專利名稱：：一種減速器的制作方法
技術領域：
：本發(fā)明屬于通用機械傳動
技術領域：

背景技術：
常用圓柱齒輪減速器傳動效率高，在任何環(huán)境都能穩(wěn)定可靠工作，在工作循環(huán)中可傳遞交替變動的正負扭矩，且輸出軸可由任一端分別或同時輸出。其不足之處是單級傳動比有限，如果要低輸出轉數或大傳遞力矩，則其體積、物耗都會急劇增大，整體資源利用率低，即便改換硬齒面，制造工藝難度和成本更會大幅提高，而體積卻縮減不多，致使連帶用其配套主機的體積和成本也會相應更加增大。例如，能源油氣的供需問題，是事關國家和平發(fā)展全局的戰(zhàn)略問題，現正面臨著嚴峻的挑戰(zhàn)。應對這一挑戰(zhàn)必須著眼現實，并首先立足于已開發(fā)油氣田的持續(xù)穩(wěn)產。為此，能立竿見影的，就是提高油氣藏的最終"采收率"。按采油工藝進步要求，在一口油氣井的壽命期內，只有長期供排協(xié)調地實現產量、效率、壽命三者統(tǒng)一，才能提高該井的最終"采收率"。為此對油氣田的開采主要裝備——游梁式抽油機的體型、負載能力、沖程、沖數、單機可靠工作壽命等參數，也必須適應各界面條件(如井的產能、地質狀況、油氣物性、增產措施、甚至天候潮沙漲落等)和時限的變化，進行幅度寬闊地、及時有效地轉化、調整——即實行所謂智能化、信息化的"調參"?，F有游梁式抽油機在圓柱齒輪減速器的高可靠性支持下，在業(yè)內得到歷史性的高信賴，百余年來優(yōu)存劣汰已成為最主要的機采裝備，但也因該器結構"傻大笨粗"，要能如此調參，必須改換減速器、更換抽油機。然而，換機就必須長時停產，降低生產時率，使成本增高，甚至囿于現有機型，還會錯過良機，不能適時應變，或造成誤判而提前關井。這樣，既造成過量消費和減產，還會埋沒最寶貴的油氣資源，使最終"采收率"不升反降。少齒差行星減速器和全對稱平移連桿減速箱(ZL97200443.2)，它們結構緊湊、體積小、重量輕，單級傳動比大，承載能力高，零件種類少，資源利用率高，不用特殊材料和加工工藝即可使普硬齒達到高硬齒的效果。不足之處是前者不能直接用于輸入、輸出軸線必須平行分立的場合，且以少齒差行星輪為核心組成的減速傳力"模塊"，其結構上缺乏直接的疊加性，不利于產品的標準化、系列化，也不利于軸端除扭矩外還有較大彎矩的工況；后者其行星齒輪^連桿為一整體，在大模數時，要超大型齒輪加工機床或改該零件為組裝件，難于精確制造；加之雙曲柄連桿機構傳動效率會隨轉角變化，當其相關零件如箱體、軸、曲柄等制造精度不足時，在整機運轉中，如遇有正負扭矩交替變化時，在該過渡區(qū)，輸出軸會發(fā)生"爬行"甚至"振動"。
發(fā)明內容為了減速器"既要體積(占地)、重量、成本等盡可能小、輕、低，又要功能、效率、可靠度盡可能全、強、高"這對復雜難處矛盾得到創(chuàng)新的和諧統(tǒng)一，本發(fā)明要解決的技術問題，是提供一種減速器，該減速器有機地把行星減速器和圓柱齒輪減速器各自的性能優(yōu)勢、結構進步融為一體，不僅具有行星減速器的功能和品質，而且也能方便地應用于通常只有常用圓柱齒輪減速器才適應的場合、并承繼、擴展常用圓柱齒輪減速器的穩(wěn)定、可靠、效率高等性能。