《軌道交通自動(dòng)門系統(tǒng)用行星齒輪減速器》編制說明

1、工作簡(jiǎn)況

1.1任務(wù)來源

2011年前后，南京康尼精密機(jī)械有限公司的前身-南京康尼機(jī)電股份有限公司精密

鍛造分公司接到相關(guān)部門的研發(fā)任務(wù)：開發(fā)一款能在性能上超越進(jìn)口產(chǎn)品的行星減速器。

要求是：保持產(chǎn)品的外形與對(duì)外接口尺寸不變（便于將來在維保時(shí)能直接更換），額定輸

出扭矩是進(jìn)口產(chǎn)品的一倍，其他性能不低于進(jìn)口產(chǎn)品。

2012年，在產(chǎn)品研發(fā)成功的同時(shí)，南京康尼精密機(jī)械有限公司（以下簡(jiǎn)稱南京康尼

精機(jī)）就在國內(nèi)首次制定并發(fā)布了該產(chǎn)品的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(Q/3201KNJ001-2012KNNAF60-7

行星齒輪減速器)，后歷經(jīng)2013、2016、2019三次修訂，為規(guī)范、統(tǒng)一該產(chǎn)品的驗(yàn)收標(biāo)

準(zhǔn)，提高行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求和整體制造水平，確保產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定可靠起到了引領(lǐng)示范作用。

展望國內(nèi)高鐵和城市軌道交通的高速發(fā)展趨勢(shì)，以及國外廣闊的市場(chǎng)前景，更應(yīng)考

慮到自動(dòng)門系統(tǒng)的可靠性直接關(guān)系到乘客的人身安全，而系統(tǒng)內(nèi)的行星齒輪減速器是自

動(dòng)門安全啟閉的動(dòng)力途徑，有必要制定更高層次的相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。2021年南京康尼精機(jī)

聯(lián)合中國南車集團(tuán)南京浦鎮(zhèn)車輛廠鍛造分廠、江蘇宏寶鍛造股份有限公司等5家單位對(duì)

原有標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了修撰，并向中國鍛壓協(xié)會(huì)提出申請(qǐng)團(tuán)標(biāo)的請(qǐng)求。計(jì)劃該團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)名稱為

《軌道交通自動(dòng)門系統(tǒng)用行星齒輪減速器》，由南京康尼精機(jī)牽頭負(fù)責(zé)，項(xiàng)目計(jì)劃完成時(shí)

間是2022年2月。

1.2工作過程

2021年5月，由南京康尼精機(jī)向中國鍛壓協(xié)會(huì)提出團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)立項(xiàng)申請(qǐng)；

2021年8月，在中國鍛壓協(xié)會(huì)的努力下，立項(xiàng)通過專家評(píng)審，獲得批準(zhǔn)；

2021年9月，南京康尼精機(jī)委托中國鍛壓協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)向各會(huì)員單位發(fā)《關(guān)于邀

請(qǐng)參與制定鍛壓協(xié)會(huì)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)工作的通知》，組建成由4家鍛造廠、1家鋼材廠共5家組

成的標(biāo)準(zhǔn)編制專家團(tuán)隊(duì)，著手起草標(biāo)準(zhǔn)文稿；

2021年10月，南京康尼精機(jī)提交《軌道交通自動(dòng)門系統(tǒng)用行星齒輪減速器編制說明

（征求意見稿）》及《軌道交通自動(dòng)門系統(tǒng)用行星齒輪減速器（草）》。

1.3參編單位

本標(biāo)準(zhǔn)負(fù)責(zé)起草單位：南京康尼精密機(jī)械有限公司。

本標(biāo)準(zhǔn)參加起草單位：中國南車集團(tuán)南京浦鎮(zhèn)車輛廠鍛造分廠、江蘇宏寶鍛造股份

有限公司、山東泰金精鍛股份有限公司、南京力聚精密鍛造有限公司、南京鋼鐵股份有

限公司。（排名不分先后）

1

本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人:謝斌、石祥鵬、王宇明、楊凡、繆桃生、于濤、解彬濤、包雪

鵬。

2.確定標(biāo)準(zhǔn)主要技術(shù)內(nèi)容（如技術(shù)指標(biāo)、參數(shù)、公式、性能要求、實(shí)驗(yàn)方法、檢驗(yàn)規(guī)則

等）的論據(jù)（包括試驗(yàn)、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)）

2.1配齒方法

b

2.1.1本行星減速器屬于NGW型減速器，據(jù)減速比i，即NGW（iaH）查《齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)

手冊(cè)》表7-3選取合適行星輪數(shù)目nw。

2.1.2確定行星減速器的相關(guān)齒數(shù)：Za=C(C為整數(shù))

2.1.3Zb=Cnw-Za

-1

2.1.4Zc=2(Zb-Za)

2.1.5裝配條件驗(yàn)算

2.1.6為了便于將來的維保，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)，太陽輪選用了與進(jìn)口產(chǎn)品相同的螺旋角與

齒數(shù)，這次設(shè)計(jì)主要是通過減速器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，調(diào)整中心距、變位系數(shù)、行星輪的齒數(shù)、

