ICS, 21.200 J 19
标
体
团
准
T/CGMA081001—2018
整体式高速齿轮传动装置
通用技术规范
Technical specification of integral high-speed gear units
2018-10-01发布
2019-01-01实施
中国通用机械工业协会 发布 T/CGMA081001—2018
前
本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。 本标准由中国通用机械工业协会提出。 本标准由中国通用机械工业协会、中国通用机械工业协会减变速机分会归口。 本标准负责起草单位：南京创力传动机械有限公司、重庆大学机械传动国家重点实验室。 本标准参加起草单位：沈阳鼓风机集团股份有限公司、江苏泰隆减速机股份有限公司、山东华成中
德传动设备有限公司、江苏省金象传动设备股份有限公司、江苏金通灵流体机械科技股份有限公司、上海凯土比泵有限公司、山东柳杭减速机有限公司、江苏省减速机产品质量监督检验中心。
本标准主要赵章人：费秀国、魏静、柳伟、于建顺、于生力、闻西宁、孔霞、翰国强、主中军、主昆、
李良燕、王保刚、刘延博 T/CGMA081001—2018
整体式高速齿轮传动装置
通用技术规范
1范围
本标准规定了整体式高速齿轮传动装置（以下简称齿轮传动装置）的技术要求、试验方法、检验规则及标志、包装、运输和贮存。
本标准适用于单轴齿轮增速（高速）离心鼓风机、组装型整体齿轮增速离心式压缩机、组装型整体齿轮增速（离心)泵机组、组装型整体齿轮透平发电机组等设备所使用的齿轮传动装置，其动力输人可为电机、汽（涡）轮机、燃气轮机等，其结构为封闭平行轴的渐开线圆柱斜齿或人字齿的形式，且齿轮节圆线速度不低于35m/s（当存在多个啮合点时，最低节圆线速度不低于8m/s）或者小齿轮最低转速大于 4500r/min的齿轮传动装置，其他类似的齿轮传动装置也可以参照使用本标准。
2规范性引用文件
2
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件
GB/T 191 包装储运图示标志 GB/T700—2006碳素结构钢 GB/T1348—2009球墨铸铁件 GB/T3480 渐开线圆柱齿轮承载能力计算方法 GB/T3480.5一2008直齿轮和斜齿轮承载能力计算第5部分：材料的强度与质量 GB/T6388 运输包装收发货标志 GB/T 6557 挠性转子机械平衡的方法和准则 GB/T 8542 透平齿轮传动装置技术条件 GB/T9439—2010灰铸铁件 GB/T10095.1-2008圆柱齿轮米 精度制 第1部分：轮齿同侧齿面偏差的定义和允许值 GB11120—2011 涡轮机油 GB/T13306 标牌 GB/T13384 机电产品包装通用技术条件 GB/T 17107 锻件用结构钢牌号和力学性能 GB/Z18620.4 圆柱齿轮检验实施规范第4部分：表面结构和轮齿接触斑点的检验 GB 50058 爆炸危险环境电力装置设计规范 JB/T5000.3 重型机械通用技术条件第3部分：焊接件 JB/T5000.4 重型机械通用技术条件第4部分：铸铁件 JB/T 5078 高速齿轮材料选择及热处理质量控制的一般规定 JB/T 6395 大型齿轮、齿圈锻件技术要求 ISO6336-1 直齿轮和斜齿轮承载能力计算第1部分：基本原理、概述和通用影响系数（Calcula
tion of load capacity of spur and helical gearsPart l:Basic principles, introduction and general influ ence factors)
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ISO6336-2直齿轮和斜齿轮承载能力计算第2部分：齿面接触疲劳强度（点蚀）计算 [Calculation of load capacity of spur and helical gearsPart 2:Calculation of surface durability(pit ting)]