為解決上述技術問題，本發(fā)明采用的方案是一種減速器，它由箱體、輸入軸、輸出軸、輸入級傳動機構、少齒差行星齒輪副等組成，其特征在于箱體[7]采用以水平為主、垂直為輔的組合剖分合箱結構，輸入軸[2]和輸出軸[4]通過軸承[5]，平行分立地安裝在箱體上；輸入軸上的小齒輪[1]與通過軸承[5]安裝在輸出軸上、帶有偏空心軸的大齒輪[6]相嚙合，組成輸入級傳動機構主體；帶有偏空心軸的大齒輪、其中心輪轂端部就是呈圓筒形的偏空心軸[6a]和/或[6b]，在這偏空心軸上、通過軸承[5]裝有同體共列雙聯行星輪[8]——"同體共列"是指通過處于行星輪[8]不同層面或段落的輪齒齒寬中點并垂直該齒輪軸線的對稱面是重合的、或者這對稱面是按層次錯落或左右先后有序排列的，其一聯與箱體固結的固定中心輪[10]相嚙合，另一聯則與輸出軸一體可轉動的中心輪[9]相嚙合——[9]、[IO]即所謂"悖動態(tài)雙中心輪"，形成行星軸承有較低負載傳輸的雙聯少齒差行星齒輪副單元模M，模塊M按負載和結構需要一般成對、或也可單獨沿輸出軸線串置——有些減速器可以含有單一模塊M、而更多的減速器則可以含有重疊的若干模塊M;負責輸出的輸出軸端則與工作負載聯結。為了在傳動時使相關運動副達到動平衡，上述雙聯行星輪[8]可按大齒輪[6]的軸線/心對稱或單邊布置，而大齒輪上的偏空心軸[6a]和/或[6b]軸線也相應在圓周上互差18(T/重合，在大齒輪的輪輻或輪輞上設置平衡塊。根據同體共列雙聯行星輪[8]與不同中心輪(如中心輪都是外齒輪——見圖2、圖4、圖7，或都是內齒輪——見圖3、圖5、圖6，或是一外一內齒輪——見圖l)的不同嚙合，上述安裝在大齒輪偏空心軸[6a]、[6b]上的雙聯行星輪，可以是雙層輪齒單齒圈[8a]或雙層輪齒雙齒圈[8d]、[8e]、[8f]、[8g]的雙聯行星輪，也可以是由雙齒圈演變成的在同層輪齒分有不同段落的單層輪齒單齒圈[8b]、[8c]的雙聯行星輪；這些雙聯行星輪一般是由一個整毛坯制成的一個整體，也可以是由若干零件制成后經裝配成的一個整體。本發(fā)明與現有技術對照有以下效果1、本發(fā)明不僅具有現用行星減速器公認的優(yōu)點；且它還能方便的應用于通常只有常規(guī)圓柱齒輪減速器才適用的場合，例如，石油工業(yè)游梁式抽油機用減速器、起重運輸機械行走用減速器、風力發(fā)電用增速器等等。2、本發(fā)明整體需用零件很少，主要零件軸、齒輪、行星輪、中心輪、箱體等不上十件；且單曲柄取代雙曲柄機構、同體整件取代組裝件，共列雙聯取代錯列雙聯，悖動態(tài)雙中心輪取代單一動態(tài)單中心輪，輸入級高速輕載齒輪副采用外嚙合、輸出級低速重載齒輪副采用內嚙合，普硬齒面可取代加硬或超硬齒面，尤其還可使用成熟進歩發(fā)展的漸開線齒形。因而可使用普通材質、通用機床、常規(guī)工藝、一般刀具就可以制成質量高、成本低、完全能承繼可靠度很高的常用圓柱齒輪減速器的本發(fā)明減(或增)速器。本發(fā)明由關鍵件組成的單元模塊M，既可以獨立，也可以疊加成串組成減速器；便于產品的模塊化、標準化、系列化、小型化、集成化，也便于用其配套之主機的發(fā)展與技術進步。3、本發(fā)明機型小巧，占地少，成本低，承載力強。故可用于現有減速器不能適應的工況，擴大配套主機的功能和其參數的調整范圍。<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>可配業(yè)內現最大抽油機18型，產品少數*0抽油機用，YCQ-圓柱齒輪減速器，H-點嚙合雙圓弧齒形，無標注號"H"者代表漸開線齒形。由表可見，用同質同量的材料和工時，按本發(fā)明就可制成輸出額定扭矩高4倍、沖數調控范圍寬3倍的抽油機用減速器。配這種減速器的新型抽油機便于開拓采油新工藝和調參作業(yè)，可實現'用一機在采油井壽命期內全程服務到終，的"終生一機"理想。進而為建立"信息化抽油機"提供堅固的實施平臺，保證提高最終"采收率"，使油田延年持續(xù)穩(wěn)產。按價值工程學的價值指數計算，本發(fā)明的"價值指數"要高達12以上(此指數高于1.2吋，產品在市場上就有強大競爭力，如能達到1.5，產品在市場上即具有壓倒優(yōu)勢)。4、節(jié)能。