專利名稱：高速齒輪變速器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及機械傳動裝置，特別是齒輪變速裝置的潤滑冷卻、密封結構。
現(xiàn)有的高速齒輪變速器，大多為臥式，各齒輪軸采用水平布置，齒輪箱沿齒輪軸軸線水平分箱為箱體和箱蓋，箱體下部貯裝潤滑油，采用飛濺式潤滑，即依靠旋轉的大直徑齒輪攜帶粘附于齒輪表面的潤滑油進行潤滑。其缺點是齒輪作高速轉動時，由于離心力的作用，齒輪表面攜帶的潤滑油極為有限，其轉速越高，則攜帶的潤滑油越少，因此潤滑效果也就越差，齒輪沖擊噪聲大。
鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種具有優(yōu)良潤滑冷卻、密封性能的高速齒輪變速器。
本發(fā)明根據(jù)強制潤滑冷卻理論和螺旋泵技術，采用有箱蓋的油浸密閉式箱體，將齒輪淹沒在潤滑油中以隔離減弱齒輪運轉所產(chǎn)生的沖擊噪聲；采用在齒輪嚙合部設置泵壓式的噴油咀以強制潤滑冷卻齒輪；采用在齒輪軸的軸承內(nèi)側端設置由葉片輪構成的同軸葉片泵以強制潤滑冷卻軸承；在齒輪軸伸出端采用由孔軸密封腔和轉子組成的非接觸式的螺旋泵密封、和轉子與齒輪軸間的接觸式密封組構成的轉子密封機構以密封齒輪軸與軸孔間的運轉間隙來實現(xiàn)其目的。
本發(fā)明的高速齒輪變速器(參見附圖)，包含能儲裝潤滑油的箱體(1)及其上的軸承(4)，呈可旋轉地裝在軸承中的輸入和輸出動力的齒輪軸(5、13)及其上相嚙合的齒輪(6、16)，箱體中有能與冷卻器連通的潤滑油的冷卻管(3)，上述箱體呈有箱蓋(20)的油浸密閉式箱體結構，在齒輪軸上有向軸承泵排潤滑油的葉片輪(7)構成的同軸葉片泵，在齒輪軸的孔軸密封腔(23)中有密封孔軸運轉間隙的轉子密封機構，該機構有固裝在齒輪軸上的彈性件(32)、和在齒輪軸上呈螺族傳動配合的轉子(26)，轉子上有與孔軸密封腔內(nèi)周壁配合的阻滯螺旋(27)，構成向內(nèi)泵排的螺旋泵密封，轉子上有與齒輪軸呈密封配合的密封圈(31)、和靜止時能在彈性件作用下與軸孔的內(nèi)扣環(huán)(29)呈接觸密封配合、而能在旋轉離心力軸向分力作用下脫離與內(nèi)扣環(huán)接觸的密封環(huán)(28)，在箱體上有與齒輪嚙合部相配合的噴油咀(19)，噴油咀經(jīng)接管與葉片輪的泵排道上的導流孔(11)連通。
上述的葉片輪(7)的泵排道上的排油孔(35)經(jīng)接管與通向箱體內(nèi)腔的回油孔(2)連通。
上述的導流孔(11)連通噴油咀(19)的接管上可以有過濾器。
上述的齒輪軸(5、13)上可以用螺紋結構固裝轉子管(24)，上述的轉子(26)呈套裝在轉子管上的筒形，上述的螺旋傳動配合有轉子管的外螺旋(25)及其相配合的轉子上的內(nèi)螺旋。
上述的阻滯螺旋(27)在轉子的外周，上述的彈性件(32)在與齒輪軸相連的轉子管(24)的限位器(30)上。
上述的輸入和輸出的齒輪軸(5、13)可以呈豎向布置而構成立式齒輪變速器結構。
