專利名稱：可控速齒輪變速箱的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種齒輪變速箱，特別是一種可控速齒輪變速箱。
背景技術(shù)：
眾所周知，齒輪傳動在冶金、能源、交通、煤炭、石化、糧油、航空、汽車等行業(yè)已得到了十分廣泛地應(yīng)用，現(xiàn)有齒輪箱在工業(yè)應(yīng)用中普遍存在著兩個問題一是啟動、制動時，沖擊負(fù)荷較大，工作機(jī)由靜變動或由動變靜的過程無法控制；二是多臺或多點啟動時，存在功率不均衡、速度不匹配的狀況。隨著變頻控制技術(shù)的發(fā)展，用變頻控制器控制主電機(jī)當(dāng)然可以解決上述提到的問題。但對大功率齒輪箱必須配備與之相匹配的等功率變頻器，才能使系統(tǒng)按預(yù)定要求運(yùn)轉(zhuǎn)；這對幾十、幾百甚至上千千瓦的齒輪箱來講，其控制系統(tǒng)將隨著功率的提高，變頻器的體積越來越大、成本越來越高，因此制約了變頻器與齒輪箱的配套發(fā)展?，F(xiàn)今國內(nèi)、外研制出的“可控啟動驅(qū)動裝置”雖然對現(xiàn)有齒輪箱進(jìn)行了改進(jìn)，實現(xiàn)了軟啟動和軟制動，但它采用的辦法是用摩擦片控制內(nèi)齒圈，依賴復(fù)雜的液壓系統(tǒng)控制內(nèi)齒圈的靜止與運(yùn)動，僅做“定性”控制，無法實現(xiàn)精確的“定量”控制。所以，要使變速箱按預(yù)定的啟動曲線驅(qū)動工作機(jī)或停下工作機(jī)是不能實現(xiàn)的，也不能解決多臺或多點驅(qū)動時功率不均衡的弊端。

發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的就是針對上述現(xiàn)有技術(shù)中所存在的問題而專門設(shè)計的一種可控速齒輪變速箱，該齒輪變速箱構(gòu)思科學(xué)、結(jié)構(gòu)合理，既能克服啟動、制動時沖擊負(fù)荷較大且無法控制的問題，又可解決多臺多點驅(qū)動時功率不均衡的弊端。
本可控速齒輪變速箱是在行星齒輪傳動和蝸輪蝸桿傳動的基礎(chǔ)上，利用蝸輪蝸桿的自鎖性能，借助于現(xiàn)有的變頻控制技術(shù)，從而實現(xiàn)輸出速度可控的“機(jī)械傳動”裝置。
根據(jù)功率、速比及安裝形式的不同，其傳遞動力的主驅(qū)動部分可以是圓柱—行星齒輪傳動、圓錐—行星齒輪傳動、一級到多級行星齒輪傳動，但無論是哪種齒輪傳動至少應(yīng)有一級行星齒輪傳動，才能構(gòu)成該種變速箱的主傳動；在其中某一級行星齒輪傳動的內(nèi)齒圈上剛性聯(lián)結(jié)上一蝸輪，依靠副電機(jī)帶動圓柱或環(huán)面蝸桿轉(zhuǎn)動，用來驅(qū)動蝸輪旋轉(zhuǎn)，從而使內(nèi)齒圈按預(yù)定的要求回轉(zhuǎn)，以構(gòu)成變速箱的副傳動部分。二者的聯(lián)合并用構(gòu)成了變速箱傳動的主體(當(dāng)副電機(jī)不動時，變速箱的傳動性能與一般的行星齒輪箱完全一樣，但蝸輪蝸桿已可靠自鎖)。
本實用新型的目的是通過以下方案實現(xiàn)的本可控速齒輪變速箱包括由太陽輪、行星輪、轉(zhuǎn)架、內(nèi)齒圈組成的行星齒輪機(jī)構(gòu)，太陽輪設(shè)置在由主電機(jī)帶動的主動力傳動軸上，內(nèi)齒圈套裝在主動力傳動軸上且可繞其轉(zhuǎn)動，安裝在轉(zhuǎn)架上的至少三個行星輪分別與太陽輪和內(nèi)齒圈相嚙合，轉(zhuǎn)架與輸出軸之間通過連接件(鍵或其它公知的連接方式)結(jié)合，其中在內(nèi)齒圈上剛性聯(lián)結(jié)一蝸輪，由副電機(jī)帶動的蝸桿與該蝸輪相嚙合。
在本實用新型中，主動力傳動軸為一懸臂軸，太陽輪為直接加工在主動力傳動軸軸端的齒輪，以便沿徑向方向有一定程度的自由浮動；行星輪通過過盈配合的方式安裝在轉(zhuǎn)架上；蝸輪與內(nèi)齒圈下部延伸段通過鍵聯(lián)結(jié)方式結(jié)合在一起，內(nèi)齒圈下部延伸段通過軸承與蝸輪副殼體相聯(lián)結(jié)；蝸桿采用兩端支撐，蝸桿支撐架與蝸輪副殼體為一體結(jié)構(gòu)，蝸桿可采用圓柱蝸桿或環(huán)面蝸桿，蝸桿可通過聯(lián)軸節(jié)或平行齒輪傳動與副電機(jī)相連接。
