夾層風(fēng)冷箱體鋅基合金軸承支承之星輪減速箱的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明夾層風(fēng)冷箱體鋅基合金軸承支承之星輪減速箱，包括箱體、輸入軸、傳動機構(gòu)及輸出軸，特征在于：箱體內(nèi)設(shè)有內(nèi)圓筒與圓端蓋連接件，內(nèi)圓筒與箱體連接，圓端蓋輸入端與箱體輸入端內(nèi)孔緊配，圓端蓋與箱體用圓環(huán)盤連接，箱內(nèi)壁與內(nèi)圓筒與圓端蓋連接件外壁形成夾層，箱體頂部、側(cè)部設(shè)有排氣窗與風(fēng)機，傳動機構(gòu)包括行相位差180°的二星輪、內(nèi)齒圈及偏心軸承，輸出軸上耐磨圈支承在鋅基合金軸承中，輸出軸內(nèi)設(shè)有斷面呈“T”字型海綿，輸出軸內(nèi)海綿與軸孔構(gòu)成儲油腔Q，潤滑油從輸出軸小孔流向摩擦面。技術(shù)效果：結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低；調(diào)節(jié)風(fēng)量使熱功率接近機械功率；合金軸承潤滑可靠，合金軸承成本比滾動軸承低60-80％、軸承用鋼可節(jié)省50-70％。
【專利說明】 夾層風(fēng)冷箱體鋅基合金軸承支承之星輪減速箱
【【技術(shù)領(lǐng)域】】
[0001]本發(fā)明涉及通用行星【技術(shù)領(lǐng)域】中K-V-H機構(gòu)(N型)少齒差技術(shù)的改進，具體涉及漸開線少齒差減速箱的改進，一種夾層風(fēng)冷箱體鋅基合金軸承支承之星輪減速箱。
【【背景技術(shù)】】
[0002]通用行星傳動主要包括2K-H負號機構(gòu)(NGW型)與K_V_H機構(gòu)(N型)兩大類，而K-V-H機構(gòu)(N型)又包括擺線與漸開線少齒差，星輪減速傳動實際上就是漸開線少齒差傳動。
[0003]研究發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有通用行星傳動技術(shù)有兩個不足:
[0004](一 )輸出軸采用滾動軸承支承，成本較滑動軸承高很多，尤其是大功率、大扭矩機型:其依據(jù)見于《漸開線齒輪行星傳動的設(shè)計與制造》第十二章水泥球磨機減速器計算實例:
[0005]“由于(行星減速器)輸出軸的軸承不承受徑向工作負荷(僅承受輸出行星架裝置的自重)，因而軸承尺寸僅由結(jié)構(gòu)要求確定?！庇嬎憷x用的是單列特輕球軸承9707/780。
[0006]經(jīng)查,兩軸承共計重量624kg、價格44450元。如改為鑄造鋅基合金滑動軸承,重量約可減輕500kg、節(jié)省4萬元之多。
[0007]鑄造鋅基合金滑動軸承的優(yōu)點在于:
[0008](I)表面粗糙度可達1.6，摩擦因數(shù)小；(2)比銅輕40%，成本比錫青銅低40%以上；
[0009](3)使用壽命為錫青銅2?3倍，具有自潤滑性能及減震功能，適用于中低速重載場合。
[0010](二)齒輪箱自身不具有散熱功能，因而熱功率低:
[0011]熱功率的大小關(guān)系到承載力，因而很重要，尤其是大功率、大扭矩機型。其理論依據(jù)見于成大先《機械設(shè)計手冊》3.14-432頁:“漸開線行星齒輪傳動具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積和質(zhì)量小等等優(yōu)點廣泛應(yīng)用于冶金、礦山、起重等等部門。...漸開線行星齒輪傳動的缺點是由于體積小，導(dǎo)致散熱不良，因而要求有良好的潤滑，甚至需要采取冷卻促施。”
[0012]現(xiàn)有技術(shù)星輪減速器(JB/T8712-1998)其實就是漸開線少齒差減速器，單級星輪可取代二級行星齒輪傳動?，F(xiàn)有技術(shù)主要缺陷在于:并未采用散熱措施，僅依靠自然散熱導(dǎo)致熱功率低，使得用戶不得不加大一、二個機型號進行選型，許多機械理論專著就是這麼規(guī)定的，其結(jié)果必然增加了費用，功率越大、費用增加越多:如額定HJW-35B型(熱功率40kW、重量1042kg、價4.78萬元)，現(xiàn)加大一個機型號選用HJW-40B(熱功率51kW、重量1365kg、價6.42萬元)；如加大二個機型號選用HJW-45B (熱功率62kW、重量1800kg、價8.8萬元)。
