盾构刀盘驱动用行星齿轮减速器（硕士论文）

submariner · 发表于 2022-3-27 14:22

zengxiaodong 发表于 2022-3-23 08:30
目前德国先进的风电齿轮箱，达到的指标是200N.m/kg，也就是说，对于2000万牛米的齿轮箱，自重不超过100吨！

我前些天看到一家官网宣传他们的风电齿轮箱指标是260N.m/kg；
但没有任何细节说明，真不知道是怎么做到的；
风电可靠性和寿命要求那么高，还能达到这种指标，如果这数据是实打实的，那确实很牛

zengxiaodong · 发表于 2022-3-28 08:02

submariner 发表于 2022-3-27 14:22
我前些天看到一家官网宣传他们的风电齿轮箱指标是260N.m/kg；
但没有任何细节说明，真不知道是怎么做到 ...

哪家的官网？我去看看具体是什么技术路线。

260N.m/kg确实是一大进步，很不容易！

zengxiaodong · 发表于 2022-3-28 16:01

submariner 发表于 2022-3-27 14:22
我前些天看到一家官网宣传他们的风电齿轮箱指标是260N.m/kg；
但没有任何细节说明，真不知道是怎么做到 ...

我来猜想一下：

如果行星齿轮用5个行星轮，传动比只能到4.5左右，这样的一个齿轮箱，转矩密度达到260N.m/kg是可以的。

但是，由于传动比太小，导致电机的转矩太大，为此，可以再次用1级行星齿轮箱增速，同样用5个行星轮，传动比4.5左右。

这样的2级齿轮箱总传动比20.25，估计转矩密度达到260N.m/kg是可能的，而且后面的永磁半直驱电机也好设计。

无标题.png

zengxiaodong · 发表于 2022-3-29 08:05

转矩密度看来不能脱离电机来简单化比较和讨论。

以上面一层楼贴子的实例来说明可以清楚看到，如果仅用1级行星齿轮箱，那么电机转矩势必要求很大，但是此时齿轮箱的重量最轻，故转矩密度很高。

如果增加1级行星齿轮箱，那么电机的转矩可以大幅度减小，也就是电机体积、重量、成本会显著降低，不过此时齿轮箱的重量显然是增加了，从而齿轮箱转矩密度就减小了。

更进一步，假设再增加1级，变成3级行星齿轮增速箱，那么电机转速进一步提高，转矩继续减小，但是齿轮箱的重量却更大了！

中速级方案
中速级.png

高速级方案

submariner · 发表于 2022-3-29 08:51

zengxiaodong 发表于 2022-3-28 16:01
我来猜想一下：

如果行星齿轮用5个行星轮，传动比只能到4.5左右，这样的一个齿轮箱，转矩密度达到260N ...

五个行星轮怎么才能使均载系数接近1.0？

zengxiaodong · 发表于 2022-3-29 09:01

submariner 发表于 2022-3-29 08:51
五个行星轮怎么才能使均载系数接近1.0？

所以啊，要增加转矩密度，并没有什么捷径，就是增加行星轮数量而已，但是，如何均载就成为了至关重要的问题，所谓柔性销技术就是为此应运而生的！

至于功率分流，其实不能解决什么问题：

上述4.5增速比的行星齿轮箱，其实输入转矩分成两部分：3.5+1.0，其中3.5传到内齿圈，1.0传到太阳轮。
如果增加1级行星齿轮，那么这个1.0其实是传递到了第二级的行星架，这不正就是“功率分流”嘛！

计算功率分流比：1/4.5=22%；3.5/4.5=78%
这与31%和69%分配比没有本质上的区别，而且我们还可以得到一个有趣的推论：

那就是传动比低的行星齿轮箱，转矩密度更大，除了行星轮数量多以外，太阳轮的转矩贡献也更大。