专题报告-国内外减速器技术的新发展

1、迎接迎接WTO的挑战与机遇的挑战与机遇吹响应战的号角吹响应战的号角昂首跨入国际市场的竞争中昂首跨入国际市场的竞争中报告人报告人： 中国机械工业科技专家中国机械工业科技专家 中国机械工程学会机械传动分会委员、中国机械工程学会机械传动分会委员、 齿轮专业委员会委员齿轮专业委员会委员 南京高精齿轮股份有限公司副总工程师南京高精齿轮股份有限公司副总工程师 李钊刚李钊刚 教授级高工教授级高工 一、概述一、概述二、国外通用齿轮减速器技术的新发展二、国外通用齿轮减速器技术的新发展三、国内通用齿轮减速器技术的新发展三、国内通用齿轮减速器技术的新发展四、四、DNK、DQJ系列点线啮合齿轮减速器系列点线啮合齿轮减

2、速器五、五、PR系列模块式齿轮减速器系列模块式齿轮减速器六、以全新的姿态投入新世纪国际六、以全新的姿态投入新世纪国际市场的竞争市场的竞争一、概述一、概述l高速化高速化 l小型化小型化 l低噪声低噪声l高效率高效率l 高可靠度高可靠度l硬齿面技术硬齿面技术 l功率分支技术功率分支技术 l模块化设计技术模块化设计技术 其他技术的发展：加工检测、修形、材料和热处理的质其他技术的发展：加工检测、修形、材料和热处理的质量控制、精度提高、设计方法和手段量控制、精度提高、设计方法和手段。这些技术的应用和日趋成熟这些技术的应用和日趋成熟, , 使齿轮产品的性能价格比使齿轮产品的性能价格比大大提高大大提高, ,

3、 产品越来越完美产品越来越完美, , 齿轮在传动领域中仍牢牢地齿轮在传动领域中仍牢牢地占据着不可替代的位置。占据着不可替代的位置。高速齿轮技术经历了测绘仿制、技术引进（和技术攻高速齿轮技术经历了测绘仿制、技术引进（和技术攻关）、到能独立设计制造三个阶段。现在我国自己的设关）、到能独立设计制造三个阶段。现在我国自己的设计制造能力基本上可满足国内生产的需要计制造能力基本上可满足国内生产的需要, , 南高齿设南高齿设计制造的最高参数为计制造的最高参数为: : 最大功率最大功率44MW44MW（正制造（正制造55MW55MW）, , 最高线速度最高线速度168m/s, 168m/s, 最高转速最高转速

4、67000r/min67000r/min。低速重载齿轮技术低速重载齿轮技术, , 特别是硬齿面齿轮技术也是经历特别是硬齿面齿轮技术也是经历了测绘仿制等阶段了测绘仿制等阶段, , 从无到有逐建发展起来。除了摸从无到有逐建发展起来。除了摸索撑握制造技术外索撑握制造技术外, , 在推广硬齿面技术过程中在推广硬齿面技术过程中, , 我们我们还作了解决还作了解决“断轴断轴”、“选用选用”等一系列有意义的工作等一系列有意义的工作。在七八十年代一直认为国内重载齿轮两大难题。在七八十年代一直认为国内重载齿轮两大难题“水泥水泥磨减速器磨减速器”和和“轨钢机减速器轨钢机减速器”, , 现在可以说已完全现在可以说已

5、完全解决。解决。 八十年代末至九十年代初，伴随着渗碳淬火硬齿八十年代末至九十年代初，伴随着渗碳淬火硬齿面齿轮减速器技术的推广，我国的通用齿轮减速面齿轮减速器技术的推广，我国的通用齿轮减速器曾经历了一次大的发展，相继制订了几个硬齿器曾经历了一次大的发展，相继制订了几个硬齿面减速器的系列标准，如几个硬齿面减速器标准面减速器的系列标准，如几个硬齿面减速器标准: : ZBJ19004-88ZBJ19004-88、ZBJ19026-90ZBJ19026-90、YB/T050-93YB/T050-93。我。我国有自己知识产权的标准国有自己知识产权的标准, , 如如“三环三环”, ,行成了行成了以南京高速齿

6、轮箱厂为代表的能够生产硬齿面减以南京高速齿轮箱厂为代表的能够生产硬齿面减速器的一批企业，速器的一批企业， 对推进我国齿轮技术的进步对推进我国齿轮技术的进步, ,缩短与国外先进水平的差距，缩短与国外先进水平的差距， 促进国民经济的促进国民经济的发展作出了重要贡献。发展作出了重要贡献。 八十年代，仅有FLENDER等少数国外公司进入了中国市场,虽然他们在技术上占有优势，但对于迅猛发展起来的中国硬齿面减速器行业来说，尚构不成太大的威胁。九十年代中期以来, 随着国门越来越敞开，国外公司开始大举抢占中国市场,仅在天津就有德国的SEW亚洲制造中心、芬兰圣坦撒罗、德国FLENDER、日本的住友、德国佐轮、日

7、本三木等多家国外公司独资办厂，美国的福克、比利时的HANSEN等许多知名公司也纷纷把自己的通用减速器往中国市场上打（国外公司在中国争的都是通用减速器这一块的市场，专用减速器他们成本高，不占优势）。 这些公司不仅是全球经营，而且是全球制造，这些公司不仅是全球经营，而且是全球制造，它们凭装备、技术、资金和规模的优势大有把中它们凭装备、技术、资金和规模的优势大有把中国企业一举打垮之势。国企业一举打垮之势。有的为了占领中国市场有的为了占领中国市场, , 甚至毫不掩饰地宣传自己在中国奉行甚至毫不掩饰地宣传自己在中国奉行5 5年内不赢利年内不赢利的倾销方针。的倾销方针。九十年代，国外的通用减速器普遍九十年

