机车用新型齿轮箱结构设计
HXD1B型机车齿轮箱小箱体关键加工工艺设计及优化
２ ． ２ 装 夹 方 式
行最 终精 加工 前适 当地 松开 辅 助支撑 压 板 。
１ ． ３ 机 加 工 工 装 设 计
由于齿 轮 箱 结构 比较 复 杂 ， 在 设计 机 械 加 工 工
艺装 备 时 ， 使用 Ｐ ｒ ｏ ／ Ｅ三 维造 型进 行设 计 和改 进 。 １ ． ３ ． １ 精 加工 合箱 面工 装 齿 轮箱 合 箱 面 精 加工 平 面度 要 求 比较 高 ， 在 齿
目前 生产 的齿 轮箱 一 般是 在 合 箱后 再 精 加 工 ，
且 加工后 的半 箱必 须配 对组 装 。该 齿 轮箱 则不 同 ， ２
高生产 效率 。此 外 ， 在 粗加 工 过 程 中需 合 理 安排 加
工设备 ， 若 完全采 用镗 床进 行加 工 ， 则 效率 低且 成本
个 半箱 （ 大、 小齿轮箱 ） 完全独立粗 、 精加工 ， 大、 小 齿 轮箱各 自之间 能 够完 全 互 换 使 用 ， 因 此必 须 提 高 箱 体 的机加 工精 度 ， 以保 证 组 装 的需 要 。组 装 时合
时， 要 求大 齿轮箱 和小 齿 轮箱 各 自之 间均 能 够 完全 互换 ， 因此 对齿 轮 箱 加 工 的精 度 要 求 比较 高 。为此
首先从 整体 加工 工 艺 进行 摸 索 确 定 ， 然 后 再 对 困难 工序 进行 优化提 升 ， 在 保 证 产 品 质量 的 同时 提 升加
工 效 率
根据 齿轮箱 图纸加工 精度 要求 ， 进行 工 艺分析 。
小齿 轮箱 刚性要 相 对 好 ， 但 是 加 工部 位 附 近 的筋 比 较多 ， 加 工空 间狭 窄 ， 为此 需要 定做 专用 的刀 具进 行 加工 。小 箱体 空 间尺寸精 度 主要依 靠先 进 的加工 设
风力发电齿轮箱传动结构形式主轴内置式
风力发电齿轮箱传动结构形式主轴内置式1. 引言1.1 概述风力发电作为一种清洁、可再生的能源形式，近年来在全球范围内受到广泛关注和应用。
而在风力发电系统中，齿轮箱是连接风力机叶片与发电机的重要部件之一。
传统的齿轮箱通常采用外置式结构，即齿轮箱独立于风力发电机主轴，并通过联轴器与主轴相连。
然而，随着技术的不断进步和需求的增加，出现了一种新型的齿轮箱传动结构形式——主轴内置式。
1.2 目的本文旨在深入研究和分析主轴内置式齿轮箱传动结构的特点和优势，并通过实际案例分析和性能对比研究探讨其在风力发电领域中的应用效果。
同时，希望能够评估主轴内置式齿轮箱传动结构在节能、可持续性和环保等方面所带来的潜在优势。
1.3 文章结构本文共分为五个章节，具体内容如下：第二章将介绍主轴内置式齿轮箱传动结构的相关概念和设计原理，并重点讨论其与传统外置式结构相比的优势。
第三章将通过某风力发电场的实际案例，对主轴内置式齿轮箱传动结构进行详细分析，并探讨其在实际中的表现及可行性和可靠性。
第四章将对主轴内置式结构和传统外置式结构进行性能和效率对比研究，评估主轴内置式齿轮箱在节能方面的潜力，并考虑其可持续性和环保因素。
最后一章将总结研究成果并展望未来发展趋势，提出改进建议和创新方向，以期为主轴内置式齿轮箱传动结构的进一步应用提供参考。