上述的輸入和輸出的齒輪軸(5、13)可以呈水平布置而構成臥式齒輪變速器結構，所說齒輪軸安裝在與箱體相連的軸承殼(37、38)中。
本發(fā)明的上述結構，具有以下優(yōu)點和效果1、本發(fā)明的在齒輪軸伸出端由孔軸密封腔內(nèi)周壁和轉子上的阻滯螺旋組成的非接觸式的螺旋泵密封結構，將沿齒輪軸與軸孔間的運轉間隙泄漏的潤滑油泵回，從而具有在變速器運行時無泄漏密封的優(yōu)點；轉子與齒輪軸的螺旋傳動配合結構、和轉子與齒輪軸上的彈性件的配合結構、轉子上的密封環(huán)與軸承蓋或軸承殼上的軸孔的內(nèi)扣環(huán)的密封配合結構，使其在變速器不運行時，在彈性件的作用下密封環(huán)與內(nèi)扣環(huán)呈接觸密封配合，而在變速器運行時，密封環(huán)脫離內(nèi)扣環(huán)由螺旋泵實現(xiàn)密封。從而，具有無論變速器在運行或不運行靜止時，潤滑油均不會從運轉間隙泄漏，獲得優(yōu)異的動態(tài)的靜態(tài)密封。此外，由于密封環(huán)在變速器運行時不進入接觸密封，不產(chǎn)生接觸摩擦和摩擦功耗，從而能延長密封環(huán)的使用壽命，降低能耗。
2、本發(fā)明的齒輪軸上的葉片輪構成的同軸葉片泵結構，隨齒輪軸的旋轉，不間斷地將潤滑油向軸承泵排并穿過軸承，對軸承進行強制冷卻潤滑，限制軸承的運行溫升，保證軸承的正常工作，延長軸承使用壽命。這種結構不需為變速器配置潤滑專用油泵。
3、本發(fā)明的與冷卻器連通的冷卻管結構，循環(huán)冷卻潤滑油，保證潤滑油在正常溫度下工作；本發(fā)明的噴油咀結構，依靠葉片輪的泵排壓力向齒輪嚙合部提供潤滑冷卻油，不間繼地冷卻潤滑運轉中的齒輪特別是嚙合工作部，保證齒輪正常工作；本發(fā)明的排油孔連通回油孔的結構，使?jié)櫥驮谧兯倨髦醒h(huán)使用；本發(fā)明的油浸密閉式箱體結構，將齒輪軸和齒輪全部淹沒在潤滑油中，保證螺旋泵密封、葉片泵密封、噴油咀潤滑等強制式潤滑冷卻和密封的可靠性；同時具有降低齒輪沖擊噪聲，削弱噪聲源的優(yōu)點。
下面，再用實施例及其附圖對本發(fā)明作進一步地說明附圖的簡要說明

圖1是本發(fā)明的一種高速齒輪變速器結構示意圖。顯示立式齒輪變速器結構。
圖2是圖1噴油咀與齒輪嚙合部配合的結構示意圖。
圖3是圖1的彈性件的結構示意圖。
圖4是圖1的葉片輪結構示意圖。
圖5是本發(fā)明的另一種高速齒輪變速器結構示意圖。顯示臥式齒輪變速器結構。
圖6是圖5A-A剖視示意圖。
實施例1本發(fā)明的一種高速齒輪變速器，如圖1～4所示。由箱體、齒輪軸、齒輪等構成立式齒輪變速器。
上述的箱體1，呈立式長方箱形。箱體的下部的側壁上開制有回油孔2，箱體的內(nèi)腔中裝有呈蛇形結構的冷卻管3。冷卻管用接管與通常的水冷式的冷卻器連通(圖中未示出)，用來循環(huán)冷卻潤滑油。在箱體的相向豎立的兩個箱壁的中部和上部各制有兩個軸承孔。