8、代，国外的通用减速器普遍都经历了一次新的更新的更新换代，它们不断推都经历了一次新的更新的更新换代，它们不断推出的新的更新换代的硬齿面通用减速器标准出的新的更新换代的硬齿面通用减速器标准, , 不不但在承载能力等主要技术指标上又有大的提高但在承载能力等主要技术指标上又有大的提高, , 而且在模块化设计方面都作了新的努力而且在模块化设计方面都作了新的努力, , 相比之相比之下下, , 我们的标准都已落后我们的标准都已落后, , 而且已逐渐失去了价而且已逐渐失去了价格上的优势。格上的优势。 可以说，从可以说，从19951995年开始，我国的硬齿面通用减年开始，我国的硬齿面通用减速器就没有能与国外相抗

9、衡产品了，致使我们的企速器就没有能与国外相抗衡产品了，致使我们的企业在与国外公司的竞争中连连失利，仅几年的时间，业在与国外公司的竞争中连连失利，仅几年的时间，眼睁睁看着中国需求高档通用减速器的市场基本上眼睁睁看着中国需求高档通用减速器的市场基本上已全被国外公司一个一个地占去，中国的通用减速已全被国外公司一个一个地占去，中国的通用减速器行业已面临严重的危机。器行业已面临严重的危机。国内通用减速器的市场份额示意图如下：国内通用减速器的市场份额示意图如下：本节讲我们和国外的差距： 简而言之，我国原有减速器与国外的差距主要表现在两个方面：技术水平的差距和生产规模的差距。 现结合介绍国外技术的发展，着重

10、讲技术水平的差距 以以FLENDERFLENDER公司为例公司为例, , 同样（或基本接近）的中心同样（或基本接近）的中心距距19951995年样本的额定功率比年样本的额定功率比19881988年样本提高年样本提高101020%, 199720%, 1997年样本又比年样本又比19951995年样本提高了约年样本提高了约20% , 20% , 19991999年样本又比年样本又比19971997年样本提高了约年样本提高了约10% 10% 。除个别公司外除个别公司外, , 国外著名公司产品样本的承载能国外著名公司产品样本的承载能力大致在同一条水平线上。承载能力能提高的主力大致在同一条水平线上。承

11、载能力能提高的主要原因要原因, , 是技术的成熟、质量控制水平的提高和是技术的成熟、质量控制水平的提高和稳定稳定, , 部分公司采用了修形技术等。部分公司采用了修形技术等。 而我国现在仍然一直在唱主角的ZBJ19004-88和TB/T050-93减速器的额定功率仅分别和FLENDER 1985，1988年样本值相当，即使能达到标准的水平(很多厂达不到),也比人家落后16年,且差距越来越大。 同时,由于国外质量控制水平的提高和稳定,选用系数减小。实际选下来，有时国外的减速器可能比我们国产的轻一半左右，就造成选国外的报价会比国产的便宜。质量不如人家，价格上的优势又丧失，国产减速器就压根没法与国外竞

12、争。比利时比利时HANSENHANSEN公司最早在减速器设计中成功地应用公司最早在减速器设计中成功地应用了模块化技术了模块化技术, , 开发出开发出HPPHPP系列。住友公司引进系列。住友公司引进HANSENHANSEN技术技术, , 推广了推广了HPPHPP产品。产品。 80 80年代国外大多公司的产品（年代国外大多公司的产品（FLENDERFLENDER、SEWSEW、ThyssenThyssen）的中心距等主要参数都采用了）的中心距等主要参数都采用了R20R20优优先数先数, , 大大减少了主要件的品种规格大大减少了主要件的品种规格, , 部分实现部分实现了模块化设计了模块化设计, ,

13、我国的几个标准基本上都以此为我国的几个标准基本上都以此为母型开发的。这类方法总地说仍是模块化程度不母型开发的。这类方法总地说仍是模块化程度不高高, , 零件难以形成大的批量。零件难以形成大的批量。 9090年代年代FLENDERFLENDER彻底甩掉原来的系列体制彻底甩掉原来的系列体制, , 按按模块化的思路开发出方形的模块化的思路开发出方形的HBHB系列。系列。 HANSEN HANSEN又丢弃了多面安装的又丢弃了多面安装的HPPHPP的长方外形的长方外形, , 开发出开发出P4P4系列系列, , 其小规格仍继承了其小规格仍继承了HPPHPP的中心距。的中心距。 Sew Sew（Santas

14、aloSantasalo）在继续保留原优先数中心）在继续保留原优先数中心距的产品外距的产品外, , 又在中小常用规格开发出又在中小常用规格开发出M, MCM, MC系列。系列。 住友公司仍是采用住友公司仍是采用HPPHPP的外形的外形, , 采用采用2525齿形角齿形角, , 2 2、3 3、4 4级用同样的箱体的办法级用同样的箱体的办法, , 开发出开发出80008000系列，系列，20012001年又开发出年又开发出90009000系列。系列。 DAVID BROWN DAVID BROWN开发出开发出G G系列中小规格的方形系列。系列中小规格的方形系列。 各公司的模块化设计各有特色，共同

15、点几乎都是各公司的模块化设计各有特色，共同点几乎都是把输入锥齿轮轴部分作成单独模块组装到圆柱齿轮箱把输入锥齿轮轴部分作成单独模块组装到圆柱齿轮箱体上，使两类产品的箱体通用。体上，使两类产品的箱体通用。FLENDERFLENDER、HANSENHANSEN都是通过改进齿轮的参数都是通过改进齿轮的参数和箱体的结构设计来降低噪声。按和箱体的结构设计来降低噪声。按HANSENHANSEN公司标准公司标准, P4, P4的噪声比的噪声比HPPHPP低低2.5-9 dB(A)2.5-9 dB(A)。4. 进一步改进密封和外观 密封是各国外公司的重点改进点之一，既要无渗漏，又要摩擦磨损少，功耗发热少。HAN