通过本文的研究，我们希望更深入地了解主轴内置式齿轮箱传动结构的特点和优势，并为风力发电系统的设计与改进提供有益建议。
2. 风力发电齿轮箱传动结构形式主轴内置式2.1 结构形式介绍风力发电齿轮箱是将风能转换为电能的重要组成部分。
在传统的设计中，齿轮箱通常采用外置结构，将主轴与发电机连接。
然而，近年来出现了一种新型的设计形式，即主轴内置式齿轮箱。
主轴内置式结构将主轴直接安装在发电机内部，通过减小传动链条长度和减少转动摩擦，提高了系统的整体效率。
2.2 主轴内置设计优势主轴内置设计相较于传统的外置结构有以下几个优势：1. 减小运动惯量：因为主轴直接安装在发电机内部，所以减少了传动链条和连接件的数量与长度，降低了系统的运动惯量。
一种新型传动齿轮箱的结构研究
额 定功率 使用 功率
・
５５ ０ｋ ０ Ｗ ５５ ｏｋ ｏ Ｗ
式把它们联接成为一个封闭式 的空间，通过地脚 螺 栓 固定 在地 面 的基础 上 。 电机 动 力通 过联 轴 器 传人 １ ，１ 轴 轴通过２ 的惰 轮将动 力传 到上 出３ 轴 轴 ，同 时 １ 直接 与 ４ （ 出轴 ）相 啮合 。将 动 轴 轴 下
接通持续率 过 载系数 减 速机特 性及要 求
型式
由于传动的扭矩很大 ，设备一般都很重 ，需要 的 空 间也很 大 ．成本较 高 。 为了降低带钢轧机主传动重量 ，进一步降低 成本 ．提 高产 品 的竞 争力 ．必 须在 传 动机 构 上 想
办 法 ．新 型齿 轮箱 选 择渐 开线 圆 柱齿 轮传 动 ，渐
齿 轮 均 采 用 优 质 锻 造 渗 碳 淬 火 钢 １Ｃ２ ｉ ｏ ７ ｒＮ２ ，经过渗碳 淬火磨 齿加工， Ｍ 精度６ ， 级 齿面硬度５ ２ Ｒ ，有效淬硬层深１ ． ｍ ６６Ｈ Ｃ ． ２ ｍ。 ５ ０ 齿 轮均 做齿 形修 形 处理 和齿 端 修 缘加 工 ，保 证 了
常温 、无 酸 、无腐 、微尘 输 出轴工 作扭 矩 １８ Ｎ ２ （ 出轴） ０ ～ｋ ｘ 双 ５
２ 结构特点
，
１ 电机及减速机特性
电机特性
实用 新型 的联合 齿 轮箱 由上 箱体 ５ 中箱 体 ６ 、 和下 箱 体７ 组成 （ 图 １，通 过螺 栓 螺母 把合 的方 见 ）
目前在 带 钢轧 机 主传 动 上所 用 的 基本 传 动形 式 为 ：一级 或 二级 齿 轮变 速 带动 齿 轮 机座 ，将 扭 矩 分 配并传 递 给轧 机 工作 辊 。减 速 机 和齿 轮 机座
一
转速
齿轮箱结构设计
齿轮箱结构设计一、引言齿轮箱是机械传动中常用的一种装置，其结构设计直接关系到机械传动性能的稳定性和可靠性。
本文旨在介绍齿轮箱结构设计的基本原则和具体步骤。
二、齿轮箱结构设计的基本原则1.功能需求明确。
在进行齿轮箱结构设计时，首先需要明确其功能需求，即要传递多大的功率、扭矩等参数，以及需要满足哪些工作条件。
2.合理选材。
选材要考虑受力情况、使用环境等因素，选择合适的材料可以提高齿轮箱的寿命和可靠性。
3.合理布局。
布局要考虑各个部件之间的配合关系和紧凑度，以及方便维修保养等因素。
4.合理配重。
齿轮箱内部各个部件之间应该平衡分布重量，避免出现过大偏差而导致振动或噪音等问题。