箱體中部的兩個軸承孔中，分別安裝有通常的軸承4。齒輪軸5呈可轉動地安裝在軸承中。齒輪軸5呈階梯軸形，中段成一體地制有齒輪6。在兩個軸承的內(nèi)側分別套裝有葉片輪7。葉片輪如圖4所示，呈園片形，在園片中部至周邊有向同一方向彎折的葉片8。兩個葉片輪7分別與兩軸承孔內(nèi)側的軸承的限位環(huán)9的內(nèi)壁相配合，各自構成向軸承泵排的同軸葉片泵。在齒輪軸的右端用螺釘固裝有軸承蓋10，軸承蓋上開制有導流孔11。齒輪軸的左端也用螺釘固裝有軸承蓋12，齒輪軸左端延伸貫穿軸承蓋而伸出，成為動力輸入端或動力輸出端。本實施例將齒輪軸5作為動力輸出軸。
箱體上部的兩個軸承孔中，分別安裝有通常的軸承4。齒輪軸13，呈可轉動地安裝在軸承4中。齒輪軸呈階梯軸形，中段依靠軸肩、鍵14、螺母15固裝有齒輪16。齒輪軸上的葉片輪7與限位環(huán)9內(nèi)壁配合構成的同軸葉片泵與齒輪軸5上的同軸葉片泵的結構相同。在齒輪軸13的左端的軸承蓋與軸承蓋12成一體結構。齒輪軸13右端用墊環(huán)17和螺釘固裝軸承蓋18，齒輪軸13的右端延伸貫穿軸承蓋而伸出，成為動力輸入端或動力輸出端。本實施例將齒輪軸13作為動力輸入軸。
箱體1在靠近齒輪6和齒輪16的嚙合部配裝有噴油咀19，如圖2所示。噴油咀外形呈類似橫置的T字形，從外貫穿箱體1的箱壁伸入箱體內(nèi)，用螺釘固裝在箱體上。噴油咀沿軸線開制油孔，油孔的孔徑從外向內(nèi)呈階梯形縮小，噴油咀的噴出端延伸置于齒輪旋轉壓力角前側，且制成與齒輪6和齒輪16嚙合部相吻合的弧槽形。噴油咀用接管與導流孔11連通，在接管上安裝有通常的過濾器(圖中未示出)。在箱體內(nèi)貯裝潤滑油，應使?jié)櫥脱蜎]箱體內(nèi)的齒輪、齒輪軸、軸承，成為油浸密閉式箱體。箱體頂部用螺釘和密封墊連接有箱蓋20，以密封箱體。在箱蓋上設有注入潤滑油的注油孔，箱體底部的箱壁上設有排出潤滑油的排油孔(圖中未示出)。
軸承蓋12的上部封蓋齒輪軸13的軸承4。下部被齒輪軸5貫穿，在軸承蓋12與箱體外壁之間形成上下貫通的異形油腔21。在齒輪軸5與齒輪軸13之間的箱壁上開制有連通箱體內(nèi)腔和異形油腔21的過油孔22。
在齒輪軸5左端的軸承蓋12內(nèi)制有圓形的孔軸密封腔23。在該孔軸密封腔中有密封軸承蓋上的軸孔與齒輪軸5之間的孔軸運轉間隙的轉子密封機構，如圖1所示。該轉子密封機構有用螺紋連接固裝在齒輪軸5上的轉子管24，轉子管呈階梯管形，外周制有外螺旋25。有呈大圓環(huán)套連小圓環(huán)的雙圓環(huán)形的轉子26，轉子的內(nèi)螺旋與轉子管的外螺旋25相配合，將轉子呈螺旋傳動地配裝在轉子管24上。在轉子26的大圓環(huán)的外周制有阻滯螺旋27，阻滯螺旋與孔軸密封腔23的內(nèi)周壁構成阻滯螺旋泵。在轉子的外側端即左端固裝有O型的密封環(huán)28，該密封環(huán)的左端呈喇叭口形，應使密封環(huán)的喇叭口能與軸承蓋12的軸孔部的內(nèi)扣環(huán)29呈接觸密封配合。在轉子管24的右端固裝有呈階梯圓環(huán)腔形的限位器30。在該階梯圓環(huán)腔內(nèi)固裝有O型的密封圈31，該密封圈的左部套裝在轉子的小圓環(huán)上呈密封配合，構成螺旋密封機構。在限位器30上用螺釘固裝有圓片形壓簧式的彈性件32。彈性件的圓片的中部至外周有數(shù)片一體成型、且相對于中部平面呈彎折形的壓簧翼片33，壓簧翼片的端部與轉子后端的臺階34呈滑動相接。
