《軌道交通自動門系統(tǒng)用行星齒輪減速器》編制說明

1、工作簡況

1.1任務(wù)來源

2011年前后，南京康尼精密機械有限公司的前身-南京康尼機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口產(chǎn)品的行星減速器。

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

出扭矩是進口產(chǎn)品的一倍，其他性能不低于進口產(chǎn)品。

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

精機）就在國內(nèi)首次制定并發(fā)布了該產(chǎn)品的企業(yè)標準(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)品的驗收標

準，提高行業(yè)標準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，以及國外廣闊的市場前景，更應(yīng)考

慮到自動門系統(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

動門安全啟閉的動力途徑，有必要制定更高層次的相關(guān)技術(shù)標準。2021年南京康尼精機

聯(lián)合中國南車集團南京浦鎮(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

原有標準進行了修撰，并向中國鍛壓協(xié)會提出申請團標的請求。計劃該團體標準名稱為

《軌道交通自動門系統(tǒng)用行星齒輪減速器》，由南京康尼精機牽頭負責，項目計劃完成時

間是2022年2月。

1.2工作過程

2021年5月，由南京康尼精機向中國鍛壓協(xié)會提出團體標準立項申請；

2021年8月，在中國鍛壓協(xié)會的努力下，立項通過專家評審，獲得批準；

2021年9月，南京康尼精機委托中國鍛壓協(xié)會標準委員會向各會員單位發(fā)《關(guān)于邀

請參與制定鍛壓協(xié)會團體標準工作的通知》，組建成由4家鍛造廠、1家鋼材廠共5家組

成的標準編制專家團隊，著手起草標準文稿；

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

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

1.3參編單位

本標準負責起草單位：南京康尼精密機械有限公司。

本標準參加起草單位：中國南車集團南京浦鎮(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

本標準主要起草人:謝斌、石祥鵬、王宇明、楊凡、繆桃生、于濤、解彬濤、包雪

鵬。

2.確定標準主要技術(shù)內(nèi)容（如技術(shù)指標、參數(shù)、公式、性能要求、實驗方法、檢驗規(guī)則

等）的論據(jù)（包括試驗、統(tǒng)計數(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《齒輪傳動設(shè)計

手冊》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裝配條件驗算

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

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

齒輪的詳細參數(shù)，使產(chǎn)品達到開發(fā)的要求。

2.2行星減速箱主參數(shù)設(shè)計

減速器的設(shè)計原理參照機械設(shè)計的基本方法，主要基于齒輪的接觸疲勞強度與彎曲

疲勞強度理論進行設(shè)計與強度校核,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計算實際載荷系數(shù)

按實際載荷系數(shù)算的分度圓直徑（載荷系數(shù)：）

太陽輪模數(shù)：

2.2.3按齒根彎曲強度設(shè)計

試算齒輪模數(shù)即

按實際載荷系數(shù)算得的齒輪模數(shù)

對比由齒面接觸疲勞強度計算的法面模數(shù)和由齒根彎曲疲勞強度計算的法面模

數(shù)，從滿足彎曲疲勞強度出發(fā)，從標準中就近選取mn。

2.2.4變位系數(shù)設(shè)計

2

①未變位時中心距

②計算中心距變化系數(shù)

計算中心距

③計算實際變動系數(shù)

④計算嚙合角

⑤計算總變位系數(shù)

通過以上設(shè)計，行星減速器的齒輪參數(shù)全部確認。

2.3行星減速器強度校核

2.3.1太陽輪強度校核

2.3.1.1齒面接觸強度校核

2.3.1.2齒根彎曲疲勞強度校核

2.3.2行星輪強度校核

原理同前

2.3.3內(nèi)齒圈強度校核

原理同前

2.4主要產(chǎn)品的材料選用依據(jù):

1.太陽輪：考慮到進口產(chǎn)品的不足，在產(chǎn)品設(shè)計時考慮到了與電機軸做成一體，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)品的強度與壽命、產(chǎn)品的輕量化，通過多輪靜態(tài)與動態(tài)強度