ISO6336-3直齿轮和斜齿轮承载能力计算第3部分：齿根弯曲强度计算（Calculationofload capacity of spur and helical gears—Part 3:Calculation of tooth bending strength)
ANSI/AGMA6011高速斜齿轮装置的技术规范 ANSI/AGMA6025-D98闭式斜齿轮、人字齿轮和弧齿锥齿轮传动的噪声 API670o振动、轴位移、轴承温度监控系统（Vibration，shaftdisplacementandbearing
temperature monitoring system)
API672-2004石油、化学和气体工业用整体齿轮增速组装型离心式空气压缩机（Packaged，inte- grally geared centrifugal air compressors for petroleum, chemical, and gas industry services)
3术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1
整体式高速齿轮传动装置integralhigh-speedgearunits 大齿轮与一个或多个小齿轮进行啮合，叶轮（涡轮)直接悬挂安装在简支的小齿轮轴伸上所形成的
体化结构形式的传动装置。 3.2
齿轮传动装置的额定功率gearunitratedpower 直接驱动齿轮传动装置的原动机的最大功率。 注：单位为千瓦(kW)。
3.3
最高连续转速 maximumcontinuous speed 小齿轮连续运行转速的上限值。 注1：单位为转每分（r/min)。 注2：对于恒速机组则为小齿轮的额定转速，对于非恒速机组至少要等于小齿轮额定转速的105%的转速。
3.4
跳闸转速 tripspeed 非恒速驱动机独立的紧急超速装置迫使机组停机的转速，注：单位为转每分（r/min）。
4技术要求
4.1 基本要求
齿轮传动装置应符合本标准的规定，并按照经规定批准的图样及技术文件制造 4.2 2 性能要求 4.2.1齿轮传动装置在规定的运行条件下，最小使用寿命计为20年，并且至少能不间断连续运转3年。 4.2.2齿轮传动装置可以安全地运行至表1所规定的跳闸转速，这里采用与最高连续转速的百分比表示。
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表1跳闸转速
驱动机型式
跳闸转速/% 110(115*)
汽轮机燃气轮机可调速电机恒速电机
105 110 100
采用115%时，用户应指明或在合同中规定汽轮机的调速精度。
4.2.3齿轮传动装置在工厂试验运行时轴承部位处箱体的振动速度均方根值不得大于2.9mm/s（频率范围10Hz2.5kHz），振动加速度的峰值不得大于4g（频率范围2.5Hz～10kHz）。轴振动具体要求见4.4.8.4中的规定，推荐以轴振动数据为验收依据。 4.2.4噪声水平的测量和要求应符合ANSI/AGMA6025-D98中的规定或者按照其他经供需双方同意的标准进行声压级试验，对于安装隔音罩的齿轮传动装置其噪声应低于85dB（A）。 4.2.5齿轮传动装置轴承合金处温度要求：当进油温度35℃45℃时，空载状态下应不高于90℃，额定载荷状态下应不大于100℃。
注：轴承合金金属温度测量点的布置按照API670中传感器的安装要求进行布置。 4.3结构要求 4.3.1典型结构布局参见附录A。 4.3.2齿轮为单斜齿轮时，大、小齿轮均需设轴向止推机构；当齿轮为人字齿轮时，应只对大齿轮设轴向止推机构，小齿轮不设轴向止推机构。通过该机构将轴向载荷传递给箱体并且不允许将残余载荷传递给相连接设备。 4.3.3各轴端密封部位应无渗漏油现象，为了提高小齿轮密封的可靠性，推荐在油封与叶轮（涡轮）的气封之间设置隔板，并在油封与隔板之间留有接通大气的空间，小齿轮应采用非接触式轴封，密封齿 (环)应采用不产生火花的材质加工制造。 4.3.4为了避免机组在运转过程中齿轮传动装置内部零件出现电腐蚀现象，齿轮传动装置的箱体应预留有电气接地点，旋转转子的电气接地由需方统一考虑，采取集中接地。 4.4设计制造要求 4.4.1箱体 4.4.1.1齿轮传动装置的箱体为焊接结构或铸造结构，箱体应有足够的刚性，在最大载荷下能保持转子的对中性。