齒輪的詳細(xì)參數(shù)，使產(chǎn)品達(dá)到開發(fā)的要求。

2.2行星減速箱主參數(shù)設(shè)計(jì)

減速器的設(shè)計(jì)原理參照機(jī)械設(shè)計(jì)的基本方法，主要基于齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度與彎曲

疲勞強(qiáng)度理論進(jìn)行設(shè)計(jì)與強(qiáng)度校核,試算太陽輪分度圓直徑：

2.2.1確定公式中的各參數(shù)

2.2.2計(jì)算實(shí)際載荷系數(shù)

按實(shí)際載荷系數(shù)算的分度圓直徑（載荷系數(shù)：）

太陽輪模數(shù)：

2.2.3按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)

試算齒輪模數(shù)即

按實(shí)際載荷系數(shù)算得的齒輪模數(shù)

對(duì)比由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)和由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模

數(shù)，從滿足彎曲疲勞強(qiáng)度出發(fā)，從標(biāo)準(zhǔn)中就近選取mn。

2.2.4變位系數(shù)設(shè)計(jì)

2

①未變位時(shí)中心距

②計(jì)算中心距變化系數(shù)

計(jì)算中心距

③計(jì)算實(shí)際變動(dòng)系數(shù)

④計(jì)算嚙合角

⑤計(jì)算總變位系數(shù)

通過以上設(shè)計(jì)，行星減速器的齒輪參數(shù)全部確認(rèn)。

2.3行星減速器強(qiáng)度校核

2.3.1太陽輪強(qiáng)度校核

2.3.1.1齒面接觸強(qiáng)度校核

2.3.1.2齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核

2.3.2行星輪強(qiáng)度校核

原理同前

2.3.3內(nèi)齒圈強(qiáng)度校核

原理同前

2.4主要產(chǎn)品的材料選用依據(jù):

1.太陽輪：考慮到進(jìn)口產(chǎn)品的不足，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)考慮到了與電機(jī)軸做成一體，故

選用了40Cr，熱處理選用了調(diào)質(zhì)處理；

2.內(nèi)齒圈：主要考慮：產(chǎn)品的強(qiáng)度、產(chǎn)品的外觀、產(chǎn)品的輕量化、內(nèi)齒加工方式，

故選用了可以冷鍛的航太鋁合金6061，并做了陽極氧化處理；

3.行星輪：主要考慮產(chǎn)品的強(qiáng)度與壽命、產(chǎn)品的輕量化，通過多輪靜態(tài)與動(dòng)態(tài)強(qiáng)度

3

加載試驗(yàn)，最終選用了德國進(jìn)口的POM；

4.輸出軸：主要考慮了產(chǎn)品的防腐性、產(chǎn)品的強(qiáng)度，選擇了304不銹鋼。

通過以上的理論設(shè)計(jì)與強(qiáng)度校核，該行星減速器能達(dá)到最終的設(shè)計(jì)要求。產(chǎn)品試生

產(chǎn)后，南京康尼精機(jī)又對(duì)該產(chǎn)品進(jìn)行了全面的試驗(yàn)與驗(yàn)證，各項(xiàng)試驗(yàn)的結(jié)果證明了最初

設(shè)計(jì)是可行的。

3.主要試驗(yàn)（驗(yàn)證）的分析、專題試驗(yàn)，試生產(chǎn)驗(yàn)證報(bào)告

本標(biāo)準(zhǔn)編制過程中，南京康尼精機(jī)進(jìn)行了近四十余次全面的試驗(yàn)與驗(yàn)證，主要有：

1.最大輸入扭矩試驗(yàn)；

2.高低溫試驗(yàn)；

3.摩擦扭矩試驗(yàn)；

4.運(yùn)動(dòng)平順性試驗(yàn)；

5.噪聲試驗(yàn)；

6.最大輸入轉(zhuǎn)速試驗(yàn)；

7.靜扭試驗(yàn)；

8.鹽霧試驗(yàn)；

9.沖擊振動(dòng)試驗(yàn)；

10.額定載荷試驗(yàn)；

11.極限負(fù)載試驗(yàn)；

12.額定輸入扭矩（正反轉(zhuǎn)）試驗(yàn)；

13.壽命試驗(yàn)；

14.《減速箱壽命試驗(yàn)檢測(cè)報(bào)告》

15.《減速箱輸出軸材料內(nèi)部特采申請(qǐng)單材質(zhì)檢測(cè)報(bào)告》_上海統(tǒng)星、南京豐業(yè)

16.《行星減速器檢測(cè)報(bào)告》_躍進(jìn)汽車集團(tuán)汽車研究所

17.《21齒行星齒輪POM-C棒料檢測(cè)報(bào)告》_南京汽車集團(tuán)有限公司汽車檢測(cè)中心

18.《減速器檢測(cè)報(bào)告》_江蘇省產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)研究院

19.《行星減速器檢測(cè)報(bào)告》_江蘇省減速機(jī)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心

4、標(biāo)準(zhǔn)主要內(nèi)容

4.1范圍

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了軌道交通自動(dòng)門系統(tǒng)用KNN型行星齒輪減速器的分類與標(biāo)記、要求、