本實用新型的工作過程是用變頻器接通副電機(jī)，在副電機(jī)的驅(qū)動下帶動蝸輪蝸桿旋轉(zhuǎn)，從而使內(nèi)齒圈運(yùn)轉(zhuǎn)，內(nèi)齒圈又帶動行星齒輪轉(zhuǎn)動，在工作機(jī)負(fù)載的作用下，轉(zhuǎn)架靜止不動，行星齒輪則做定軸運(yùn)轉(zhuǎn)，帶動太陽輪使主電機(jī)在空負(fù)荷下運(yùn)轉(zhuǎn)起來，當(dāng)主電機(jī)達(dá)到額定轉(zhuǎn)速時，再由電子開關(guān)給主電機(jī)送電，由于兩路傳動的合成此時的工作機(jī)仍處于不動狀態(tài)。此后，用變頻器控制副電機(jī)按設(shè)定的函數(shù)逐漸減速，由于蝸輪蝸桿的自鎖，主電機(jī)傳輸?shù)降膭恿t閉死在蝸輪蝸桿副中，影響不到副電機(jī)的轉(zhuǎn)速。在副電機(jī)克服蝸輪蝸桿的摩擦扭矩情形下，由額定轉(zhuǎn)速降至零，由于主、副傳動的差速合成使工作機(jī)由零平緩增速到額定運(yùn)行狀態(tài)，上述過程就是本可控速齒輪變速箱的“軟啟動”過程。
反之，在工作機(jī)額定運(yùn)行狀態(tài)下，給副電機(jī)按設(shè)定函數(shù)增速，則工作機(jī)會逐漸減速。當(dāng)副電機(jī)增速到額定轉(zhuǎn)速時，工作機(jī)便停了下來，此時由電子開關(guān)給主電機(jī)斷電，主電機(jī)則自由減速，通過變頻器使副電機(jī)按匹配轉(zhuǎn)速減速，這樣便保持了工作機(jī)的不動狀態(tài)。主電機(jī)轉(zhuǎn)速降到零，副電機(jī)也降到零，這是本可控速齒輪變速箱的“軟制動”過程。
當(dāng)多臺多點驅(qū)動時，工作機(jī)在運(yùn)行過程中通過調(diào)節(jié)副電機(jī)的轉(zhuǎn)速，既可達(dá)到同步目的又可調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速達(dá)到功率均衡的目的，解決負(fù)載不均帶來的不利影響。
本實用新型的優(yōu)點在于兼收并蓄克服了現(xiàn)有技術(shù)中存在的啟動、制動時沖擊負(fù)荷較大、工作機(jī)由靜變動或由動變靜的過程無法控制，以及多臺或多點啟動時，存在功率不均衡、速度不匹配的缺陷，將應(yīng)用成熟的行星齒輪傳動和蝸輪蝸桿傳動技術(shù)有機(jī)地結(jié)合在一起，形成了具有差速性能但一般的差速傳動裝置又難以勝任的特有傳動裝置。


圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)主視圖。
圖2為圖1的A-A剖視圖。
圖中；1是主電機(jī)，2是主動力傳動軸軸承座，3是蝸輪副殼體，4是蝸輪(由輪緣、輪芯兩部分組成)，5是內(nèi)齒圈，6是轉(zhuǎn)架，7是太陽輪，8是輸出軸，9是行星軸(不少于3個)，10是行星輪(不少于3個)，11是行星傳動殼體，12是蝸桿，13是副電機(jī)，14是主動力傳動軸。
具體實施方式
本實用新型
以下結(jié)合附圖做進(jìn)一步描述本可控速齒輪變速箱包括由太陽輪(7)、行星輪(10)、轉(zhuǎn)架(6)、內(nèi)齒圈(5)組成的行星齒輪機(jī)構(gòu)，太陽輪(7)為直接加工在主動力傳動軸(14)軸端的齒輪，主動力傳動軸(14)為一懸臂軸，以便沿徑向方向有一定程度的自由浮動；內(nèi)齒圈(5)套裝在主動力傳動軸上且可繞其轉(zhuǎn)動，安裝在轉(zhuǎn)架(6)上的至少三個行星輪(10)分別與太陽輪(7)和內(nèi)齒圈(5)相嚙合，行星輪(10)通過過盈配合的方式安裝在轉(zhuǎn)架(6)上，轉(zhuǎn)架(6)本身是浮動的，轉(zhuǎn)架(6)與輸出軸(8)之間采用花鍵聯(lián)結(jié)，在內(nèi)齒圈(5)下部延伸段通過單鍵或雙鍵聯(lián)結(jié)方式上聯(lián)結(jié)一蝸輪(4)，由副電機(jī)(13)帶動的蝸桿(12)與該蝸輪(4)相嚙合，內(nèi)齒圈(5)下部延伸段通過軸承與蝸輪副殼體(3)相聯(lián)結(jié)，內(nèi)齒圈(5)由兩個軸承支撐，以便在蝸輪副作用下能夠運(yùn)轉(zhuǎn)或靜止不動；蝸桿(12)采用兩端支撐，蝸桿支撐架與蝸輪副殼體(3)為一體結(jié)構(gòu)，蝸桿(12)可采用圓柱蝸桿或環(huán)面蝸桿，蝸桿(12)可通過聯(lián)軸節(jié)或平行齒輪傳動與副電機(jī)(13)相連接。
