行星齒輪減速器在電梯曳引機中的應用設計

孫英娜

摘要：隨著社會現代化的發展，電梯已經成為人們生活中必不可少的一部門，所以優化電梯設計已經成為一種必然的趨勢。本文通過對傳統的電梯工作原理的不足之處進行簡單的分析，并且對行星齒輪減速器在電梯曳引機的應用做相關的探討。

關鍵詞：行星齒輪；電梯曳引機；應用設計

隨著社會現代化的發展，電梯已經成為人們生活中必不可少的一種運輸工具，是現代城市文明的一個重要的組成部分。在辦公或者家庭建筑中，電梯作為搭載貨物或者是載人的運輸工具，屬于一種升降設備。而在當今世界高層建筑中對于電梯的設計要求也是極高的，不僅需要其占地面積比較小，同時要求電梯在保證安全的前提下，能夠平穩安全地運輸貨物或者是人。因此，我們可以發現，節能環保而又高效的電梯正在逐漸成為主流。電梯屬于機電一體化的設備，通過相關的曳引電動機、制動器進行基本的工作。

一、行星齒輪的工作原理

行星齒輪與其他的傳統齒輪運轉相比較，具有運轉能力比較大，承載質量和體積大，同時又體積小，所占空間比較大的特點。同時，其傳輸的平穩性以及效率都是其他齒輪無法相比的，屬于高速大功率的傳輸裝置。

行星齒輪的構成相對比較復雜，主要是由殼體和行星齒輪、以及曲柄、轉臂等組成。在設備的組成中，中心的部件叫做太陽輪，行星齒輪在運作的時候主要依靠這一中心部件進行轉動，同時進行自轉。在實驗中得出了參數原理，當行星齒輪節圓上的點沿直線運動，其余各點均做不規則的曲線運動。所以為了保障齒輪的高效高速運轉，必須使行星齒輪齒數在合理的數值范圍內。同時，轉臂的長度、曲柄的長度、行星齒輪節圓半徑相等。只有滿足這些基本的條件才能保障齒輪能夠按照所希望的軌跡進行運動并且做功。

二、行星齒輪轉動的優缺點

（一）行星齒輪的傳動效率高

在上述的分析中，我們提到了行星齒輪具有綠色環保且體積小的特點。在行星齒輪的傳動過程中，是由均勻地分布在中心輪的周圍的許多個小的行星齒輪進行共同的分工協作，共同分擔載荷。這樣就把比較大的承載力分散開來，而每個比較小的齒輪所承載的負荷就會比較小。

同時，行星齒輪的傳動工作中充分使用了內嚙合承載能力大和內齒圈本身的可容體積，進一步縮小其外廓尺寸，這樣就完成了體積小、效率高、綠色環保而又節能的目標。我們可以發現，行星齒輪傳動充分利用了功率分流和動軸線的運行的工作原理。這樣的工作原理在相同的負荷和承載條件下，以及相同的外廓尺寸，行星齒輪的傳動效率要更高。同時，由于內嚙合齒輪的充分使用，以及各個小齒輪一同形成的共軸線式的傳動，使得整個安裝過程合理簡便，對于無機房的電梯以及小機房的電梯是十分適用的。

行星齒輪的傳動結構中是由數個對稱的小齒輪組成，因此行星齒輪傳動結構具有對稱性，這些對稱的小齒輪能夠使得中心輪和轉臂軸承中的反作用力能相互平衡，從而有利于達到提高傳動效率的作用。所以與傳統的蝸輪蝸桿傳動方式相比較，在合理使用的情況下，行星齒輪更加綠色環保節能，能夠為企業或者業主節省許多電能，這一點可以通過安裝電能回饋裝置來實現。這一點不論是對企業還是個人，節能降耗，減少不必要的開銷，節約能源具=具有重要的價值和意義，對于整個社會的生產和發展也具有不可忽視的意義。此外，行星齒輪的傳動的工作過程中，也具有運轉平穩且抗>中擊的性能高的特點。數個相互對稱的小齒輪均勻地圍繞中心齒輪運轉，嚙合的齒數的相互配合，這些因素都增加了星齒輪傳動運行平穩性。

（二）行星齒輪的不足

行星齒輪仍有需要改進的地方，比如由于其結構比較復雜，所以加工比較繁瑣，制造過程比較復雜，因而造價也是比較高的。因此，作為電梯曳引機的使用，盡管行星齒輪具有諸多的優點，但是從其本身的加工精密的復雜程度而言，成本相對比較高，這也成為有的電梯曳引機并沒有使用行星齒輪的重要原因。

三、行星齒輪設計優化

在影響行星齒輪減速器在電梯曳引機的應用設計中的因素有很多，對其的平穩性影響也是比較大的，比如制造工藝的精密程度以及裝配技術、齒輪的光滑程度等等，這些都需要極高的造價成本。所以這就使得提高效率是以使用精密度為代價的。但是，如果在設計的時候能夠對齒輪的嚙合程度進行合理的設計規劃，則回產生比較好的效果。

齒數和模數是曳引機行星齒輪減速器的優化變量。齒數屬于一個離散量，同樣，模數也是離散量，因為其設計應該符合模數的相關要求。所以，行星齒輪減速器在電梯曳引機的應用設計中的優化過程中存在了一個離散性變量處理的計算。由上分析，我們可以使用可行性枚舉法作為行星齒輪減速器曳引機的一個優化的使用方法。

首先，我們可以充分利用小齒輪不產生根切的這一特點，進而確定齒數的最小值。在基本的數值中，對于小齒輪的齒輪傳動通常是不會超過200的限制，這個數值可以作為確定齒數變化范圍最大值的參考數值。對于模數，在GB1357—1987《漸開線圓柱齒輪模數》給出了明確的模數系列，其變化范圍也是確定的。行星齒輪減速器曳引機屬于二級降速，所以在對中心齒輪和其模數限制數值的范圍進行相關的分析的時候，可以參考常規的二級減速的處理方式。在對相關的數據進行數據的處理和分析的時候，需要找出一個可以滿足函數條件的數值，并且這個數值需要是最小的數值組合。而這個約束數值包括的條件范圍又是比較復雜的，包括齒輪的配合度，運動性能等等的因素，所以經過層層篩選，最后所選擇的那組最優解則是相對應的齒數和模數的合理數值組合，也就是優化變量。

四、結語

本文針對傳統的蝸輪蝸桿傳動的不足，詳細分析了行星齒輪減速器在電梯曳引機的應用的優點及不足，并提出了參數的設計優化方案。隨著現代化的進步，行星齒輪減速器在電梯曳引機的應用將會成為一種普遍性。endprint