a) 采用焊接结构时，材料的力学性能应不低于GB/T700一2006中碳素结构钢Q235-A的性能
要求，也可采用较优质的低碳合金结构钢，焊接应符合JB/T5000.3的技术要求。
b) 采用铸造结构时，铸铁的力学性能应不低于GB/T9439一2010中灰铸铁HT250或
GB/T1348一2009中球墨铸铁QT400-15的性能要求，铸造应符合JB/T5000.4的技术要求。
4.4.1.2 箱体与底座的结合面之间应进行可靠定位，箱体底脚板应设有垂直顶起螺钉， 4.4.1.3 箱体、支座和底板应有足够的刚性，能防止由于温度、转矩、许可的外部力和力矩所导致的箱体变形带来的危害。 4.4.1.4润滑管道应优先设置在箱体内部并且尽量减少外部接管。 4.4.1.5 内部管道推荐采用焊接或法兰连接的方式。
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4.4.1.6 内部管道要求有可靠的支撑和保护装置，以防运输、操作、维修或振动引起的损坏，内部管道的设置应便于后期的维护检修及清理。 4.4.1.7 箱体的回油应畅通，以减少油泡沫的生成，当齿轮节圆线速度大于125m/s时，推荐采用下列特殊结构：
a) 箱体内部设置一个可拆卸的活动底板，避免高速溅油直接进入油池： b) 对于侧面回油齿轮传动装置，大齿轮顶圆与侧面回油孔顶端的距离不得小于150mm，保证回
油通畅； c) 回油口应顺着大齿轮回转方向或采用底部回油； d) 设置独立的回油管； e) 设置一个尺寸与主回油口相同的辅助回油口； f) 齿轮与箱体之间应有较大的侧向和周向间隙； g) 设置齿轮挡风板。
4.4.1.8 齿轮传动装置一般应设有通气罩，通气罩通常安装在箱体顶端，通气罩应符合GB/T8542中的规定，建议需方在润滑系统中安装油雾分离(消除)器。 4.4.1.9 在箱盖上应设置可拆卸的观察孔，观察孔的孔径应不少于齿宽的1/2。 4.4.1.10 除非需方要求在箱体内部涂刷特制的涂料外，箱体内部不应使用永久性涂层。 4.4.1.11 采用螺栓连接的方式使箱体接合面保持紧密地连接（可使用合适的密封剂），但接合面之间不得使用垫片。 4.4.1.12 在不影响下箱体进油管的情况下，可以拆卸上箱体， 4.4.1.13 应设置顶起螺钉、导向杆和接合面定位销。当采用顶起螺钉时，接合面被顶部位应有沉孔或凹槽。导向杆应有足够的长度。 4.4.2 进油接口 4.4.2.1 齿轮传动装置外部供油时，推荐采用单独的润滑油进油接口。 4.4.2.2 推荐采用单独的润滑油回油接口，最小回油管直径取决于进人齿轮传动装置总的进油量，回油管最小公称直径按表2选定。
表2回油管最小公称直径
最小排油管直径/mm
供油流量/（L/min）
26 56 170 380 585 830 1 000
50 80 125 200 250 300 300
4.4.3齿轮
4.4.3.1 1齿轮强度应按ANSI/AGMA6011、ISO6336-1、ISO6336-2、ISO6336-3或GB/T3480进行校核，应按照表3选择齿轮最小使用系数。供需双方应在采用标准和使用系数的取值上达成一致。
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表 3 齿轮最小使用系数
原动机感应电动机
被驱动设备
汽轮机（膨胀机）
同步电动机
离心式鼓风机离心式压缩机
1.6 1.6
1.4 1.4
1.6 1.6 1.1 1.3 2.0 2.0 1.7 1.5
连续基本负荷尖峰工作负荷
-
发电机和励磁机
锅炉给水泵热油泵给水泵
1.7 1.7 1.5 1.3
离心式
泵
2.0 1.5
离心式（不包括上述离心式
的其他系列)
注：表中未涉及的最小使用系数参见ANSI/AGMA6011。
4.4.3.2 齿轮类零件化学成分和力学性能应符合GB/T17107或JB/T6395的规定，材料选择及热处理质量控制按JB/T5078的规定执行，检查项目等级不得低于GB/T3480.5一2008中MQ级的要求。 4.4.3.3 小齿轮与轴应为整体锻造结构 4.4.3.4 齿轮精度应不低于GB/T10095.1一2008规定的5级要求，齿轮检验项目如下：齿廓总偏差 F。；齿距累计总偏差F。；螺旋线总偏差F；单个齿距偏差土f；齿距累积偏差F。可按表4中推荐精度等级选择。
