机械工程师MECHANICALENGINEER网址：www.jxgcs.com电邮：hrbengineer@163.com2023年第8期MECHANICALENGINEER基于功率分流的减速电动机轻量化设计汪永海（辰阔机电科技（上海）有限公司，上海201101）0引言齿轮传动是机械传动中应用最广的一种传动形式，广泛应用于机床、汽车、飞机、发电、冶金、工程机械、舰船、轨道交通装备等行业中[1]。随着科技水平和装备制造业的快速发展，对设备轻量化的要求越来越高，特别是在汽车、工程机械等可移动设备上，设备自重减轻了，在减少原材料的消耗和降低生产成本的同时，还能够实现节能减排，改善移动设备的整体动力性能；轻量化设计日益被重视，逐渐成为未来装备制造业发展的一个重要趋势。电动机作为最常用的原动机直接与齿轮箱连接，齿轮箱输出轴带动工作负载是典型的布置形式，但常用的都是单驱动结构形式，即单台电动机与齿轮箱输入轴相连接，在这样的驱动形式中，齿轮箱内的每级齿轮传递的功率与电动机相同，因而单个齿轮零件及整个齿轮箱的体积和质量都比较大，特别是大中功率的传动系统，电动机本身的体积和质量已经相当大，再加上一个大的齿轮箱，导致整个传动系统体积和质量相当庞大，不仅制造成本高，而且安装调试也比较麻烦，特别是对于有空间限制的场合，会带来更多的麻烦；同时，集成设备上的传动系统体积过大，必然导致整个设备的体积和质量相应地增加。本文通过圆柱齿轮分流的方式，将减速机所传递的功率进行分流，用多个小电动机来替代单个大电动机输入，相应地使用多个输入轴与小电动机连接，降低单个齿轮传动的功率，减小相关零部件的大小，从而使整个传动系统的结构变得非常紧凑，达到轻量化设计的目的。1功率分流在单输入齿轮传动的结构中，每一级齿轮所传递的功率等于整个设备所传递的总功率，因而要求齿轮的模数和齿轮整体尺寸较大，这样才能保证足够的接触强度和弯曲强度；如果通过功率分流的方式，将单输入改变成四输入，则每个输入轴仅传递1/4的总功率，然后通过后续齿轮的逐级功率汇总，最后集中到输出轴上，实现输出总功率的不变；这样可以极大地减小输入齿轮等零部件的尺寸大小，从而减小整个传动系统的体积和质量。图1所示为整个齿轮传动系统的功率流向图。4个输入轴小齿轮所传递的功率汇集到第一级的2个大齿轮上，然后通过2个和第一级大齿轮同轴的第二级小齿轮将功率汇集到输出轴大齿轮，最终将总功率通过输出轴对外输出。通过对功率流向的分析，没有出现功率倒流现象，所以功...