本發(fā)明有較高的傳動效率，有直接節(jié)能效果;又因它的特殊功能和低成本，可以配套主機創(chuàng)新節(jié)能裝備和節(jié)能技術，生成"間接"節(jié)能效果。下面，仍以石油開采這個高能耗產業(yè)為例，其中抽油機井是主要能耗大戶，石油系統(tǒng)年總耗電量約XXX億千瓦小時，其中抽油機井電動機直接耗電量約占50%，如果應用本發(fā)明技術就可以1)直接節(jié)能A.本發(fā)明效率與效率最高的常規(guī)圓柱減速器基本持平或略高；B.抽油機可利用本發(fā)明巨大的輸出扭矩儲備，以增加扭矩，即增大負載(泵徑、沖程、下泵深度等)換取沖數(輸出轉數)降至極小，而使油井日產量仍保持不變和增長；故無需面對拖動電機按常規(guī)硬啟動必須采用"大馬拉小車"的困惑，使拖動電機的名義功率容量可下降2.53倍之多。C.本發(fā)明可以直接使用效率較高的常規(guī)高轉速電動機，無需使用效率較低而價高的超高轉差率、或調頻等特定電動機。僅以上這些，如在采油全行業(yè)使用，可年節(jié)電達幾十億甚至上百億千瓦小時。2)"間接"節(jié)能用本發(fā)明配套的抽油機有充分的能力和幅度調整系統(tǒng)各參數，一般無需停產，就能及時方便地進行"調參"作業(yè)，使抽油機-桿-泵系統(tǒng)平均總效率提高近1倍和使該系統(tǒng)穩(wěn)定地保持在經濟運行狀態(tài)，大幅度延長采油單井的有效壽命，增加油藏"采收率"。A.僅計算系統(tǒng)總效率提高的節(jié)能效果，又可年節(jié)電達百億千瓦小時。故而，僅在石油業(yè)，W采用本發(fā)明年直接和"間接"節(jié)省電能合計可達近200億千瓦小時。相當節(jié)省23個百萬千瓦級大型電站的年發(fā)電量。B.若"采收率"增加1%,按我國現狀，則在全行業(yè)相當增加了一個年產數百萬噸石油的大型油田，何況本發(fā)明可實現的"采收率"增加遠不止1%。C.開拓油氣開采新工藝，使難采資源變?yōu)榭刹少Y源。例如煤層氣田、超、高粘稠油田等，前者要抽水引氣，后者要加熱或降粘開采。均要求使用的抽油機能靈活地、適時地、高頻率間歇地、大步伐地調整參數項目和其幅度，且能進步到"信息化"，實現"一機終生"。以上B.C.兩項，己突破了一般意義的"節(jié)能"，其節(jié)能效果和經濟意義，直至戰(zhàn)略意義更是不言而喻。以下是本發(fā)明實施例的一組機構原理圖和一個實施例的兩向視圖。圖1是其雙聯行星輪8之注腳為a。圖2是其雙聯行星輪8之注腳為b。圖3是其雙聯行星輪8之注腳為c。圖4是其雙聯行星輪8之注腳為d。圖5是其雙聯行星輪8之注腳為e。圖6是其雙聯行星輪8之注腳為f。圖7是其雙聯行星輪8之注腳為g。圖8是按本發(fā)明設計的抽油機用C-TGSQ-146減速器——額定扭矩146kN'm，它是現今油氣行標SY/T5044-2003規(guī)定的最大型減速器(后備，尚未見市售)，正視圖。圖9是圖8的右側視圖。諸圖中1小齒輪，2輸入軸，3軸套，4輸出軸，5軸承，6.6a、6b、大齒輪及其所帶右左偏空心軸，7箱體，8同體共列雙聯行星輪，9可轉動中心輪，10固定中心輪，11油塞，12油標，13視孔蓋，14緊固件，15呼吸器，M雙聯少齒差行星齒輪副單元模塊。又圖中8a雙層輪齒單齒圈外-內齒同體共列雙聯行星輪，8b單層輪齒單齒圈內齒同體共列雙聯行星輪，8c單層輪齒單齒圈外齒同體共列雙聯行星輪，8d、8g雙層輪齒雙齒圈內齒同體共列雙聯行星輪，8e、8f雙層輪齒雙齒圈外齒同體共列雙聯行星輪。圖8、9中W為現在廣為使用之額定扭矩73kNm，點嚙合雙圓弧齒形減速器的外輪廓。