5.优化设计。
在满足功能需求和可靠性前提下，尽可能优化设计，减少成本和体积。
三、齿轮箱结构设计步骤1.确定传动比和工作条件。
根据机械传动的要求，确定齿轮箱的传动比和工作条件，如转速、扭矩、功率等参数。
2.选择齿轮类型和材料。
根据传动比和工作条件，选择合适的齿轮类型和材料，如斜齿轮、直齿轮等，以及钢、铜等材料。
3.确定布局方案。
根据选定的齿轮类型和材料，设计出合理的布局方案，并考虑各个部件之间的配合关系和紧凑度。
4.进行强度计算。
根据选定的材料、布局方案以及工作条件等因素，进行强度计算，并检查是否满足要求。
5.优化设计。
在满足强度要求前提下，尽可能优化设计，减少成本和体积。
6.进行模拟分析。
使用相关软件对齿轮箱进行模拟分析，检查其在不同工况下的性能表现，并进行必要调整。
7.制作样品并试验验证。
制作出样品后进行试验验证，并对其性能表现进行评估。
四、常见齿轮箱结构设计问题及解决方法1.噪音过大：可能是由于齿轮间隙不合理、齿轮配合不良等问题引起的。
解决方法是重新设计齿轮间隙、优化齿轮配合。
2.寿命过短：可能是由于材料选择不当、强度计算不准确等问题引起的。
解决方法是重新选择材料、进行精确的强度计算。
3.体积过大：可能是由于布局不合理、部件过多等问题引起的。
CR400BF型动车组齿轮箱结构及应用分析
CR400BF型动车组齿轮箱结构及应用分析发布时间：2022-09-16T08:47:44.044Z 来源：《科技新时代》2022年第4期第2月作者：贾焕军1 史宏伟2 [导读] 高速重载是中国铁路的发展方向。
随着列车运行速度的提高和电气化铁路运营里程的贾焕军1 史宏伟2中车唐山机车车辆有限公司国铁服务事业部河北唐山 063000）摘要：高速重载是中国铁路的发展方向。
随着列车运行速度的提高和电气化铁路运营里程的不断延长，对车辆安全运行标准的要求也越来越高，因此动车组安全、准确、可靠地运行也越来越引起大家的关注。
齿轮箱作为动车组运行中动力传输的核心部件,其结构性能直接关系到车辆运行的安全性与稳定性。
就此，本文着重介绍动车组列车上常见的齿轮箱结构、功能及常见故障进行分析。
关键词：CR400BF型动车组；齿轮箱；结构；常见故障引文：一、齿轮箱结构、功能及技术参数高速动车组齿轮箱位于动力车车体底部，齿轮箱输出端安装在车轴上，输入端通过联轴器与牵引电机相连、通过吊杆组成与构架相连，牵引电机输出扭矩，通过联轴节传到齿轮箱，再通过一级减速齿轮箱将扭矩传输到动车轮对上，从而为车辆提供前进的动力。
1、齿轮箱结构和功能1．传动齿轮箱主要指大小齿轮、齿轮箱箱体及其各组件，是驱动装置的核心。
1.1齿轮：主、从动齿轮轮齿材料采用18CrNiMo7-6低碳合金钢渗碳硬化，传动比为73/29=2.429；1.2轴承：大轴承选用圆锥滚子轴承面对面，且贯通部位的轴承内圈均采用双向定位，外圈均采用单向定位，小轴承的安装配置方式为一端径向定位、轴向游动（NU轴承），一端径向定位、轴向固定（NU轴承+QJ轴承）；1.3齿轮箱及润滑构造：为减轻齿轮箱的重量，整个齿轮箱箱体由高强度铝合金铸造而成；齿轮和各轴承的润滑均使用相同的润滑油，采取大齿轮旋转带动的飞溅润滑方式；1.4油面计：油面计有显示油量的上限线及下限线。