試驗(yàn)方法、檢驗(yàn)規(guī)則、標(biāo)志、包裝、運(yùn)輸、貯存。

4.2規(guī)范性引用文件

4

本標(biāo)準(zhǔn)主要引用了電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗(yàn)、機(jī)車車輛設(shè)備沖擊和振動(dòng)試驗(yàn)、機(jī)車車

輛內(nèi)裝材料及室內(nèi)空氣有害物質(zhì)限量、外殼防護(hù)等級(jí)、不合格品百分?jǐn)?shù)的小批計(jì)數(shù)抽樣

檢驗(yàn)等相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

4.3分類與標(biāo)記

定義了產(chǎn)品命名規(guī)則、標(biāo)記方法、產(chǎn)品的組成及工作條件。

4.4要求

本部分內(nèi)容規(guī)定了外觀要求、裝配要求及主要性能指標(biāo)。

4.5實(shí)驗(yàn)方法

本部分對(duì)試驗(yàn)環(huán)境條件、外觀檢查、裝配要求、11項(xiàng)性能試驗(yàn)、安全要求檢查做出

了明確的規(guī)定。

4.6檢驗(yàn)規(guī)則

檢驗(yàn)分為出廠檢驗(yàn)、抽樣檢驗(yàn)及型式檢驗(yàn)。

4.7標(biāo)識(shí)、包裝、運(yùn)輸和貯存

本部分對(duì)標(biāo)識(shí)、包裝、運(yùn)輸和貯存做出規(guī)定。

5、與國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)水平對(duì)比分析報(bào)告；采用國際標(biāo)準(zhǔn)（國外先進(jìn)）標(biāo)準(zhǔn)的程度簡(jiǎn)要說明；

修訂中國鍛壓協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)增加新、老中國鍛壓協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)水平的對(duì)比

據(jù)了解目前國內(nèi)尚無其它企業(yè)制定有該產(chǎn)品的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。國外同類產(chǎn)品的生產(chǎn)廠家

主要是德國的德恩科，由于技術(shù)壁壘，德恩科的具體執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)未見公布，無法比較兩者

的差異。同樣由于是初次申請(qǐng)中國鍛壓協(xié)會(huì)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)，不存在修訂、比對(duì)的問題。

6、標(biāo)準(zhǔn)水平建議，預(yù)期的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效果

本標(biāo)準(zhǔn)建議為推薦性團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)。

隨著國內(nèi)軌道交通事業(yè)迅猛發(fā)展，相關(guān)產(chǎn)業(yè)需求旺盛。南京康尼精機(jī)看準(zhǔn)這一歷史

機(jī)遇，憑借自身雄厚的研發(fā)實(shí)力，率先在國內(nèi)開發(fā)成功用于軌道交通自動(dòng)門系統(tǒng)的行星

齒輪減速器，填補(bǔ)了國內(nèi)市場(chǎng)的空白，實(shí)現(xiàn)了對(duì)進(jìn)口產(chǎn)品的替代，提升了民族工業(yè)的市

場(chǎng)占有率。在當(dāng)前國內(nèi)國際新形式下，也為了響應(yīng)政府號(hào)召，有利于科技成果轉(zhuǎn)化，激

發(fā)創(chuàng)新積極性，提升企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力、影響力，促進(jìn)貿(mào)易成交，通過制定、實(shí)施團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)，

更有效地整合各企業(yè)的資源和研發(fā)力量，促進(jìn)優(yōu)化上下游產(chǎn)業(yè)資源形成產(chǎn)業(yè)鏈，在全產(chǎn)

業(yè)鏈、行業(yè)交融和社會(huì)管理中激發(fā)市場(chǎng)主體的活力與自主協(xié)調(diào)能力，助力產(chǎn)業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)

力的提升。

7、采用專利情況和申明

本標(biāo)準(zhǔn)不涉及專利，無知識(shí)產(chǎn)權(quán)問題。

8、對(duì)征求意見及重大分歧意見的處理經(jīng)過和依據(jù)

5

本標(biāo)準(zhǔn)綜合采納了在立項(xiàng)審批時(shí)專家提出的意見，在編制、征求意見及審查過程

中無重大意見分歧。

南京康尼精密機(jī)械有限公司及其母公司南京康尼機(jī)電股份有限公司從事軌道交通

自動(dòng)門系統(tǒng)制造二十多年，是目前國內(nèi)生產(chǎn)規(guī)模和配套份額最大的自動(dòng)門制造廠商。多

年來的研發(fā)和生產(chǎn)積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，2019年公司榮獲“中國齒輪行業(yè)最具成長性企業(yè)”

稱號(hào)。南京康尼精機(jī)系國家標(biāo)準(zhǔn)GBT36491-2018《機(jī)器人用擺線針輪行星齒輪傳動(dòng)裝置

通用技術(shù)條件》的參與制定單位。同時(shí)，長期與外國同行業(yè)交流和競(jìng)爭(zhēng)，對(duì)國內(nèi)外行業(yè)

水平和發(fā)展方向基本了解，有能力承擔(dān)本標(biāo)準(zhǔn)