具體實施方式從各原理圖可見本發(fā)明是這樣實現的動力由輸入軸2傳入減速器，固裝在輸入軸兩側的小齒輪l，嚙合著由軸承5支承在平行的輸出軸4上的大齒輪6;隨大齒輪一體轉動的偏空心軸6a、6b，通過又一種軸承5，帶動行星輪8與固定在箱體7上的不能轉動中心輪10嚙合，作少齒差行星運動；同時行星輪8也與固結在輸出軸4上隨軸可轉動的中心輪9按少齒差嚙合，驅動輸出軸4從減速器輸出功率。上述從"隨大齒輪一體轉動的偏空心軸6a、6b，…"至"…驅動輸出軸4…。"，正是"雙聯少齒差行星齒輪副單元模塊M"。每一單元模塊M中的行星輪8與輸出軸上中心輪9按少齒差嚙合機理，至少有3對齒牙同時進入"內嚙合"。當減速器工作負載不大，或體積要求更緊湊時，減速器可以由單一模塊M構成；如果工作機負載增大，或工作機結構要求減速器低矮細長，可以采用多模塊M并疊裝在輸出軸4上，此時，如模塊M成雙對稱配置，輸出軸上中心輪9與行星輪8間至少有6對齒牙在"內嚙合"，且以互差180。角包纏，組成平衡；如圖l一圖7所示之減速器，各共有2雙即整體共不少于2X6=12對齒牙以"內嚙合"傳遞著力；加之，根據各種公知資料，采用少齒差嚙合、改變齒形齒高、行星軸承有較低負載傳輸等等技術，使在此之前，齒輪及其相關零件在傳遞力中多為"點"或"線"、或至多為局部"面"的集中接觸，現在在此則已變?yōu)閯虿嫉慕娴?體"傳遞，同時，因各嚙合參數不斷優(yōu)化，無效有害作用力大幅減小。又因機件整體受力，應力應變下降。于是，整機傳動效率和資源利用率得到改善。權利要求1、一種減速器，它由箱體、輸入軸、輸出軸、輸入級傳動機構、少齒差行星齒輪副等組成，其特征在于箱體[7]采用以水平為主、垂直為輔的組合剖分合箱結構，輸入軸[2]和輸出軸[4]通過軸承[5]、平行分立地安裝在箱體上；輸入軸上的小齒輪[1]與通過軸承[5]安裝在輸出軸上、帶有偏空心軸的大齒輪[6]相嚙合，組成輸入級傳動機構主體；帶有偏空心軸的大齒輪、其中心輪轂端部就是呈圓筒形的偏空心軸[6a]和/或[6b]，在這偏空心軸上、通過軸承[5]裝有同體共列雙聯行星輪[8]，其一聯與箱體固結的固定中心輪[10]相嚙合，另一聯則與輸出軸一體可轉動的中心輪[9]相嚙合，形成雙聯少齒差行星齒輪副單元模塊M，模塊M一般成對、或也可單獨沿輸出軸線串置；負責輸出的輸出軸端則與工作負載聯結。2、根據權利要求1所述的減速器，其特征在于雙聯行星輪[8]可按大齒輪[6]的軸線/心對稱或單邊布置，在大齒輪的輪輻或輪輞上設置平衡塊。3、根據權利要求1所述的減速器，其特征在于安裝在大齒輪偏空心軸[6a]、[6b]上的雙聯行星輪，可以是雙層輪齒單齒圈[8a]或雙層輪齒雙齒圈[8d]、[8e]、[8f]、[8g]的雙聯行星輪，也可以是由雙齒圈演變成的單層輪齒單齒圈[8b]、[8c]的雙聯行星輪；這些行星輪一般是由一個整毛坯制成的一個整體，也可以是由若干零件制成后經裝配成的一個整體。全文摘要本發(fā)明是一種減速器，它屬于通用機械傳動
技術領域：
。它有機地把行星減速器和圓柱齒輪減速器各自的性能優(yōu)勢、結構進步融為一體，不僅具有行星減速器的功能和品質，而且也便用于通常只有圓柱齒輪減速器才適應的場合、并承繼、擴展該圓柱齒輪減速器的工程優(yōu)越性；其輸入級與輸出級平行分立布置，高速級外嚙合、低速級少齒差內嚙合。其整器小巧、緊湊、牢實、可靠、輸出參數幅度寬闊，反映性能與成本比的“價值指數”很高；例如，按本發(fā)明設計、用于采油抽油機額定扭矩146kN·m的普硬齒漸開線型減速器，其重量只相當現役額定扭矩37kN·m的減速器，中心距也只及后者一半，價值指數達12以上。文檔編號F16H1/28GK101162038SQ20071016407公開日2008年4月16日申請日期2007年10月18日優(yōu)先權日2007年10月18日發(fā)明者炘肖,肖南平申請人:肖南平