润滑油应控制在上限线与下限线之间；1.5飞石防护板：以防运行中飞石的打击，保护箱体。
齿轮箱的结构设计
① 无论直 齿轮或斜齿轮转动机构 ， 在箱体 边都 Ｌ
有径 向作用力 ， 它将 引起部分结掏产 生平面变形 。
点位移和 元刚度 子 矩阵 中都含 有弯 曲变形 与平 面
变 形分量 ； ， 用平 板壳 元素 既能正 确地 反映这 部 故 采 分结 构受力 后 的力 学 特・ ， 性 又减 少 了计 算工 作量 ， 并 且 便 于优 化 目标 函数 的选 取 。
一
（ ；ｋ ｍ， 。 ｉ ，， ｎ）
ｕ ， 分别 为 元素 ｉ ， 节点 沿局部 直 角 坐标 的位 移 ，
， ，
分别 为元 素 节 点绕 局 部 直 角坐 标 ， ， ｙ：
轴 的转角 。 平板 壳元素 的刚 度矩 阵为 ：
］ ＝
（ ， ＝ ｆ ｍ， 。 ｒ ５ ， ， ｊ
Ｔｈ ｎ ｌｔｃ ｌｍ ｅ ｆｓｒ ｃｕ ａ ｍｅ ｈａ ｉ ｓｉ ｅ ｌｂ ｉｈ ｄ ｂ ／ ｅ ｆｎｉｅ ｅｅ ｎ ， Ａｎ ｔｕ ｌ￣ ｅ ａ ａｙ ｉａ ｌ０ ｔｕ ｔｒ ｌ ｃ ｎ ｃ ｓ ｓａ ｌｓ ｅ ｙ ｈ ｉ ｌ Ｊ ｍｅ ｔ ￣ ｄ ｓｒ ｃ ｔａ］ｉ ｅ ｓ ｒ ｎｔｎｄ ｎ ｌｓｓ ａｙ ｉ
维普资讯
第 ３ Ｏ卷 第 ２期
２０ ０ ２年 ３ 月
东
北
林
业
大
学
学
报
］ ＯＵＲＮ＾Ｌ ＯＦ ＮＯＲＴＨＥＡＳ ＦＯＲＥＳ Ｔ ＴＲＹ ＵＮＩ ＹＥＲＳ ＴＹ Ｉ
齿 轮 箱 的 结构 设 计
郭 凡
（ 尤 江 工程 学 院 ， 黑 喑尔 滨 ，５ ００ ｔ０ ５ ）
齿轮箱设计
齿轮箱设计作为风力发电机组主传动关键部件，齿轮箱位于风轮和发电机之间传递动力提高转速，是一种在无规律变向载荷和瞬间强冲击载荷作用下工作的重载齿轮传动装置。
特别需要指出的是，在狭小的机舱空间内减小部件的外形尺寸和减轻重量十分重要，因此齿轮箱设计必须保证在满足可靠性和预期寿命的前提下，使结构简化并且重量最轻一、设计要求齿轮箱作为传递动力的部件，在运行期间同时承受动、静载荷。
其动载荷部分取决于风轮、发电机的特性和传动轴、联轴器的质量、刚度、阻尼值以及发电机的外部工作条件。
为此要建立整个机组的动态仿真模型，对启动、运行、空转、停机、正常启动和紧急制动等各种工况进行模拟，针对不同的机型得出相应的动态功率曲线，利用专用的设计软件进行分析计算，求出零部件的设计载荷，并以此为依据，对齿轮箱主要零部件作强度计算。
按照GB/T 19073-2003，对于齿轮箱的使用系数（即动载荷放大因子，考虑原动机和工作机的载荷波动对齿轮传动影响的系数。
）推荐如下: 给定载荷谱计算时，通常先确定等效载荷，齿轮箱使用系数KA＝1；无法得到载荷谱时，则采用经验数据，对于三叶片风力发电机组取KA=1.3。
风力发电机组增速箱的主要承载零件是齿轮，其轮齿的失效形式主要是轮齿折断和轮齿点蚀、剥落等。
轮齿折断齿面点蚀各种标准和规范都要求对齿轮的承载能力进行分析计算，常用的标准是GB/T3480或DIN3990（等效采用ISO6336）中规定的齿根弯曲疲劳和齿面接触疲劳校核计算，对轮齿进行极限状态分析。