[0013]熱功率是閉式減速器在潤滑油平衡溫度條件下所能連續(xù)傳遞的最大功率。熱功率應(yīng)等于或近于實際工作傳遞的功率。(《齒輪傳動設(shè)計手冊》972頁)
[0014]熱功率是指在自然冷卻條件下潤滑油溫不超過許用溫度時的輸入功率。熱功率是設(shè)計潤滑系統(tǒng)的重要參數(shù)，是選用減速器的重要依據(jù)。(《漸開線齒輪行星傳動的設(shè)計與制造》230頁)
[0015]油溫過高是減速機故障的一個很重要原因，這是因為:油溫高粘度下降，局部油膜破壞，潤滑失效導(dǎo)致齒輪膠合、點蝕及異常磨損；油碳化，形成渣滓；油溫高導(dǎo)致齒輪異常磨損，異常磨損使油溫升高，形成惡性循環(huán)。減速齒輪箱潤滑油許用油溫約為70°C，其依據(jù)有二:
[0016](I)德國PPSC1290-MY型風(fēng)電齒輪箱:潤滑油油池最高溫度為70°C ；
[0017](2)風(fēng)電增速齒輪箱期望的最高油溫70°C (《風(fēng)電增速齒輪箱的熱功率計算箱》風(fēng)力發(fā)電2003.3)
【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0018]本發(fā)明目的:解決現(xiàn)有技術(shù)(一)輸出軸采用滾動軸承支承，成本較滑動軸承高很多，尤其是大功率、大扭矩機型；(二)齒輪箱自身不具有散熱功能，因而熱功率低的缺陷。
[0019]提供一種夾層風(fēng)冷箱體鋅基合金軸承支承之星輪減速箱。技術(shù)實施方案理論依據(jù):
[0020](一 )航空發(fā)動機主軸承采用滑動軸承，減速箱為什麼不能？
[0021]“普通滑動軸承結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、承載能力大。”(王文斌《機械設(shè)計手冊》卷3.21-4 頁)
[0022]“在正常狀態(tài)下，滑動軸承磨損率是很低的?！?卜炎《實用軸承技術(shù)手冊》492頁)
[0023]“鑄造鋅基合金適用于中、低速((7-10m/s)、重載(25_30MPa)、許用接觸應(yīng)力σ=550MPa條件下工作的軸承?！?成大先《機械設(shè)計手冊》軸承6頁)
[0024]本發(fā)明技術(shù)方案的關(guān)鍵在于:保證鋅基合金滑動軸承支承面有足量的清潔油品，因為:“不干凈、有外耒顆粒是滑動軸承失效的重要原因?！?《機械設(shè)計手冊》卷4.27-227頁)
[0025]( 二 )根據(jù)以下關(guān)于冷卻散熱裝置能使熱功率不低于機械功率的論述提出的:
[0026]《齒輪傳動設(shè)計手冊》1048頁:采用外循環(huán)散熱系統(tǒng):油箱中潤滑油一油泵一慮油器一風(fēng)扇冷卻一油進入油箱，只要供油量和扇風(fēng)量足夠大，減速器甚至可以不受熱功率限制；
[0027]研究熱功率修正公式P = Bref -Bv-Ba-Bt- Pq(kW)發(fā)現(xiàn):采用足夠強風(fēng)速將箱體油溫控制在70°C左右時，減速器熱功率P可提高1.5倍，這是因為:
[0028](A)當(dāng)空氣流速V彡3.8m/s時,修正系數(shù)Bv = 1.90,比V = 0.5?1.4m/s時Bv =1.0提高了近一倍，亦即熱功率P提高了近一倍。如:小軸流風(fēng)機15(^2￥型風(fēng)速￥ = 7.6111/s ；
[0029](B)減速齒輪箱油溫70°C時，油溫系數(shù)Bt = 0.667，使熱功率提高了 50%。
[0030](式中:BMf、Bv、Ba及Bt分別為環(huán)境溫度、空氣流速、海拔高度及最高油溫修正系數(shù)，其中:ΒΤ = 0.00236.Cl 32845 = 0.667 (70°C )。(《齒輪傳動設(shè)計手冊》979頁)
[0031]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)實施方案如下:
