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在实际工程要求传动比较大的场合,往往采用多级平行轴传动或者多级NGW行星轮系的串联,这两种方案均由于传动零件多会带来体积大、质量重、故障率高等问题,因此,为解决上述问题,采用大速比NGWN(Ⅰ)型行星传动(传动比范围为20-500),可缩短传动链,减少故障率,提高系统的可靠性。本文以深部危险煤层无人采掘装备关键基础研究课题(973计划)(2014CB046304)为依托,按照课题需求设计并制造了大速比人字齿非对称齿形的NGWN(Ⅰ)型行星传动实验样机,并搭建试验台,对该大速比非对称人字齿形的行星传动机构进行了传动效率和齿轮啮合频率测试,具体研究工作如下:(1)根据功率、转速和传动比等要求设计NGWN(Ⅰ)型行星传动的齿轮参数,采用啮合功率法计算其传动效率,分析其传动效率不高的原因是两内啮合副存在循环功率流,导致摩擦损失加大。采用低耗齿轮设计原理,通过优化齿轮副的变位系数和齿顶高系数,降低两内啮合副的齿轮端面重合度,降低摩擦损失,提高传动效率。(2)详细推导非对称齿廓的曲线方程,结合matlab和solidworks建立大速比非对称人字齿形的NGWN(Ⅰ)型行星传动三维模型,将其分解为三对啮合副分别导入ANSYS中,按照实际工况进行加载,计算得到其齿根弯曲应力和齿面接触应力;并计算在相同齿数、模数等参数下对称齿轮的弯曲应力和接触应力值,并将对称齿轮和非对称齿轮得到的结果对比。(3)对该行星传动机构中的齿轮及其他关键零部件进行强度校核,得到相关的安全系数;并从轻量化设计的角度,在考虑强度的情况下,对关键零部件进行拓扑优化,得到最优化的结构方案。(4)采用极值法对齿部装配尺寸链计算,确定封闭环的尺寸链及相关零部件的公差,以保证齿部装配精度;对非对称齿轮齿部进行铣削加工仿真模拟,制定加工工艺流程,走刀路线,生成相应的数控程序,根据本实验室五轴联动加工中心和工件毛坯设计相应的工装夹具,对齿轮部件进行实际加工;并设计装配工序,指导实际装配。(5)根据课题需求搭建相关试验台架,从行星轮系传动效率和齿轮啮合频率两个方面开展试验,并将实验结果和理论计算结果对比,验证本实验样机的可行性。