在齒輪軸13右端，密封軸承蓋18的軸孔與齒輪軸13之間的孔軸運轉間隙的轉子密封機構與上述齒輪軸5上的轉子密封機構的結構相同，只是結構位置相對稱。此外，在軸承蓋18的上端有與該軸承蓋內(nèi)的孔軸密封腔23連通的排油孔35，排油孔與箱體上的回油孔2之間用接管連通(圖中未示出)。
本變速器的密封和強制潤滑冷卻的工作過程當變速器停機不運行時，齒輪軸5、13伸出端的彈性件32各自在壓簧翼片33的作用下，推動轉子26各自旋轉并向軸的外側端移動，使兩轉子上的密封環(huán)28的喇叭口各自分別與軸承蓋12、18的軸孔的內(nèi)扣環(huán)29嚴密接觸，阻止箱體1內(nèi)的潤滑油經(jīng)孔軸密封腔沿軸孔與齒輪軸的運轉間隙泄漏，而實現(xiàn)密封。
當變速器運行，齒輪軸5、13及其上的齒輪6、16嚙合轉動時，兩齒輪軸上的轉子26隨各自的齒輪軸旋轉并向內(nèi)側移動，直至被各自的限位器30阻擋而停止移動。從而使轉子26上的密封環(huán)28各自與軸承蓋12、18上的內(nèi)扣環(huán)29脫離接觸。與此同時，固裝在齒輪軸5、13并分別在四個軸承4內(nèi)側的葉片輪7與限位環(huán)內(nèi)壁成的同軸葉片泵各自將潤滑油向軸承方向泵排。其中齒輪軸5左端的葉片輪所泵排的潤滑油穿過軸承4流入孔軸密封腔23，再由阻滯螺旋27和孔軸密封腔內(nèi)壁構成的阻滯螺旋泵的泵壓下，將沿運轉間隙泄漏的潤滑油反向泵回，經(jīng)異形油腔21、過流孔22泵回箱體1；齒輪軸5右端的葉片輪泵排的潤滑油，穿過軸承4，經(jīng)導流孔11、再經(jīng)接管及其中的過濾器，進入噴油咀19，對嚙合的齒輪6、16進行強制潤滑冷卻。同時齒輪軸13左端的葉片輪所泵排的潤滑油穿過軸承4、經(jīng)異形油腔21、過流孔22泵回箱體1；齒輪軸13右端的葉片輪所泵排的潤滑油穿過軸承4，流入孔軸密封腔23，再由阻滯螺旋27和孔軸密封腔內(nèi)壁構成的阻滯螺旋泵的阻截下排入排油孔35，再經(jīng)接管、回油孔2，泵回箱體1。當箱體1中的潤滑油通過冷卻管3進入冷卻器，用冷卻水對潤滑油進行冷卻降溫。以保證變速器的正常運行。
實施例2本發(fā)明的另一種高速齒輪變速器，如圖3～6所示。由箱體、齒輪軸、齒輪等構成臥式齒輪變速器。其轉子密封機構和潤滑結構與實施例1相同，密封和強制潤滑冷卻的工作過程也與實施例1相同。其特點如下1、齒輪軸5、13采用水平布置。
2、箱體1采用齒輪軸5、13的軸線平面為分型面，分型面下為箱體1，分型面上為箱蓋20。箱體與箱蓋的連接采用法蘭螺栓結構，其間用密封墊36密封。
3、齒輪軸兩端的軸承安裝在軸承殼37和38中，限位環(huán)39采用螺紋連接與軸承殼相連。軸承殼的外周制成階梯圓軸形，用通常的結構固裝在箱體、箱蓋分型部位的軸承殼孔中，其間嵌壓密封圈40作密封。軸承殼37外側端頭有導流孔11。兩齒輪軸伸出端的軸承殼38中設置密封孔軸運轉間隙的轉予密封機構。齒輪軸13伸出端的軸承殼的外側端用螺紋連接安裝有圓環(huán)形的密封定子41，密封定子的軸孔制出與轉子密封機構的密封環(huán)28相配合的內(nèi)扣環(huán)29。