[0032]所述箱體內(nèi)設(shè)有內(nèi)圓筒與圓端蓋的連接件，所述內(nèi)圓筒法蘭與箱體輸出端面連接，所述圓端蓋輸入端外圓與箱體輸入端內(nèi)孔緊配，圓端蓋輸入端面與箱體輸入端的圓端面用同一圓環(huán)盤密封連接，所述內(nèi)圓筒與圓端蓋外設(shè)散熱筋，所述箱體與內(nèi)圓筒本體為均勻薄壁圓筒體；
[0033]所述內(nèi)圓筒與圓端蓋連接件的外壁與箱體的內(nèi)壁圍接形成密閉的夾層，所述箱體頂部設(shè)有聯(lián)通密閉夾層的排氣窗P，所述箱體的側(cè)面設(shè)有與密閉夾層聯(lián)通的軸流風(fēng)機F ；
[0034]所述圓端蓋內(nèi)孔用軸承支承輸入軸；
[0035]進一步地，所述星輪傳動件包括相位差180°的二行星輪、內(nèi)齒圈、設(shè)在輸入軸上的偏心軸承及固定機架，所述固定機架用四只均布的支柱將左圓盤與圓端蓋聯(lián)接固定構(gòu)成，所述二行星輪用第一軸承支承在4只均布的雙偏心軸的偏心段上，所述雙偏心軸的兩端用第二軸承分別支承在左圓盤與圓端蓋相應(yīng)孔中，所述內(nèi)齒圈聯(lián)接在輸出軸的圓盤上，所述二行星輪中心的軸承孔經(jīng)偏心軸承裝于輸入軸軸伸端，二行星輪與內(nèi)齒圈嚙合。
[0036]再進一步地，所述輸出軸軸頸上緊配耐磨圈,耐磨圈支承在鋅基合金軸承中，鋅基合金軸承緊固在內(nèi)圓筒輸出端內(nèi)孔，輸出軸內(nèi)設(shè)有“T”字斷面的《圓柱-圓盤型》聚酯吸油海綿4，圓柱端與輸出軸5軸孔構(gòu)成一儲油腔Q，所述儲油腔Q潤滑油從輸出軸小孔流入合金軸承與耐磨圈間隙，而圓盤端設(shè)在輸出軸圓盤端面上與圓盤周邊均布的徑向孔相通。
[0037]本發(fā)明各單獨技術(shù)特征雖然完全已知，但彼此互相支持，并且能產(chǎn)生下述有益技術(shù)效果:
[0038](I)密閉夾層中的熱一方面由排氣窗排出，另一方面?zhèn)鬟f給箱體本體的均勻薄壁圓筒散發(fā)到箱體外,冷風(fēng)容量大、散熱面積遍及整個箱體、熱功率大，結(jié)構(gòu)簡單,制造成本低；通過對風(fēng)量、風(fēng)速的正確計算，可以做到熱功率不低于機械功率；
[0039](2)鋅基合金軸承磨損率低、使用壽命長等優(yōu)點是滾動軸承所不能替代的；價格低60-80%，內(nèi)徑越大越顯著；工作平穩(wěn)、無噪音、承載力大；結(jié)構(gòu)簡單、制造、拆裝方便；具有良好的耐沖擊和吸振性能；可節(jié)約軸承鋼50-70%，舊鋅基合金滑動軸承可回收重鑄。
【【專利附圖】

【附圖說明】】
[0040]圖1.本發(fā)明實施例結(jié)構(gòu)示意圖
[0041]圖2.本發(fā)明實施例箱體I頂部設(shè)排風(fēng)窗P與側(cè)面設(shè)進風(fēng)機F結(jié)構(gòu)示意圖
[0042]【【具體實施方式】】下面結(jié)合附圖對本發(fā)明詳加描述:
[0043]參照圖1.、2—種夾層風(fēng)冷箱體鋅基合金軸承支承星輪減速箱，包括箱體I和設(shè)置于箱體I內(nèi)并依次傳動的輸入軸16、星輪傳動件及輸出軸5，其特征在于:
[0044]所述箱體I內(nèi)設(shè)有內(nèi)圓筒2與圓端蓋9的連接件，所述內(nèi)圓筒2法蘭與箱體I輸出端面連接，所述圓端蓋9輸入端外圓與箱體I輸入端內(nèi)孔緊配，所述圓端蓋9輸入端面與箱體I輸入端的圓端面用同一圓環(huán)盤11密封連接，所述內(nèi)圓筒2與圓端蓋9外設(shè)散熱筋，所述箱體I與內(nèi)圓筒2本體為均勻薄壁圓筒體；
[0045]所述內(nèi)圓筒2與圓端蓋9連接件的外壁與箱體I的內(nèi)壁圍接形成密閉的夾層，所述箱體I頂部設(shè)有聯(lián)通密閉夾層的排氣窗P，所述箱體I的側(cè)面設(shè)有與密閉夾層聯(lián)通的軸流風(fēng)機F ;
[0046]所述圓端蓋9內(nèi)孔用軸承15支承輸入軸16 ；