16、SEN，FLENDER，SEW，FALK等公司都研制了自己的密封结构。高速轴多为非接触的迷宫式。 许多公司越来越重视减速器的外观造型设计，如HANSEN的P4减速器的外型就是请专业人员设计的。许多减速器都像工艺品一样漂亮。 而国产减速器不但外形差，漏油等现象仍很普遍，难以根制。 国产减速器技术水平的差距还表现在传动效率低，热功率低，可靠性差等方面。 生产规模的差距 国外公司的通用减速器生产都已形成相当的规模，因而可有效地降低成本，增强竞争力。如日本住友公司的一个制造所就月产齿轮电机25000台；月产模块化通用减速器850台。 而我国生产齿轮减速器的专业厂虽高达近200家，但能生产硬齿面齿轮减速

17、器且有一定量的也就是30家左右。硬齿面齿轮通用减速器这一块，都是单件小批生产，产量最高的年产数百台，产值不超过5000万元，低的也就是几百万。把所有骨干企业加到一起，产值产量也或许敌不上国外公司的一个厂。 截止目前为止截止目前为止, , 除除AGMAAGMA外外, , 世界各公司的产世界各公司的产品都是按各自的经验和条件生产自己的产品品都是按各自的经验和条件生产自己的产品, , 没没有统一的标准有统一的标准, , 使得工况系数的选用不一致使得工况系数的选用不一致, , 使使用寿命没有统一的规定用寿命没有统一的规定, , 热功率计算不准热功率计算不准, , 某些某些商业炒作因素难以排除商业炒作因

18、素难以排除, , 给用户的选用带来很大给用户的选用带来很大的不便。的不便。9090年代年代ISOISO开始起草开始起草ISO/WD13593ISO/WD13593工业闭式齿轮传工业闭式齿轮传动装置动装置“Enclosed Gear Drives for Industrial Enclosed Gear Drives for Industrial Applications”Applications”的技术报告草案的技术报告草案, , 其内容包含其内容包含: : 直直齿、斜齿轮装置、承载能力齿、斜齿轮装置、承载能力, , 计算规则计算规则, , 应用范围应用范围的通则。其中的工况系数的通则。其中的

19、工况系数K KSFSF值采用值采用AGMAAGMA的值的值, , 给出给出了两种详细计算热功率的方法了两种详细计算热功率的方法, , 并首次提出按满足并首次提出按满足100%100%的载荷运行的载荷运行1000010000小时加上小时加上200%200%的载荷运行的载荷运行1000010000次的循环次数来确定额定功率的方法。次的循环次数来确定额定功率的方法。ISOISO标准的制订标准的制订, , 必将进一步规范世界减速器行业必将进一步规范世界减速器行业的行为的行为, , 促进减速器技术的发展。促进减速器技术的发展。(1) (1) 工况系数减小的趋势工况系数减小的趋势: :以皮带机为例以皮带机

20、为例, , 过去载荷分类为过去载荷分类为M M、H, H, 对应对应于每天工作于每天工作10h10h以上时的工况系数以上时的工况系数K KA A为为1.51.5、2.0, 2.0, 现在按现在按AGMAAGMA标准已降至标准已降至1.251.251.51.5。(2) (2) 减速器仍按每天工作小时数划分（减速器仍按每天工作小时数划分（3h, 3h, 3 310h, 10h, 10h10h）。以往不同时间档次之间）。以往不同时间档次之间K KA A的的差值为差值为0.250.25。 原动机每天工作小时数工作机载荷性质UMH电动机涡轮机液压马达 30.811.531011.251.75101.25

21、1.5246缸活 塞发动机311.251.753-101.251.52101.51.752.2513缸活 塞发动机31.251.523-101.51.752.25101.7522.5表表 工况系数工况系数 KA 采用硬齿面齿轮后采用硬齿面齿轮后, , 此差值已不再是这种简此差值已不再是这种简单的数值关系单的数值关系, , 时间档次对有些设备已无影响。时间档次对有些设备已无影响。有的样本（如有的样本（如FLENDERFLENDER）已把）已把3h3h的界线改为的界线改为0.5h, 0.50.5h, 0.510h10h。工作机载荷也不再作。工作机载荷也不再作U U、M M、H H的划分的划分, ,

22、 而是直接给出不同工作机每天不同工而是直接给出不同工作机每天不同工作小时的工况系数值。作小时的工况系数值。对对AGMAAGMA给出的起重机的工况系数给出的起重机的工况系数, , 目前尚有争论。我目前尚有争论。我认为是其中包含了可靠度系数认为是其中包含了可靠度系数, , 并将其观点反映在我并将其观点反映在我的一篇论文的一篇论文“Discussion on the ratings Discussion on the ratings selection of crane reducers”selection of crane reducers”中中, , 此文已被此文已被IFToMMIFToMM第第

23、1010届大会录用届大会录用, , 并已在并已在ICMT2001ICMT2001机械传动机械传动国际会议上发表。国际会议上发表。 在工况系数及强度选型方面，从几家样在工况系数及强度选型方面，从几家样本上可看出几点差异（有时会影响选型结本上可看出几点差异（有时会影响选型结果）：果）：lHANSENHANSEN按工作机功率和电动机工率给出不同的按工作机功率和电动机工率给出不同的工况系数。工况系数。l住友的计算功率采用电机或工作机功率未区分。住友的计算功率采用电机或工作机功率未区分。lSEWSEW按（工作机功率效率）计算功率。按（工作机功率效率）计算功率。 工况系数的这种变化工况系数的这种变化, ,