齿轮箱设计时，应首先按主要失效形式进行强度计算，确定其主要尺寸，然后对其他失效形式进行必要的校核，软齿面闭式传动通常因齿面点蚀而失效，故通常先按齿面接触强度设计公式确定传动的尺寸，然后验算轮齿弯曲强度，硬齿面闭式轮齿传动抗点蚀能力强，故可先按弯曲强度设计公式确定模数等尺寸，然后验算齿面接触强度。
二、齿轮传动设计参数的选择：1. 齿形角α（分度圆压力角）的选择根据实践经验，如果没有特别要求，建议采用20°标准齿形角。
齿轮箱的设计案例
齿轮箱的设计案例一、引言齿轮箱是机械设备中的重要组成部分，其主要作用是将动力传递到各个部件，并实现减速、增速或改变旋转方向等功能。
齿轮箱的设计需要考虑到许多因素，如齿轮的精度、强度、润滑、密封等。
本文将介绍一个齿轮箱的设计案例，包括设计背景、设计目标、设计流程、设计方案、制造与装配、测试与验证等方面。
二、设计背景该齿轮箱设计案例来源于一家汽车制造公司，该公司计划开发一款新型的电动汽车，其中需要一款高效、可靠、耐用的齿轮箱来实现车辆的动力传输。
因此，公司决定进行齿轮箱的设计和开发工作。
三、设计目标该齿轮箱的设计目标包括以下几个方面：1.高效性：齿轮箱需要具有较高的传动效率，以确保车辆的动力输出和燃油经济性。
2.可靠性：齿轮箱需要具有较高的可靠性和耐久性，以确保车辆在各种工况下的正常运行和使用寿命。
3.耐久性：齿轮箱需要具有良好的耐久性，能够承受恶劣的工作环境和使用条件。
4.易于维护：齿轮箱需要易于维护和保养，以便于及时发现和解决问题。
四、设计流程该齿轮箱的设计流程包括以下几个步骤：1.确定设计参数：根据车辆的动力需求和工况要求，确定齿轮箱的设计参数，如输入功率、输出转速、减速比等。
2.选择齿轮类型和材料：根据设计参数和使用要求，选择合适的齿轮类型和材料，以确保齿轮的强度、精度和使用寿命。
3.设计齿轮参数：根据选择的齿轮类型和材料，设计齿轮的参数，如模数、压力角、齿顶圆半径等。
4.设计箱体结构：根据齿轮的参数和使用要求，设计齿轮箱的箱体结构，包括箱体的材料、尺寸、强度等。
5.设计润滑和密封系统：根据齿轮的润滑和密封要求，设计润滑和密封系统，包括润滑油的种类、流量和压力等。
6.模拟分析和优化：使用有限元分析软件对齿轮箱进行模拟分析和优化，以确定最佳的设计方案和结构参数。
7.图纸设计和审核：根据模拟分析和优化的结果，进行图纸设计和审核，确保图纸的准确性和完整性。
8.制造和装配：按照图纸要求进行齿轮箱的制造和装配工作，确保制造质量和装配精度。
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机车用新型齿轮箱结构设计
发表时间：2019-08-15T16:43:08.227Z 来源：《科技新时代》2019年6期作者：陈雪平[导读] 机车齿轮箱是机车走行部分的关键零部件，主要作用是对齿轮进行润滑，防止尘土、砂石和灰尘的侵袭以及将主、从动齿轮密封在齿轮箱内。
（株洲通达铁路电机有限公司，湖南株洲 412000）摘要：目前直流机车使用的齿轮箱都是焊接式结构，由于材料和结构上的缺陷，在使用过程中容易出现漏油和拉裂的质量问题。
本文依据多年生产机车齿轮箱的经验，详细介绍了机车用机车用新型齿轮箱结构设计方案。