[0047]所述星輪傳動件包括相位差180°的二行星輪12、內(nèi)齒圈14、設(shè)在輸入軸16上的偏心軸承10及固定機架，所述固定機架用四只均布的支柱13將左圓盤17與圓端蓋9聯(lián)接固定構(gòu)成，所述二行星輪12用第一軸承支承在4只均布的雙偏心軸7的偏心段上，所述雙偏心軸7的兩端用第二軸承分別支承在左圓盤17與圓端蓋9相應(yīng)孔中，所述內(nèi)齒圈14聯(lián)接在輸出軸4的圓盤8上，所述二行星輪12中心的軸承孔經(jīng)偏心軸承10裝于輸入軸16軸伸端，二行星輪7與內(nèi)齒圈16嚙合。
[0048]所述輸出軸5軸頸上緊配耐磨圈3，耐磨圈3支承在鋅基合金軸承6中，鋅基合金軸承6緊固在內(nèi)圓筒2輸出端內(nèi)孔，輸出軸5內(nèi)設(shè)有“T”字斷面的《圓柱-圓盤型》聚酯吸油海綿4，其圓柱端海綿與輸出軸5軸孔構(gòu)成一儲油腔Q,所述儲油腔Q潤滑油從輸出軸5小孔流入合金軸承與耐磨圈間隙，而圓盤端海綿設(shè)在輸出軸5圓盤端面上與圓盤周邊均布的徑向孔相通，聚酯吸油海綿具有優(yōu)異的機械強度:耐磨、耐磨蝕、耐高溫、拉伸性強、彈性好和獨特的耐油抗老化、抗溶劑的特性。箱體油池潤滑油被《圓柱-圓盤型》聚酯吸油海綿濾芯吸入后，其圓柱部分儲存的油依靠重力會不斷滴下，積聚在儲油腔Q，通過輸出軸上小油孔進入滑動軸承與耐磨圈間的摩擦面，潤滑油源源補充，確保摩擦面有很長的使用壽命。
[0049]上述實施例是對本發(fā)明的說明，不是對本發(fā)明的限定，任何對本發(fā)明簡單變換后的方案均屬于本發(fā)明的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種夾層風(fēng)冷箱體鋅基合金軸承支承星輪減速箱，包括箱體(I)和設(shè)置于箱體(I)內(nèi)并依次傳動的輸入軸(16)、星輪傳動件及輸出軸(5)，其特征在于: 所述箱體(I)內(nèi)設(shè)有內(nèi)圓筒(2)與圓端蓋(9)的連接件，所述內(nèi)圓筒(2)法蘭與箱體(I)輸出端面連接，所述圓端蓋(9)輸入端外圓與箱體(I)輸入端內(nèi)孔緊配，所述圓端蓋(9)輸入端面與箱體(I)輸入端的圓端面用同一圓環(huán)盤(11)密封連接，所述內(nèi)圓筒(2)與圓端蓋(9)外設(shè)散熱筋，所述箱體(I)與內(nèi)圓筒(2)本體為均勻薄壁圓筒體； 所述內(nèi)圓筒⑵與圓端蓋(9)連接件的外壁與箱體⑴的內(nèi)壁圍接形成密閉的夾層，所述箱體(I)頂部設(shè)有聯(lián)通密閉夾層的排氣窗(P)，所述箱體(I)的側(cè)面設(shè)有與密閉夾層聯(lián)通的軸流風(fēng)機(F)； 所述圓端蓋(9)內(nèi)孔用軸承(15)支承輸入軸(16)； 所述星輪傳動件包括相位差180°的二行星輪(12)、內(nèi)齒圈(14)、設(shè)在輸入軸(16)上的偏心軸承(10)及固定機架，所述固定機架用四只均布的支柱(13)將左圓盤(17)與圓端蓋(9)聯(lián)接固定構(gòu)成，所述二行星輪(12)用第一軸承支承在4只均布的雙偏心軸(7)的偏心段上，所述雙偏心軸(7)的兩端用第二軸承分別支承在左圓盤(17)與圓端蓋(9)相應(yīng)孔中，所述內(nèi)齒圈(14)聯(lián)接在輸出軸(4)的圓盤(8)上，所述二行星輪(12)中心的軸承孔經(jīng)偏心軸承(10)裝于輸入軸(16)軸伸端，二行星輪(7)與內(nèi)齒圈(16)嚙合。 所述輸出軸(5)軸頸上緊配耐磨圈(3)，耐磨圈(3)支承在鋅基合金軸承￠)中,鋅基合金軸承(6)緊固在內(nèi)圓筒(2)輸出端內(nèi)孔，輸出軸(5)內(nèi)設(shè)有“T”字斷面的《圓柱-圓盤型》聚酯吸油海綿(4)，其圓柱端海綿與輸出軸(5)軸孔構(gòu)成一儲油腔(Q)，所述儲油腔(Q)潤滑油從輸出軸(5)小孔流入合金軸承與耐磨圈間隙，而圓盤端海綿設(shè)在輸出軸(5)圓盤端面上與圓盤周邊均布的徑向孔相通。
【文檔編號】F16H57/04GK104373568SQ201410396545
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年8月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月6日
【發(fā)明者】吳聲震 申請人:吳小杰