24、 国外许多公司还没跟上国外许多公司还没跟上, , 如如SEWSEW、住友、住友、DAVID BROWNDAVID BROWN还是按老办法。还是按老办法。 有的公司在应用中也有错误如有的公司在应用中也有错误如: : 由电动机改为多由电动机改为多缸、单缸柴油机后缸、单缸柴油机后, , 工况系数应分别增加工况系数应分别增加0.250.25、0.5, 0.5, 而而FLENDERFLENDER公司为乘上公司为乘上1.251.25和和1.51.5。 (1) (1) 普遍开始考虑海拨高度对散热的影响普遍开始考虑海拨高度对散热的影响, , 增加增加海拨高度系数。海拨高度系数。 (2) (2) 淡化或不再考虑

25、功率利用率的影响。淡化或不再考虑功率利用率的影响。FLENDER 1993FLENDER 1993年前的样本都采用功率利用系数年前的样本都采用功率利用系数, , 19971997年后修改了热功率计算方法年后修改了热功率计算方法, , 不再采用功率利用不再采用功率利用系数。系数。 (3) ISO (3) ISO 推荐的两种热功率计算方法尚未被采用推荐的两种热功率计算方法尚未被采用。 (4) FLENDER(4) FLENDER从型式上改变了以往的热功率计算方法从型式上改变了以往的热功率计算方法, , 比起比起SEWSEW、往友来、往友来, FLENDER, FLENDER不论是老方法不论是老方法

26、, , 还是新方还是新方法热功率计算都细得多。法热功率计算都细得多。 a) a) 对每种规格给出标准冷却方式（环境温度对每种规格给出标准冷却方式（环境温度 20, 100%20, 100%连续运转连续运转, , 海拨高度海拨高度1000m, 1000m, 室外室外, , n n1 1= 750r/min= 750r/min）下的热功率）下的热功率P PG1G1P PG4G4。 b) b) 用热影响系数用热影响系数f f4 4（或（或f f5 5）、海拨高度系数）、海拨高度系数f f6 6（或（或f f7 7）、润滑方式系数）、润滑方式系数f f8 8、热能力系数、热能力系数f f9 9f f1

27、212修正。修正。 热影响系数热影响系数f f4 4（或（或f f5 5） 相当于原环境相当于原环境温度系数温度系数K KT T和运转周期系数和运转周期系数K KW W的综合的综合, , 如当环境温度如当环境温度2020时时, f, f4 4= 1/K= 1/KW W。 当当100%100%连续运转时连续运转时, , 对无附加冷却措施对无附加冷却措施, , 温度高时系数影响加大温度高时系数影响加大, , 盘管冷却时盘管冷却时, , 温度高的影响温度高的影响变小。变小。 润滑方式系数润滑方式系数f f8 8 对水平装置飞溅润对水平装置飞溅润滑为滑为1.0, 1.0, 强制润滑为强制润滑为1.05

28、, 1.05, 竖直轴装置随不同润滑竖直轴装置随不同润滑方式变化。方式变化。 热能力系数热能力系数f9f12 除考虑安装场地空间大除考虑安装场地空间大小（小、大、室外）外小（小、大、室外）外, 还考虑不同的转速、不同速还考虑不同的转速、不同速比段、不同规格的影响。此系数比老方法考虑的因比段、不同规格的影响。此系数比老方法考虑的因素更细。素更细。风扇冷却除转速的影响外风扇冷却除转速的影响外, 还和安装场地（小、大、还和安装场地（小、大、室外）及规格有关。室外）及规格有关。盘管冷却除和安装场地（小、大、室外）、规格盘管冷却除和安装场地（小、大、室外）、规格外外, 也和转速也和转速n1有关。有关。

29、c) 原校核原校核 是是P2各系数各系数许用热功率许用热功率PG 现改为现改为 PG各系数各系数P2三、国内通用齿轮减三、国内通用齿轮减速器技术的新发展速器技术的新发展由于产品不能及时更新，一直停留在国外八十年由于产品不能及时更新，一直停留在国外八十年代的水平上，致使和国外已经缩得很小的差距又在代的水平上，致使和国外已经缩得很小的差距又在逐年拉大。现在，总的情况是我们的产品已落后十逐年拉大。现在，总的情况是我们的产品已落后十六年以上六年以上, 面对国门的敞开面对国门的敞开, 已无力对抗国外的挑战。已无力对抗国外的挑战。企业在争市场，打低价位战。企业在争市场，打低价位战。研究所已企业化。研究所已

30、企业化。三方面的工作1. 冷静分析冷静分析, 破除迷信破除迷信, 逐步确定了开发世逐步确定了开发世界上一流产品界上一流产品, 誓与国外比高低的决心和信心誓与国外比高低的决心和信心。我们认为，中国人的产品比国外差的根本原因我们认为，中国人的产品比国外差的根本原因, 不在技术差不在技术差, 也不在装备差也不在装备差, 而在于而在于:a) 短期行为短期行为, 自卑心理自卑心理, 观念落后观念落后, 设计思想落后设计思想落后, 制造质量意识陈旧。制造质量意识陈旧。b) 国家或行业制订和推行的产品标准更新慢（一国家或行业制订和推行的产品标准更新慢（一般要十年左右），已不能适应市场经济条件下产品般要十年左

31、右），已不能适应市场经济条件下产品竞争的需求。竞争的需求。c) 管理水平差距管理水平差距, 造成质量控制漏洞多造成质量控制漏洞多, 产品质量产品质量难以稳定在一个高的水平线上。难以稳定在一个高的水平线上。 例如例如: 好材料好材料20CrNi2Mo热处理如果控制不热处理如果控制不好好,材料的许用弯曲应力会远远低于一般材料材料的许用弯曲应力会远远低于一般材料20CrMnMo的值。的值。 而国外的齿轮电机的齿轮本来就是普通产品而国外的齿轮电机的齿轮本来就是普通产品,需求量大面广。其齿轮相对于电机来讲，体积需求量大面广。其齿轮相对于电机来讲，体积要小，强度不是主要问题，模块式设计容易实现要小，强度不

