSsoft软件辅助计算，大大提高了设计效率，为后续的计算打下了基础，节约了时间。

参考文献：

[1] 成大先. 机械设计手册(第三版)[M].北京:化学工业出版社，2008.

[2] 高娜，王艳卫. 基于KISSSOFT的行星齿轮传动设计[J] . 机械工程师，2010(3):92-93.

作者简介：李向阳(1980—)，男，工程师。毕业于河南理工大学电气工程及其自动化专业。现就职于河南平顶山天安煤业股份有限公司工作。