表4推荐齿轮精度等级
节圆线速度
精度等级
m/s ≥35~100 ≥100~160 ≥160
按GB/T10095.1—2008的规定
5 4 3
4.4.3.5 斜齿轮的设计应考虑齿轮啮合轴向力的承受及抵消装置。 4.4.3.6 大、小轮的齿数推荐按无公约数来进行配齿。 4.4.3.7 每个大齿轮和每个小齿轮均要用两个轴承支承，除特殊情况外不应采用悬臂结构。 4.4.3.8 轮齿应按弹性变形和热变形的综合结果进行齿廓和螺旋线修形。 4.4.4轴 4.4.41 轴类零件化学成分和力学性能应符合GB/T17107或JB/T6395的规定，一般选用中碳钢并经热处理后进行加工制造， 4.4.4.2 轴在粗加工后需进行超声波检测，应符合GB/T3480.5一2008中“非表面硬化调质钢”MQ中所对应的要求。 4.4.4.3 径向振动探头监测的检测区应与轴颈（轴承部位）同心。所有检测区（径向振动和轴位移）不得存在标识符、划痕或任何其他表面不连续的现象，例如：油孔和键槽。这些表面不得喷涂，安装套筒或电
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镀。检测区的表面粗糙度Ra≤0.8μm，推荐进行研磨或者抛光，这些检测区应按API670规定的正确方法去磁或采用其他方法处理，电气的和机械的径向总跳动不超过下述数值：
a）径向探头监测的检测区：
1）轴颈直径<305mm时，最大允许峰-峰振动幅值的25%或者6.35um，取两者中的较
小值。 2）轴颈直径≥305mm时，最大允许峰-峰振动幅值的25%或者10uμm，取两者中的较小值。
b）轴位移探头监测的检测区，其值为13uμm。 c） 为了防止轴内潜在电压的形成，旋转部件的残余磁力不得超过土2Gs（土0.0002T）。
4.4.5轴承 4.4.5.1 径向和推力轴承推荐采用动压滑动轴承。 4.4.5.2径向轴承为剖分式，轴承需设置防销并且轴向能可靠地固定在箱体上。 4.4.5.3选用的推力轴承在两个方向都应具有止推能力，两侧均需配备有连续的压力油润滑。优先采用整体式推力盘，当采用整体式推力盘时，推力盘的厚度应留有一定余量，以利于推力盘损伤后进行修整。当采用可更换推力盘时，推力盘应紧固在轴上，以防止微动磨损。推力盘两表面之间的粗糙度 Ra≤0.4μm，轴向跳动值小于13μm。 4.4.5.4在任何规定的工况条件下，推力轴承承受的负荷不应超过该轴承基本额定负荷的50%。基本负荷额定值是在连续工作期间出现最小充许油膜厚度而文不引起故障的负荷，或是瓦块巴氏合金最高温度区域的载荷值不超过其初始蠕变或屈服强度的负荷，取两者中的较小值。 4.4.5.5由联轴器传递的外部轴向力应和齿轮传动装置内部推力进行叠加，如果一个推力轴承承受的推力来自两个或多个相啮合的齿轮，这些推力也应叠加。由挠性联轴器传递的最小（轴向)外力按下述情况考虑：
a) i 齿轮传动装置与采用套筒轴承的单面驱动的电动机相联时，外力应等于电动机的最大磁场定
心力。如没有规定最大磁场定心力，可采用额定电机功率值每1kW对应1.5N的磁场定心力进行计算。
b）对于与a)项不同场合的齿式联轴器，其外力至少等于0.25T/d，其中T（单位：N·m)是联轴
器在任何规定工况下的最大扭矩，d（单位：m）为联轴器处的轴颈尺寸。 c）对于与a)项不同场合的膜片式联轴器，外力应根据联轴器制造厂允许的最大许用偏转角来
计算。
4.4.6联轴器及护罩 4.4.6.1 齿轮传动装置和驱动机应采用平衡校正的联轴器 4.4.6.2除非另有规定，联轴器和联轴器与轴的连接部位应能传递合同规定的齿轮传动装置额定功率的175%。 4.4.6.3联轴器护罩应完全罩住联轴器的外露部分，应有足够的刚度，要求承受900N负荷无显著变形，并能方便拆装， 4.4.6.4连续润滑的联轴器，其防护罩应具有轴向中分面，轴端为法兰连接结构，在运行期间保持密封。 4.4.7动力学 4.4.7.1临界转速 4.4.7.1.1有关临界转速更详细信息见附录B。 4.4.7.1.2 影响该转子振动幅度的结构支承系统的共振，不应出现在所规定的隔离裕度范围内，除非该
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