行星齿轮减速器在电梯曳引机中的应用设计

孙英娜

摘要：随着社会现代化的发展，电梯已经成为人们生活中必不可少的一部门，所以优化电梯设计已经成为一种必然的趋势。本文通过对传统的电梯工作原理的不足之处进行简单的分析，并且对行星齿轮减速器在电梯曳引机的应用做相关的探讨。

关键词：行星齿轮；电梯曳引机；应用设计

随着社会现代化的发展，电梯已经成为人们生活中必不可少的一种运输工具，是现代城市文明的一个重要的组成部分。在办公或者家庭建筑中，电梯作为搭载货物或者是载人的运输工具，属于一种升降设备。而在当今世界高层建筑中对于电梯的设计要求也是极高的，不仅需要其占地面积比较小，同时要求电梯在保证安全的前提下，能够平稳安全地运输货物或者是人。因此，我们可以发现，节能环保而又高效的电梯正在逐渐成为主流。电梯属于机电一体化的设备，通过相关的曳引电动机、制动器进行基本的工作。

一、行星齿轮的工作原理

行星齿轮与其他的传统齿轮运转相比较，具有运转能力比较大，承载质量和体积大，同时又体积小，所占空间比较大的特点。同时，其传输的平稳性以及效率都是其他齿轮无法相比的，属于高速大功率的传输装置。

行星齿轮的构成相对比较复杂，主要是由壳体和行星齿轮、以及曲柄、转臂等组成。在设备的组成中，中心的部件叫做太阳轮，行星齿轮在运作的时候主要依靠这一中心部件进行转动，同时进行自转。在实验中得出了参数原理，当行星齿轮节圆上的点沿直线运动，其余各点均做不规则的曲线运动。所以为了保障齿轮的高效高速运转，必须使行星齿轮齿数在合理的数值范围内。同时，转臂的长度、曲柄的长度、行星齿轮节圆半径相等。只有满足这些基本的条件才能保障齿轮能够按照所希望的轨迹进行运动并且做功。

二、行星齿轮转动的优缺点

（一）行星齿轮的传动效率高

在上述的分析中，我们提到了行星齿轮具有绿色环保且体积小的特点。在行星齿轮的传动过程中，是由均匀地分布在中心轮的周围的许多个小的行星齿轮进行共同的分工协作，共同分担载荷。这样就把比较大的承载力分散开来，而每个比较小的齿轮所承载的负荷就会比较小。

同时，行星齿轮的传动工作中充分使用了内啮合承载能力大和内齿圈本身的可容体积，进一步缩小其外廓尺寸，这样就完成了体积小、效率高、绿色环保而又节能的目标。我们可以发现，行星齿轮传动充分利用了功率分流和动轴线的运行的工作原理。这样的工作原理在相同的负荷和承载条件下，以及相同的外廓尺寸，行星齿轮的传动效率要更高。同时，由于内啮合齿轮的充分使用，以及各个小齿轮一同形成的共轴线式的传动，使得整个安装过程合理简便，对于无机房的电梯以及小机房的电梯是十分适用的。

行星齿轮的传动结构中是由数个对称的小齿轮组成，因此行星齿轮传动结构具有对称性，这些对称的小齿轮能够使得中心轮和转臂轴承中的反作用力能相互平衡，从而有利于达到提高传动效率的作用。所以与传统的蜗轮蜗杆传动方式相比较，在合理使用的情况下，行星齿轮更加绿色环保节能，能够为企业或者业主节省许多电能，这一点可以通过安装电能回馈装置来实现。这一点不论是对企业还是个人，节能降耗，减少不必要的开销，节约能源具=具有重要的价值和意义，对于整个社会的生产和发展也具有不可忽视的意义。此外，行星齿轮的传动的工作过程中，也具有运转平稳且抗>中击的性能高的特点。数个相互对称的小齿轮均匀地围绕中心齿轮运转，啮合的齿数的相互配合，这些因素都增加了星齿轮传动运行平稳性。

（二）行星齿轮的不足

行星齿轮仍有需要改进的地方，比如由于其结构比较复杂，所以加工比较繁琐，制造过程比较复杂，因而造价也是比较高的。因此，作为电梯曳引机的使用，尽管行星齿轮具有诸多的优点，但是从其本身的加工精密的复杂程度而言，成本相对比较高，这也成为有的电梯曳引机并没有使用行星齿轮的重要原因。

三、行星齿轮设计优化

在影响行星齿轮减速器在电梯曳引机的应用设计中的因素有很多，对其的平稳性影响也是比较大的，比如制造工艺的精密程度以及装配技术、齿轮的光滑程度等等，这些都需要极高的造价成本。所以这就使得提高效率是以使用精密度为代价的。但是，如果在設计的时候能够对齿轮的啮合程度进行合理的设计规划，则回产生比较好的效果。

齿数和模数是曳引机行星齿轮减速器的优化变量。齿数属于一个离散量，同样，模数也是离散量，因为其设计应该符合模数的相关要求。所以，行星齿轮减速器在电梯曳引机的应用设计中的优化过程中存在了一个离散性变量处理的计算。由上分析，我们可以使用可行性枚举法作为行星齿轮减速器曳引机的一个优化的使用方法。

首先，我们可以充分利用小齿轮不产生根切的这一特点，进而确定齿数的最小值。在基本的数值中，对于小齿轮的齿轮传动通常是不会超过200的限制，这个数值可以作为确定齿数变化范围最大值的参考数值。对于模数，在GB1357—1987《渐开线圆柱齿轮模数》给出了明确的模数系列，其变化范围也是确定的。行星齿轮减速器曳引机属于二级降速，所以在对中心齿轮和其模数限制数值的范围进行相关的分析的时候，可以参考常规的二级减速的处理方式。在对相关的数据进行数据的处理和分析的时候，需要找出一个可以满足函数条件的数值，并且这个数值需要是最小的数值组合。而这个约束数值包括的条件范围又是比较复杂的，包括齿轮的配合度，运动性能等等的因素，所以经过层层筛选，最后所选择的那组最优解则是相对应的齿数和模数的合理数值组合，也就是优化变量。

四、结语

本文针对传统的蜗轮蜗杆传动的不足，详细分析了行星齿轮减速器在电梯曳引机的应用的优点及不足，并提出了参数的设计优化方案。随着现代化的进步，行星齿轮减速器在电梯曳引机的应用将会成为一种普遍性。endprint