32、是主要问题，模块式设计容易实现。一般精度。一般精度67级级, 普通材料普通材料20CrMnTi（我们认（我们认为是差材料为是差材料, 从来不用）从来不用）, 只因其质量控制可以稳只因其质量控制可以稳定在较高的水平线上，国内不少人就把它看成高定在较高的水平线上，国内不少人就把它看成高挡产品，就觉得比国内的好。事实上，我们用的挡产品，就觉得比国内的好。事实上，我们用的材料比他们好材料比他们好, 加工精度比他们高加工精度比他们高, 采用的工艺手采用的工艺手段比他们多段比他们多, 我们没有理由不比他们作得更好。我们没有理由不比他们作得更好。我们至少在以下我们至少在以下 几个方面占有优势（可比国外做得几

33、个方面占有优势（可比国外做得好）好）: a) 国外的模块化设计仍不是很理想国外的模块化设计仍不是很理想, 大多都是以牺牲大多都是以牺牲强度为代价强度为代价, 大多规格的各级齿轮间严重不等强度。大多规格的各级齿轮间严重不等强度。 b) 国外市场不是专门为中国人设计的国外市场不是专门为中国人设计的, 照顾不到中国照顾不到中国的的“使用环境使用环境”。如。如 不可能因为在中国容易发生断轴就把轴加粗。不可能因为在中国容易发生断轴就把轴加粗。 住友把地脚螺栓规定为住友把地脚螺栓规定为10.9级级, 中国的用户能否确中国的用户能否确保都达得到呢保都达得到呢? FLENDER的的H-B系列，系列，SEW的的

34、MC系列把箱体作系列把箱体作成整体式的成整体式的, 不考虑用户的维修性不考虑用户的维修性, 对中国的用户不考虑维对中国的用户不考虑维修性是不现实的。修性是不现实的。 我们在看到国外产品优势的同时我们在看到国外产品优势的同时, 认真去学习认真去学习它、研究它它、研究它, 吸取众家之长吸取众家之长, 长为我所用长为我所用, 同时又不同时又不迷信它迷信它, 针对它的不足去解决它、完善它针对它的不足去解决它、完善它, 以人之长以人之长, 补已之短补已之短, 紧紧结合国情付予它新的特点紧紧结合国情付予它新的特点, 我们一定我们一定能开发出能与国外比美、比高低的产品。能开发出能与国外比美、比高低的产品。2

35、. 在中硬齿面领域内的新突破在中硬齿面领域内的新突破形势形势: 软齿面和中硬齿面在中国仍占据很大市场软齿面和中硬齿面在中国仍占据很大市场, 在相在相当长时间内不可能被取代。形势逼迫采用这类减速器的当长时间内不可能被取代。形势逼迫采用这类减速器的企业必须进行改造企业必须进行改造, 但又无力升级到硬齿面但又无力升级到硬齿面, 迫切需要制迫切需要制造成本低、技术附加值高的产品。造成本低、技术附加值高的产品。减速器由软齿面改成中硬齿面后减速器由软齿面改成中硬齿面后, 由于性能价格比反由于性能价格比反而降低而降低, 没有生命力没有生命力, 推广不开（如推广不开（如ZDZ、QJ系列）系列）, 致致使软齿面

36、减速器禁而不止使软齿面减速器禁而不止, 严重制约了配套主机的技术严重制约了配套主机的技术水平的提高。水平的提高。我国在圆弧齿面方面作了很多工作我国在圆弧齿面方面作了很多工作, 到到90年代年代, 双圆弧双圆弧齿轮技术已经很成熟齿轮技术已经很成熟, 但由于认识等方面的原因但由于认识等方面的原因, 推广得推广得很不够很不够, 很长时间没有形成通用系列产品。很长时间没有形成通用系列产品。 九十年代九十年代, 一项新成果一项新成果“点线啮合齿轮传动技点线啮合齿轮传动技术术”的出现引起了我们高度的重视的出现引起了我们高度的重视, 它兼具渐开线它兼具渐开线和圆弧两种齿轮的特点和圆弧两种齿轮的特点, 特别是

37、加工简便、承载能特别是加工简便、承载能力高、噪声低等优点极具特色。虽然力高、噪声低等优点极具特色。虽然, 当时只是在当时只是在软齿面获得应用软齿面获得应用, 也没真正形成系列也没真正形成系列, 但是我们看但是我们看准了它有生命力准了它有生命力, 我们决定通过我们的努力把它转我们决定通过我们的努力把它转化成生产力。化成生产力。我们采取换肚子的办法我们采取换肚子的办法, 把把YNK系列中的硬齿面渐系列中的硬齿面渐开线齿轮分别换成中硬齿面的双圆弧齿轮、中硬齿面开线齿轮分别换成中硬齿面的双圆弧齿轮、中硬齿面的点线啮合齿轮的点线啮合齿轮, 开发出了开发出了:HNK系列中硬齿面双圆弧齿轮减速器（合作单位系

38、列中硬齿面双圆弧齿轮减速器（合作单位: 机械院、哈工大、太工大）机械院、哈工大、太工大）DNK系列中硬齿面点线啮合减速器（合作单位系列中硬齿面点线啮合减速器（合作单位: 武武汉交科大）汉交科大）这两类减速器的承载能力都比中硬齿面的渐开线齿这两类减速器的承载能力都比中硬齿面的渐开线齿轮提高轮提高12倍倍, 达硬齿面的达硬齿面的55%75%, DNK的噪声还的噪声还低低510dB(A), 性能价格比高性能价格比高, 市场前景看好。市场前景看好。我们把我们把YNK、HNK、DNK三类减速器采用相同的三类减速器采用相同的外形尺寸外形尺寸, 给用户的选择提供尽可能大的灵活性。给用户的选择提供尽可能大的灵