附圖僅反映了本實用新型的關(guān)鍵部分，其它部分因千差萬別，圖中未反映。
權(quán)利要求1.一種可控速齒輪變速箱，它包括由太陽輪(7)、行星輪(10)、轉(zhuǎn)架(6)、內(nèi)齒圈(5)組成的行星齒輪機(jī)構(gòu)，太陽輪(7)設(shè)置在由主電機(jī)(1)帶動的主動力傳動軸(14)上，內(nèi)齒圈(5)套裝在主動力傳動軸(14)上且可繞其轉(zhuǎn)動，安裝在轉(zhuǎn)架(6)上的至少三個行星輪(10)分別與太陽輪(7)和內(nèi)齒圈(5)相嚙合，轉(zhuǎn)架(6)與輸出軸(8)之間通過連接件結(jié)合，其特征在于在內(nèi)齒圈(5)上剛性聯(lián)結(jié)一蝸輪(4)，由副電機(jī)(13)帶動的蝸桿(12)與該蝸輪(4)相嚙合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可控速齒輪變速箱，其特征在于主動力傳動軸(14)為一懸臂軸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的可控速齒輪變速箱，其特征在于太陽輪(7)為直接加工在主動力傳動軸(14)軸端的齒輪。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可控速齒輪變速箱，其特征在于行星輪(10)通過過盈配合的方式安裝在轉(zhuǎn)架(6)上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可控速齒輪變速箱，其特征在于蝸輪(4)與內(nèi)齒圈(5)下部延伸段通過鍵聯(lián)結(jié)方式結(jié)合在一起，內(nèi)齒圈(5)下部延伸段通過軸承與蝸輪副殼體(3)相聯(lián)結(jié)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可控速齒輪變速箱，其特征在于蝸桿(12)采用兩端支撐，蝸桿支撐架與蝸輪副殼體(3)為一體結(jié)構(gòu)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可控速齒輪變速箱，其特征在于蝸桿(12)采用圓柱蝸桿。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可控速齒輪變速箱，其特征在于蝸桿(12)采用環(huán)面蝸桿。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可控速齒輪變速箱，其特征在于蝸桿(12)通過聯(lián)軸節(jié)與副電機(jī)(13)相連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可控速齒輪變速箱，其特征在于蝸桿(12)通過平行齒輪傳動與副電機(jī)(13)相連接。
專利摘要一種可控速齒輪變速箱,它包括由太陽輪、行星輪、轉(zhuǎn)架、內(nèi)齒圈組成的行星齒輪機(jī)構(gòu),太陽輪設(shè)置在由主電機(jī)帶動的主動力傳動軸上,內(nèi)齒圈套裝在主動力傳動軸上且可繞其轉(zhuǎn)動,安裝在轉(zhuǎn)架上的至少三個行星輪分別與太陽輪和內(nèi)齒圈相嚙合,轉(zhuǎn)架與輸出軸之間通過鍵聯(lián)結(jié),其特征是:在內(nèi)齒圈上剛性聯(lián)結(jié)一蝸輪,由副電機(jī)帶動的蝸桿與該蝸輪相嚙合。本實用新型優(yōu)點在于:兼收并蓄克服了現(xiàn)有技術(shù)存在的啟動、制動時沖擊負(fù)荷較大、工作機(jī)由靜變動或由動變靜的過程無法控制,以及多臺或多點啟動時,存在功率不均衡、速度不匹配的缺陷,將應(yīng)用成熟的行星齒輪傳動和蝸輪蝸桿傳動技術(shù)有機(jī)地結(jié)合在一起,形成了具有差速性能但一般的差速傳動裝置又難以勝任的特有傳動裝置。
文檔編號F16H1/28GK2516749SQ0127359
公開日2002年10月16日 申請日期2001年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月29日
發(fā)明者李玲, 楊勇波 申請人:鄭州機(jī)械研究所