一种盾构机双模式主驱动齿轮箱的设计方法及齿轮箱.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112013097A(43)申请公布日2020.12.01(21)申请号202010975336.5F16H57/04(2010.01)(22)申请日2020.09.16F16H61/22(2006.01)(71)申请人重庆齿轮箱有限责任公司地址402263重庆市江津区江津东方红工业区211信箱(72)发明人何志强杨震杨华华陈光富陈巧赵荷谢飞罗康森(74)专利代理机构北京集佳知识产权代理有限公司11227代理人高勇(51)Int.Cl.F16H57/02(2012.01)F16H57/023(2012.01)F16H57/08(2006.01)F16H57/033(2012.01)权利要求书2页说明书6页附图2页(54)发明名称一种盾构机双模式主驱动齿轮箱的设计方法及齿轮箱(57)摘要本发明公开了一种盾构机双模式主驱动齿轮箱的设计方法及齿轮箱，设计方法应用于盾构机双模式主驱动齿轮箱的设计，包括：确定传动结构形式，设定齿轮箱传动比I；对传动比进行分配，设定第二行星级的传动比I4以及第一行星级的传动比I3，并对输入齿轮副的传动比I1以及低速齿轮副的传动比I2进行计算，确定传动比I1和传动比I2的范围值；确定第一行星级和第二行星级的模数范围；对各齿轮及轴承进行校核，并根据校核结果确定传动比I1、I2、I3和I4的具体取值以及第一行星级和第二行星级的模数值。本发明所提供的设计方法，满足盾构机双模式的使用要求，攻克混合地质施工难题，减少新型号齿轮箱的开发、降低齿轮箱采购成本，提高性价比。CN112013097ACN112013097A权利要求书1/2页1.一种盾构机双模式主驱动齿轮箱的设计方法，应用于盾构机双模式主驱动齿轮箱的设计，所述盾构机双模式主驱动齿轮箱包括输入轴、输入齿轮副、低速齿轮副、高速齿轮副、换挡机构、第一行星级、第二行星级以及输出行星架；其特征在于，包括以下步骤：步骤S1：确定传动结构形式，设定齿轮箱传动比I；步骤S2：对传动比进行分配，设定第二行星级的传动比I4以及第一行星级的传动比I3，并对输入齿轮副的传动比I1以及低速齿轮副的传动比I2进行计算，确定传动比I1和传动比I2的范围值；步骤S3：确定第一行星级和第二行星级的模数范围；步骤S4：对各齿轮及轴承进行校核，并根据校核结果确定传动比I1、传动比I2、传动比I3和传动比I4的具体取值以及所述第一行星级和第二行星级的模数值。2.根据权利要求1所述的盾构机双模式主驱动齿轮箱的设计方法，其特征在于，所述步骤S1包括：设定齿轮箱传动比I为20-90，IEPB/ITBM＝A，2≤A≤3；且传动结构采用两级圆柱齿轮+两级NGW行星齿轮的传动形式。3.根据权利要求1所述的盾构机双模式主驱动齿轮箱的设计方法，其特征在于，所述步骤S3包括：利用Palmgren-Miner法则处理载荷谱，得出齿轮、轴承的当量载荷与转速；结合外形尺寸限制、齿圈壁厚、齿数条件初选第一行星级和第二行星级的模数，确定所述第一行星级和第二行星级的模数范围；并且两级圆柱齿轮的模数与第一行星级的模数相同。4.根据权利要求1所述的盾构机双模式主驱动齿轮箱的设计方法，其特征在于，所述盾构机双模式主驱动齿轮箱还包括第一箱体(1)和第二箱体(2)，所述输入轴、输入齿轮副、低速齿轮副、高速齿轮副、换挡机构位于所述第一箱体(1)内，所述第一NGW行星级、第二NGW行星级以及输出行星架位于所述第二箱体(2)内；还包括步骤：对所述第一箱体(1)和第二箱体(2)进行设计；所述第一箱体(1)采用偏心式回转圆柱箱体结构，所述第一箱体(1)的最大外圆尺寸不得大于所述第二箱体(2)的外圆尺寸；在所述第一箱体(1)内布置冷却水箱，冷却水箱位于输入端，冷却水箱内部采用涂漆、镀锌的防锈措施，同时承压能力需满足1MPa以上，无渗漏。5.根据权利要求1所述的盾构机双模式主驱动齿轮箱的设计方法，其特征在于，还包括步骤：对换挡机构进行设计，采用手动换挡形式，通过内、外花键套、拨叉、连杆或手柄实现切换功能，并配置锁紧装置进行限位。6.根据权利要求5所述的盾构机双模式主驱动齿轮箱的设计方法，其特征在于，所述盾构机双模式主驱动齿轮箱还包括检测装置；还包括步骤：对检测装置进行设计，所述检测装置为接近传感器，实时监测档位。7.根据权利要求1至6任意一项所述的盾构机双模式主驱动齿轮箱的设计方法，其特征在于，所述步骤S2包括：所述输入齿轮副的传动比I1与所述低速齿轮副的传动比I2按照公式2CN112013097A权利要求书2/2页进行初步取值，确定传动比I1和传动比I2的范围值，再结合Z1+Z2＝Z3+Z4＝Z5+Z6条件进行优选。8.根据权利要求7所述的盾构机双模式主驱动齿轮箱的设计方法