39、活性。 我们成功地开发出我们成功地开发出DQJ、DZQ系列起重机用系列起重机用点线啮合齿轮减速器点线啮合齿轮减速器, 以取代以取代QJ 、ZQ系列渐系列渐开线齿轮减速器。开线齿轮减速器。 DQJ，DZQ系列中硬齿面点线啮合齿轮减速器是为替代QJ系列渐开线中硬齿面的起重机减速器和软齿面的ZQ，JZQ减速器而开发的。由于其承载能力高，噪声明显低，价格比硬齿面减速器低得多，用于起重机减速器时会显示出极大的生命力和优势，预计不久就会成为众多起重机用户的首选产品。 DQJ系列减速器的外形安装尺寸和QJ系列相同，承载能力提高一档，传递同样功率，重量可减轻30%左右。 起重机提升机构减速器的输入、输出轴端在

40、同一侧，分别和电动机和卷筒相联，减速器中心距不宜太小。当采用硬齿面减速器时，往往会造成承载能力和造价的浪费（结构不允许小），这时采用DQJ系列点线啮合齿轮减速器，即可满足强度、寿命和可靠度要求，又可降低噪声，提高起重机的性能档次，又可降低成本，不失为最佳选择。 DZQ系列减速器的外形安装尺寸和ZQ系列相同，承载能力提高幅度更大，主要是为原采用ZQ，JZQ减速器的老用户的设备更新而设计的。预计更新后，使用寿命可以提高5倍以上。3. 成功开发出成功开发出PR系列硬齿面的模块式系列硬齿面的模块式齿轮减速器系列齿轮减速器系列PR系列的研制是我公司迎接我国加入系列的研制是我公司迎接我国加入WTO，实，实

41、现产品规模生产的结构调整和产品质量质的飞跃的现产品规模生产的结构调整和产品质量质的飞跃的重大战略举措。重大战略举措。它以赶超世界先进水平为目标它以赶超世界先进水平为目标, 以独创的模块化以独创的模块化设计方法为手段设计方法为手段,以生产世界一流的能与国外抗衡的以生产世界一流的能与国外抗衡的产品和企业取得规模效益为目的。产品和企业取得规模效益为目的。PR系列是以全系列是以全新的设计思想设计的，以全新的制造和质量意识制新的设计思想设计的，以全新的制造和质量意识制造的全新产品，既凝聚了世界众家之长造的全新产品，既凝聚了世界众家之长, 又处处考又处处考虑了结合国情。虑了结合国情。PR系列的研制系列的研

42、制, 我们花费了八年的时间。我们花费了八年的时间。1993年后开始准备年后开始准备, 收集研究国外资料收集研究国外资料, 研究新的模研究新的模块化设计方法。块化设计方法。1997年开始设计计算年开始设计计算, 先后设计出大的型谱方案数先后设计出大的型谱方案数十个十个,小的型谱方案数千个，经过多次筛选和试用小的型谱方案数千个，经过多次筛选和试用, 直直到到2000年才正式确定型谱。年才正式确定型谱。 1997年至年至1998年作了四种材料的弯曲疲劳极限的试年作了四种材料的弯曲疲劳极限的试验验, 为强度计算提供基础依据。为强度计算提供基础依据。1998年至年至2000年年, 用了三年多时间作了用了

43、三年多时间作了12台样机的台样机的疲劳寿命试验和型式试验。疲劳寿命试验和型式试验。以下为每次试验所留下的部分照片：以下为每次试验所留下的部分照片：1998年4台PR减速器首次作疲劳寿命试验的照片NP308-22.4型2台功率284kW,减速比21.161的3级圆柱齿轮减速器在局部循环油润滑的条件下，作背靠背疲劳寿命试验NP308-100型2台功率61kW,减速比100.486的3级圆柱齿轮减速器在飞溅润滑的条件下，作背靠背疲劳寿命试验NP308-22.4型2台功率284kW,减速比21.161的3级圆柱齿轮减速器在循环油润滑的条件下，作背靠背疲劳寿命试验NP203-22.4型功率64kW,减速

44、比22.644的2级圆柱齿轮减速器在作型式试验 NP203-8型功率215kW,减速比7.595的2级圆柱齿轮减速器在作型式试验 NR303-40型功率39kW,减速比39.254的3级圆锥圆柱齿轮减速器在作型式试验 NR303-18型功率88kW,减速比18.607的3级圆锥圆柱齿轮减速器在作型式试验 NP201-16型功率40kW,减速比15.931的2级圆柱齿轮减速器在作型式试验 NP201-6.3型功率105kW,减速比6.302的2级圆柱齿轮减速器在作型式试验 NR301-80型功率7kW,减速比79.387的3级圆锥圆柱齿轮减速器在作型式试验 NR301-28型功率24kW,减速比

45、28.077的3级圆锥圆柱齿轮减速器在作型式试验 2000年完成典型规格的箱体年完成典型规格的箱体3维设计和有限元结构维设计和有限元结构分析。从样机到最后定型，减速器的外形已经过分析。从样机到最后定型，减速器的外形已经过3次大的改型。次大的改型。 2000年完成用户选型专家系统编制。年完成用户选型专家系统编制。2001年开始单件小批生产。年开始单件小批生产。2002年已把把年已把把PR系列全面推向市场。在港口，矿系列全面推向市场。在港口，矿山，煤炭，钢铁，化工，电力，起重运输，核工山，煤炭，钢铁，化工，电力，起重运输，核工业，造纸等许多行业取代国外产品获得成功的应业，造纸等许多行业取代国外产品

46、获得成功的应用。用。四、四、DNK、DQJ系列系列点线啮合齿轮减速器点线啮合齿轮减速器点线啮合传动是一种全新的传动型式点线啮合传动是一种全新的传动型式, 是武汉交是武汉交通科技大学经十多年的研究获得的科技成果通科技大学经十多年的研究获得的科技成果, 1999年年9月被列为月被列为“九五九五”重点科技推广项目。重点科技推广项目。DNK系列点线啮合齿轮减速器系列点线啮合齿轮减速器, 是在国内外首次是在国内外首次将点线啮合传动技术应用到中硬齿面领域将点线啮合传动技术应用到中硬齿面领域, 成功地成功地研制开发出的上规模、上档次、高技术附加值的标研制开发出的上规模、上档次、高技术附加值的标准系列产品。准

