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在风电齿轮增速箱和采煤机截割部齿轮传动系统等机械装备常要求其齿轮传动系统实现很大的传动比。NGWN(Ⅰ)、NGWN(Ⅱ)和正号机构NN可实现较大的传动比,其传动比范围分别是:20~100、50~500、8~30。在实现大传动的同时,它们还具有传动链短、齿轮、轴承等零部件少的优点。但这三种大速比行星齿轮存在效率偏低、传递大功率时发热量大、均载性能对制造误差敏感的问题,影响了其广泛应用。本课题是国家重点基础研究计划(973计划)(2014CB046304)研究内容的组成部分,针对大速比行星齿轮存在的上述问题,本文展开了以下研究工作:①针对大速比行星齿轮效率低的问题,本文采用单元分析法分析了大速比行星齿轮效率偏低的原因,并采用基于低耗齿轮的参数优化设计方法来提高大速比行星齿轮的效率。该方法通过同时优化轮齿的变位系数与齿顶高系数使得轮齿啮入重合度与啮出重合度相等,从而使得啮合效率大大提高。与优化前相比,三种大速比行星齿轮的效率均有较大提升,以NGWN(Ⅱ)的效率提升最明显,证明了本文给出的基于低耗齿轮的大速比行星齿轮效率优化方法的有效性。②针对大速比行星齿轮的均载性能对误差敏感的问题,本文建立了大速比行星齿轮的均载模型来分析均载性能对制造误差的敏感性,模型中考虑了行星轮轴承孔位置误差和行星轮齿厚误差。结果表明:NGWN(Ⅰ)和NGWN(Ⅱ)的均载性能对行星轮轴承孔位置误差的敏感性最高,正号机构NN的均载性能对行星轮轴承孔位置误差较不敏感;NGWN(Ⅰ)的均载性能对行星轮齿厚误差最敏感,正号机构NN次之,NGWN(Ⅱ)的均载性能对行星轮齿厚误差最不敏感。但这种均载性能对制造误差的敏感性可通过采用行星轮柔性销轴及齿圈浮动的措施得以大大改善。当采用行星轮柔性销轴及齿圈浮动后,正号行星机构NN的均载性能最好,NGWN(Ⅱ)次之,NGWN(Ⅰ)最差。③针对大速比行星齿轮在传递大功率时发热大的问题,本文建立了齿轮传动热弹流润滑模型,分析了这三种大速比行星齿轮在传递300k W功率时的热弹流润滑状态,结果表明:NGWN(Ⅱ)啮合过程中的润滑油温升最高、NGWN(Ⅰ)次之,正号机构NN的润滑油温升最低;NGWN(Ⅱ)的润滑油膜厚度最薄,NGWN(Ⅰ)次之,正号机构NN的润滑油膜厚度最厚。当这三种大速比行星齿轮采用双压力角非对称齿轮,且工作侧采用大压力角时,可使得三种大速比行星齿轮啮合过程中的最高温升明显降低,最小油膜厚度明显增大。