关键词:齿轮箱；拉裂；漏油
1、概述
机车齿轮箱是机车走行部分的关键零部件，主要作用是对齿轮进行润滑，防止尘土、砂石和灰尘的侵袭以及将主、从动齿轮密封在齿轮箱内。
2、机车齿轮箱常见故障
机车齿轮箱是机车走行部分的关键零部件，保证牵引电机主动齿轮和机车轮对从动齿轮的润滑，从各个铁路局收集的运用资料来看，机车齿轮箱容易发生拉裂和漏油两个惯性故障，所以增加强度和改善密封方式是解决上述问题的最佳方案。
3、故障原因分析
（1）齿轮箱结构不合理，紧固件和两侧板没有加强型结构，在机车运行中长期承受冲击载荷和疲劳载荷以及热效应的多重作用下，极易出现拉裂现象，造成漏油故障，甚至出现脱落故障，给机车运营带来极大安全隐患。
（2）齿轮箱领圈一般采用毛毡条或橡胶密封条进行密封，这两类密封条容易出现老化和变形现象，密封效果不好，齿轮油在齿轮高速旋转作用下容易造成泄漏。
（3）排气孔不通畅，齿轮箱在运转过程中产生的压力得不到及时释放，造成内外压差太大，齿轮油从而产生泄漏现象。
4、结构设计
（1）箱体侧板采用模具压制扇形加强筋（图1）及周边折边工艺（图2），增强箱体整体抗震强度，减少变形，能有效防止因刚度不够造成变形导致漏油的现象。
图2：箱体侧板折边结构图3：紧固件梅花型结构（2）齿轮箱固定件采用梅花型加强加强结构（图3），使紧固力分散更加均匀，有效杜绝了老式齿轮箱因固定件拉裂而发生的漏油现象。
（3）齿轮箱密封结构型式由原来的毛毡条和橡胶条改为磁流体密封方式（图4），将磁流体注入齿轮箱领圈与车轴磁场的间隙中，在磁场的作用下，它可以充满整个间隙，形成一种“液体的O型密封圈”。
当磁流体在受压差作用时，磁流体在非均匀磁场中略微移动，产生对抗压差的磁力，从而达到新的平衡，达到密封的效果。
图4：磁流体密封结构示意图
图中：1-磁流体密封领圈， 2-上箱， 3-下箱， 4-机车轴，11-防尘圈， 12-端板， 13-极靴， 14-隔磁环， 15-，领圈 16-挡油圈， 17-极靴， 18-磁流体，19-螺钉， 20-螺钉， 21-螺钉， 22-螺钉。
（4）加油口采用弹盖式结构（图5），利用弹簧片弹力和杠杆原理压紧和弹开加油口盖，密封可靠，可防止因振动疲劳造成的油盖脱落，也方便司乘人员加注各类齿轮油。
图5：弹盖式加油口结构
图中：1——油盖组成 2——座 3——铰链座 4——销轴 5——加油口体
（5）齿轮箱通风口采用双通道可挂钩出气孔（图1），既可用于吊装，又能增强防尘保护，同时能减小箱体内负压，平衡箱体内外的压差，有效解决箱体漏油问题。
5.齿轮箱与电机和轮对的组装
（1）牵引电机与轮对组装时，将已准备好的上、下箱体扣好，用螺栓拧紧。
（2）调整齿轮箱，使齿轮箱上4个连接座孔与牵引电机和油箱安装孔对正，穿入四个连接螺栓。
（3）用调整垫片调整齿轮箱在牵引电机与轮对间的位置，保证齿轮箱车轴处油封挡圈外侧面与长毂轮芯端面的间隙不小于3mm，主动齿轮处的齿轮箱挡圈外端面与牵引电机油封间隙2-4mm，见图7。
（4）按规定要求加注磁流体。
（5）牵引电机轮对啮合试验合格后，用扁铲或其它工具将上下箱紧固螺栓止动垫片沿对角向下翻翘紧扣螺母侧面，确保螺母不松动。
图7：齿轮箱与轮芯及牵引电机油封处安装间隙示意图。