47、系列产品。1. 产品特点产品特点:点线啮合齿轮同时存在渐开线凸齿廓接触的线啮点线啮合齿轮同时存在渐开线凸齿廓接触的线啮合和渐开线凸齿廓与过度曲线凹齿廓接触的点啮合合和渐开线凸齿廓与过度曲线凹齿廓接触的点啮合, 因而这种减速器兼具渐开线和圆弧齿轮两种减速器因而这种减速器兼具渐开线和圆弧齿轮两种减速器的优点。的优点。 承载能力高承载能力高, 比同样的中硬齿面渐开线齿轮减比同样的中硬齿面渐开线齿轮减速器提高速器提高12倍倍, 传递相同功率传递相同功率, 规格可以小规格可以小2档档, 重重量可减小近一半。量可减小近一半。 如本项目所作疲劳寿命试验用的如本项目所作疲劳寿命试验用的DNS440-22.4型

48、型减速器减速器, 重重285kg, 在在n1=1500r/min时按时按44kw作疲劳作疲劳试验无损坏试验无损坏, 实际确定额定功率为实际确定额定功率为39kw, 而规格大小而规格大小重量完全相同的标准中硬齿面渐开线齿轮减速器重量完全相同的标准中硬齿面渐开线齿轮减速器ZSZ200-22.4的额定功率为的额定功率为17kw, 加大加大2档到档到ZSZ250（总中心距（总中心距555mm）重量）重量540kg的额定功率才达的额定功率才达37kw。 由于轮齿存在渐开线的线啮合和凹齿廓也是由由于轮齿存在渐开线的线啮合和凹齿廓也是由展成生成展成生成, 故齿轮具有可分性故齿轮具有可分性, 中心距误差和切齿

49、深中心距误差和切齿深度误差不影响传动和强度。度误差不影响传动和强度。 在普通的制造精度下容易达到在普通的制造精度下容易达到100%的齿宽接的齿宽接触触; 齿向载荷分布比较均匀齿向载荷分布比较均匀, 轮齿不会产生萌角折断轮齿不会产生萌角折断, 轮齿折断的型式是在轮齿折断的型式是在30切线处沿整个齿宽断裂。切线处沿整个齿宽断裂。 由于轮齿啮合同时存在端面重合变和轴向重合由于轮齿啮合同时存在端面重合变和轴向重合度度, 故重合度大故重合度大, 接触精度高接触精度高, 运转平稳运转平稳, 噪声可比同样噪声可比同样精度的渐开线齿轮减速器低精度的渐开线齿轮减速器低510dB(A)（可比（可比6级精级精度磨齿

50、的渐开线齿轮减速器还低）。且具有载荷越高度磨齿的渐开线齿轮减速器还低）。且具有载荷越高, 噪声越低的特点。噪声越低的特点。 用于减速传动时容易形成油膜用于减速传动时容易形成油膜, 工作状态下摩擦工作状态下摩擦磨损小磨损小, 使用寿命长。使用寿命长。 传动效率高传动效率高, 单级可达单级可达98%以上。以上。 制造简便制造简便, 可在普通滚齿机上用标准渐开线滚刀可在普通滚齿机上用标准渐开线滚刀完成轮齿精加工。不要求过高的精度完成轮齿精加工。不要求过高的精度, 制造成本和中制造成本和中硬齿面渐开线齿轮减速器相近。实际选用时硬齿面渐开线齿轮减速器相近。实际选用时, 即使保即使保守一点选小一档守一点选

51、小一档, 成本差价的增效也是可观的。成本差价的增效也是可观的。2. 试验验证试验验证为了较准确地、有把握地确定为了较准确地、有把握地确定DNK系列的功率表系列的功率表, 我们用了一年多时间作了我们用了一年多时间作了3组组4次疲劳寿命台架试验。次疲劳寿命台架试验。选定产品型号选定产品型号DNS440三级减速器三级减速器, 公称传动比公称传动比22.4, 三级中心距分别为三级中心距分别为100、140、200mm, 通过一次试验通过一次试验基本上可考核三种中心距不同参数的齿轮。基本上可考核三种中心距不同参数的齿轮。 试验表明试验表明, 该减速器在该减速器在n1=1500r/min时可达到时可达到4

52、4kw不损坏不损坏, 按按39kw的额定功率是安全保守的。的额定功率是安全保守的。疲劳试验后疲劳试验后, 又按又按184%的额定负载作了的额定负载作了10分钟的超分钟的超载试验载试验, 齿轮及各机件完好无损齿轮及各机件完好无损, 说明该减速器过载能说明该减速器过载能力强。力强。以下为部分产品的照片：以下为部分产品的照片：3. 使用情况使用情况 邢台钢厂炼钢厂邢台钢厂炼钢厂1999年和年和2000年年2次选用次选用DNS1110-90, DNF1570-125型点线啮合齿轮减速器各型点线啮合齿轮减速器各2台台, 直接替直接替代了原来选用的硬齿面代了原来选用的硬齿面YNS1110-90, YNF1

53、570-125减速减速器。使用情况良好器。使用情况良好, 用户非常满意用户非常满意, 为用户直接节约为用户直接节约40万万元的费用。元的费用。 我厂高齿车间我厂高齿车间30T行车大车行走减速器行车大车行走减速器, 原为单圆原为单圆弧齿轮。因末级大轮经常损坏弧齿轮。因末级大轮经常损坏, 2台台1999年都改为同样材年都改为同样材质、同样精度的点线啮合齿轮质、同样精度的点线啮合齿轮, 已正常运行多年。已正常运行多年。 鞍钢二烧鞍钢二烧360m2烧结工程烧结工程6台制粒机用减速器台制粒机用减速器, 总中总中心距心距1615mm, 原为硬齿面原为硬齿面, 后改用中硬齿面点线啮合齿后改用中硬齿面点线啮合