權利要求
1.高速齒輪變速器，包含能儲裝潤滑油的箱體(1)及其上的軸承(4)，呈可旋轉地裝在軸承中的輸入和輸出動力的齒輪軸(5、13)及其上相嚙合的齒輪(6、16)，箱體中有能與冷卻器連通的潤滑油的冷卻管(3)，其特征在于箱體呈有箱蓋(20)的油浸密閉式箱體結構，在齒輪軸上有向軸承泵排潤滑油的葉片輪(7)構成的同軸葉片泵，在齒輪軸的孔軸密封腔(23)中有密封孔軸運轉間隙的轉子密封機構，該機構有固裝在齒輪軸上的彈性件(32)、和在齒輪軸上呈螺旋傳動配合的轉子(26)，轉子上有與孔軸密封腔內(nèi)周壁配合的阻滯螺旋(27)，構成向內(nèi)泵排的螺旋泵密封，轉子上有與齒輪軸呈密封配合的密封圈(31)、和靜止時能在彈性件作用下與軸孔的內(nèi)扣環(huán)(29)呈接觸密封配合、而能在旋轉離心力軸向分力作用下脫離與內(nèi)扣環(huán)接觸的密封環(huán)(28)，在箱體上有與齒輪嚙合部相配合的噴油咀(19)，噴油咀經(jīng)接管與葉片輪的泵排道上的導流孔(11)連通。
2.根據(jù)權利要求1所述的高速齒輪變速器，其特征在于所說葉片輪(7)的泵排道上的排油孔(35)經(jīng)接管與通向箱體內(nèi)腔的回油孔(2)連通。
3.根據(jù)權利要求1所述的高速齒輪變速器，其特征在于所說導流孔(1 1)連通噴油咀(19)的接管上有過濾器。
4.根據(jù)權利要求1、2或3所述的高速齒輪變速器，其特征在于所說的齒輪軸(5、13)上用螺紋結構固裝有轉子管(24)，所說的轉子(26)呈套裝在轉子管上的簡形，所說的螺旋傳動配合有轉子管的外螺旋(2 5)及其相配合的轉予上的內(nèi)螺旋。
5.根據(jù)權利要求4所述的高速齒輪變速器，其特征在于所說的阻滯螺旋(27)在轉子的外周，所說的彈性件(32)在與齒輪軸相連的轉子管(24)的限位器(30)上。
6.根據(jù)權利要求4所述的高速齒輪變速器，其特征在于所說的輸入和輸出的齒輪軸(5、13)呈豎向布置而構成立式齒輪變速器結構。
7.根據(jù)權利要求4所述的高速齒輪變速器，其特征在于所說的輸入和輸出的齒輪軸(5、13)呈水平布置而構成臥式齒輪變速器結構，所說齒輪軸安裝在與箱體相連的軸承殼(37、38)中。
全文摘要
本發(fā)明涉及機械傳動裝置,特別是齒輪變速裝置的潤滑、冷卻、密封結構。旨在解決已有齒輪變速器潤滑效果差、齒輪沖擊噪聲大的問題。本變速器包含油浸密閉式箱體1、軸承4、齒輪軸5、13及其上相嚙合的齒輪、潤滑油冷卻管,與齒輪嚙合部配合的噴油嘴19,在齒輪軸上有向軸承泵排潤滑油的葉片輪7構成的同軸葉片泵,和密封軸孔和齒輪軸運轉間隙的有螺旋泵密封、和彈性件配合螺旋傳動的開合式接觸密封的轉子密封機構。
文檔編號F16H57/04GK1334414SQ0010991
公開日2002年2月6日 申請日期2000年7月14日 優(yōu)先權日2000年7月14日
發(fā)明者鄢平安 申請人:鄢平安