3

加載試驗，最終選用了德國進口的POM；

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

通過以上的理論設(shè)計與強度校核，該行星減速器能達到最終的設(shè)計要求。產(chǎn)品試生

產(chǎn)后，南京康尼精機又對該產(chǎn)品進行了全面的試驗與驗證，各項試驗的結(jié)果證明了最初

設(shè)計是可行的。

3.主要試驗（驗證）的分析、專題試驗，試生產(chǎn)驗證報告

本標準編制過程中，南京康尼精機進行了近四十余次全面的試驗與驗證，主要有：

1.最大輸入扭矩試驗；

2.高低溫試驗；

3.摩擦扭矩試驗；

4.運動平順性試驗；

5.噪聲試驗；

6.最大輸入轉(zhuǎn)速試驗；

7.靜扭試驗；

8.鹽霧試驗；

9.沖擊振動試驗；

10.額定載荷試驗；

11.極限負載試驗；

12.額定輸入扭矩（正反轉(zhuǎn)）試驗；

13.壽命試驗；

14.《減速箱壽命試驗檢測報告》

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

16.《行星減速器檢測報告》_躍進汽車集團汽車研究所

17.《21齒行星齒輪POM-C棒料檢測報告》_南京汽車集團有限公司汽車檢測中心

18.《減速器檢測報告》_江蘇省產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗研究院

19.《行星減速器檢測報告》_江蘇省減速機產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心

4、標準主要內(nèi)容

4.1范圍

本標準規(guī)定了軌道交通自動門系統(tǒng)用KNN型行星齒輪減速器的分類與標記、要求、

試驗方法、檢驗規(guī)則、標志、包裝、運輸、貯存。

4.2規(guī)范性引用文件

4

本標準主要引用了電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗、機車車輛設(shè)備沖擊和振動試驗、機車車

輛內(nèi)裝材料及室內(nèi)空氣有害物質(zhì)限量、外殼防護等級、不合格品百分數(shù)的小批計數(shù)抽樣

檢驗等相關(guān)國家標準、行業(yè)標準。

4.3分類與標記

定義了產(chǎn)品命名規(guī)則、標記方法、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。

4.5實驗方法

本部分對試驗環(huán)境條件、外觀檢查、裝配要求、11項性能試驗、安全要求檢查做出

了明確的規(guī)定。

4.6檢驗規(guī)則

檢驗分為出廠檢驗、抽樣檢驗及型式檢驗。

4.7標識、包裝、運輸和貯存

本部分對標識、包裝、運輸和貯存做出規(guī)定。

5、與國內(nèi)外標準水平對比分析報告；采用國際標準（國外先進）標準的程度簡要說明；

修訂中國鍛壓協(xié)會標準時，應(yīng)增加新、老中國鍛壓協(xié)會標準水平的對比

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)標準。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)行標準未見公布，無法比較兩者

的差異。同樣由于是初次申請中國鍛壓協(xié)會團體標準，不存在修訂、比對的問題。

6、標準水平建議，預(yù)期的社會經(jīng)濟效果

本標準建議為推薦性團體標準。

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。南京康尼精機看準這一歷史

機遇，憑借自身雄厚的研發(fā)實力，率先在國內(nèi)開發(fā)成功用于軌道交通自動門系統(tǒng)的行星

齒輪減速器，填補了國內(nèi)市場的空白，實現(xiàn)了對進口產(chǎn)品的替代，提升了民族工業(yè)的市

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

發(fā)創(chuàng)新積極性，提升企業(yè)競爭力、影響力，促進貿(mào)易成交，通過制定、實施團體標準，

更有效地整合各企業(yè)的資源和研發(fā)力量，促進優(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)交融和社會管理中激發(fā)市場主體的活力與自主協(xié)調(diào)能力，助力產(chǎn)業(yè)核心競爭

力的提升。

7、采用專利情況和申明

本標準不涉及專利，無知識產(chǎn)權(quán)問題。

8、對征求意見及重大分歧意見的處理經(jīng)過和依據(jù)

5

本標準綜合采納了在立項審批時專家提出的意見，在編制、征求意見及審查過程

中無重大意見分歧。

南京康尼精密機械有限公司及其母公司南京康尼機電股份有限公司從事軌道交通

自動門系統(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，2019年公司榮獲“中國齒輪行業(yè)最具成長性企業(yè)”

稱號。南京康尼精機系國家標準GBT36491-2018《機器人用擺線針輪行星齒輪傳動裝置

通用技術(shù)條件》的參與制定單位。同時，長期與外國同行業(yè)交流和競爭，對國內(nèi)外行業(yè)

水平和發(fā)展方向基本了解，有能力承擔本標準