54、齿轮轮, 已于已于2001年年5月交付使用。月交付使用。 派生系列派生系列DQJ起重机用减速器已在我公司技改项目起重机用减速器已在我公司技改项目的的1台台75T和和4台台50T行车的主、副起升和大车行走上采行车的主、副起升和大车行走上采用了用了10多台，全部比多台，全部比QJ选小了一个型号。如选小了一个型号。如75T主提主提升用升用DQJRS560-50替代原替代原QJRS630-50，副提升用，副提升用DQJR335-31.5替代原替代原QJR400-31.5 ，大车行走用，大车行走用DQJS280-50替代原原替代原原QJS335-50。 江苏省技术监督局的同志到我厂检查工作时，不江苏省技

55、术监督局的同志到我厂检查工作时，不经意地发现这几台行车运行的声音非常的低，平稳性经意地发现这几台行车运行的声音非常的低，平稳性非常好，曾惊叹地问：非常好，曾惊叹地问：“你们家的行车是谁家作你们家的行车是谁家作的，怎么质量这么好！的，怎么质量这么好！” DQJ236减速器已在上海梅山钢厂应用。减速器已在上海梅山钢厂应用。 DQJ900-200起重机用减速器已在清江水布起重机用减速器已在清江水布垭电站应用。垭电站应用。 DZQ1000，DZQ850起重机用减速器已在德起重机用减速器已在德胜钢厂的胜钢厂的1台台75T和和1台台50T行车的主起升上采行车的主起升上采用。用。五、五、PR系列模块式系列模

56、块式齿轮减速器齿轮减速器1 1 概述概述 PR 中中 囯囯 人人 自自 己己 的的 重重 载载 齿齿 轮轮 减减 速速 器器 PR Reducers of optimized design for Heavy duty by Chinese PR 献献 給給 21 世世 紀紀 的的 一一 份份 厚厚 礼礼 PR A present for 21st century l21 世世 紀紀 的的 典典 范范l全全 新新 的的 制制 造造 和和 质质 量量 意意 识识l赶赶 超超 世世 界界 最最 先先 进进 水水 平平l符符 合合 中中 囯囯 囯囯 情情l全全 新新 的的 设设 計計 思思 想想 P

57、R 系系 列列 减减 速速 器器 技技 术术 l永永 不不 停停 顿顿 的的 发发 展展 和和 完完 善善l世世 界界 众众 家家 之之 长长 的的 凝凝 聚聚lNGC 的的 独独 创创l高高 可可 靠靠 性性 和和 高高 承承 载载 能能 力力 的的完完 美美 结结 合合 lNGC 经经 验验 的的 累累 积积PR 系系 列列 减减 速速 器器 的的 选选 用用 配有专用的“PR2000”选型专家系统，协助用户方便、正确、合理的选型。 PR 减减 速速 器器 的的 质质 量量 技技 术术 是是 强强 度度 和和 可靠可靠 性性 的的 保保 証証2 PR系列的性能特奌及系列的性能特奌及和国外同

58、类产品的对比和国外同类产品的对比3 齿轮采用更高的精度并修形 齿轮的精度等级为 ISO1328 -1: 1995的5级精度（ 相当于德国DIN 标准的5级），而国外公司一般都按6级精度（不排除加工后的实际精度也有达到5级精度的齿轮），有的公司的齿轮电机齿轮的精度为6 7 级。 齿轮均进行恰到好処的齿廓修整，小齿轮均进行恰到好的螺旋綫修整，齿向载荷分布均匀，强度高，低噪音，低振动。 下面为一些齿轮的计量图（螺旋线不修整，螺旋线修整，鼓形齿，齿距检测，齿廓修整）。4 4 齿根单圆弧圆滑过度，齿根喷丸强化齿根单圆弧圆滑过度，齿根喷丸强化，残余压应力高，齿根弯曲强度高，残余压应力高，齿根弯曲强度高。而

59、国外公司一般不喷丸而国外公司一般不喷丸 我们的齿根比许多国外公司作得好。不少我们的齿根比许多国外公司作得好。不少国外公司的齿根由于国外公司的齿根由于R R小，磨齿时常常磨到齿小，磨齿时常常磨到齿根，使危险截面应力集中，产生拉应力，大大根，使危险截面应力集中，产生拉应力，大大降低降低齿根弯曲强度高。下图为两种齿根齿根弯曲强度高。下图为两种齿根的对比。的对比。5 5 采用独创的模块化方法设计采用独创的模块化方法设计 国外公司产品的多级之间不是等强度，最国外公司产品的多级之间不是等强度，最高和最低安全系数差别往往很大，也就是说，高和最低安全系数差别往往很大，也就是说，其模块化设计往往以牺牲一部分强度

60、为代价，其模块化设计往往以牺牲一部分强度为代价，而我们而我们采用独创的模块化方法设计，不但有效采用独创的模块化方法设计，不但有效地避免了国外模块式设计所造成的各级间强度地避免了国外模块式设计所造成的各级间强度不均衡和强度浪费，规格的确定更合理，而且不均衡和强度浪费，规格的确定更合理，而且系列的主要零件品种规格比国外许多公司的少系列的主要零件品种规格比国外许多公司的少得多，更容易形成批量。得多，更容易形成批量。 我们和FLENDER按不同型谱设计的安全系数对比以我厂YNS555-FLENDER的SDN250 为例, 按同样功率计算的三级中的最小接触强度安全系数SH列于上表。计算是按不修形，6级精