CN105697659A - 减速器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种减速器，主要包括底座、壳体、涡轮和涡杆，所述壳体固定在底座上，所述壳体是由上、下两个圆筒状壳体垂直相交而形成的中空结构壳体，涡轮通过轴承安装在壳体上部的圆筒状壳体内，涡杆通过轴承安装在壳体下部圆筒状壳体内，涡轮与涡杆啮合，通过轴承盖将壳体密封。本发明的减速器体积小，重量轻，噪音小，强度高，且耐腐蚀、耐强酸、强碱，有效提高了减速器的使用寿命，能够将驱动源的高速小转矩转换为低速大转矩输出，保证减速器的传动精度。

Description

减速器

技术领域

本发明涉及一种减速器，具体涉及一种用于水下无人潜器及航行器中使用的减速器。

背景技术

减速器是一种通用机械，在工农业生产中有着广泛的应用。随着机器人、自动化、航空、航天、船舶、水下无人潜器及航行器、车辆、武器装备等工程领域事业的迅速发展，对其传动件及系统提出了高精度、高可靠、长寿命、大转矩、低能耗、小体积、轻量化、免维护等高性能需求。由于传动件及系统的高性能关键科学技术在很大程度上直接影响着重要装备的功能和寿命，因此探索高性能传动件及系统的创新设计理论、方法和技术，对提高我国机电装备的可靠性、运动精度、延长使用寿命等综合性能，具有非常重要的科学意义和工程适用价值。

水下无人潜器及航行器中使用的减速器要随无人潜器及航行器深入海底300米以下或是更深的海底工作，要求减速器必须具有很高的传动精度和强度，而且耐腐蚀、耐强酸、强碱。目前，国内各大厂家生产的减速器都不能满足这样的要求，这极大地制约着国内水下无人潜器及航行器的探索和发展。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术中的不足，提供一种适用于水下无人潜器及航行器的减速器，该减速器体积小，重量轻，噪音小，强度高，且耐腐蚀、耐强酸、强碱，有效提高了减速器的使用寿命，能够将驱动源的高速小转矩转换为低速大转矩输出，保证减速器的传动精度。

本发明的技术方案：一种减速器，主要包括底座、壳体、涡轮和涡杆，所述壳体固定在底座上，其特征是所述壳体是由上、下两个圆筒状壳体垂直相交而形成的中空结构壳体，其中：上部圆筒状壳体具有前、后两个装配端面，前、后两个装配端面上分别设有安装孔，前装配端面向外延伸出一个壳体台肩，上部圆筒状壳体的顶部还设有一个与壳体内腔连接的注油孔，注油孔通过螺钉封堵；所述涡轮通过前、后两个轴承安装在上部圆筒状壳体内，所述涡轮上具有输出轴，涡轮上的输出轴伸向台肩处，第一轴承盖通过螺钉安装在后装配端面上；下部圆筒状壳体具有左、右两个装配端面，左、右两个装配端面上分别设有安装孔；所述涡杆通过左、右两个轴承安装在下部圆筒状壳体内，第二轴承盖通过螺钉安装在下部圆筒状壳体的左装配端面上，第三轴承盖通过螺钉安装在下部圆筒状壳体的右装配端面上，且涡杆的输入轴穿过第二轴承盖伸出下端圆筒状壳体外；所述涡轮与涡杆啮合，所述涡杆的输入轴通过花键与驱动源的输出轴连接，将驱动源的驱动力经涡轮减速后由涡轮上的涡轮轴输出；所述底座的底部设有一个左、右贯通的空心槽，所述空心槽上设有一个与壳体内腔连通的放油孔，放油孔通过螺钉封堵，在所述底座上设有用于固定减速器的底座安装孔。

进一步地，所述壳体是由上、下两个圆筒状的壳体垂直相交并焊接成一体的中空结构壳体，其中上部圆筒状壳体的直径大于下部圆筒状壳体的直径，所述壳体是由钛金合制成。

进一步地，所述涡轮是由钛合金的输出轴与铜的涡轮齿圈整体铸造而成，涡轮的轴向模数m=3.95，涡轮齿数z=30。

进一步地，所述涡杆是由钛合金制成，涡杆的轴向模数m=3.95，涡杆头数z=1。

进一步地，所述第一轴承盖的厚度大于上部圆筒状壳体上前装配端面延伸出的台肩的厚度，所述第一轴承盖是由钛合金制成。

进一步地，所述第一轴承盖是与上部圆筒状壳体相配合的圆形轴承盖，在第一轴承盖的内、外侧端面分别延伸出一个台肩，其中第一轴承盖内台肩的厚度大于第一轴承盖外台肩的厚度，且在第一轴承盖内台肩的端面上加工有一个与第一轴承盖的端面平行的端面环形槽，在第一轴承盖内台肩的台肩外圆上加工有一圈用于放置密封圈的不间断圆的环形槽，第一轴承盖上设有第一安装孔。

进一步地，所述第二轴承盖是与下部圆筒状壳体的左装配端面相配合的圆形轴承盖，在第二轴承盖的内侧端面延伸出一个第二轴承盖台肩，第二轴承盖台肩的外圆上加工有一圈用于放置密封圈的不间断圆的第二环形槽，第二轴承盖的中心设有一个用于伸出涡轮输入轴的孔，在第二轴承盖上设有第二安装孔，所述第二轴承盖是由钛合金制成。

进一步地，所述第三轴承盖是与下部圆筒状壳体的右装配端面相配合的圆形轴承盖，在第三轴承盖的内侧端面延伸出一个第三轴承盖台肩，第三轴承盖台肩的外圆上加工有一圈用于放置密封圈的不间断圆的第三环形槽，第三轴承盖上设有第三安装孔，所述第三轴承盖为钛合金制成。

进一步地，所述的壳体、底座、涡轮、涡杆、第一轴承盖、第二轴承盖、第三轴承盖选用的材质均为钛合金，是TA2或TC4的任意一种。

进一步地，所述减速器的内腔注有齿轮油。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：本发明的大部分配件均采用TA2或TC4制成，有效降低了减速器的重量，提高了减速器的强度和使用寿命，减速器体积小，外观光滑漂亮，噪音小，且耐腐蚀，而强酸、强碱，适用于水下无人潜器及航行器在500～1000米的深海作业，它能够将驱动源的高速小转矩转换为低速大转矩输出，减速器的内腔密封严实，避免了海水或其它杂质进行减速器的内腔，能够保证减速器的传动精度。该减速器还可广泛应用于机器人、航空、航天、船舶、车辆等装备以及食品、医药等加工领域。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的左视图；

图3是本发明另一方向的结构示意图；

图4是本发明中涡轮的结构示意图；

图5是本发明中涡杆的结构示意图；

图6是本发明中第一轴承盖的结构示意图；

图7是本发明中第二轴承盖的结构示意图；

图8是本发明中第三轴承盖的结构示意图；

图9是本发明中底座的结构示意图。

图中：1-底座，1a-空心槽，1b-放油孔，1c-底座安装孔，2-壳体，2a-上部圆筒状壳体，2b-下部圆筒状壳体，201-壳体台肩，3-涡杆，3a-键，4-涡轮，4a-涡轮齿圈，4b-涡轮轴，5-第一轴承盖，5a-第一轴承盖外台肩，5b-第一轴承盖内台肩，5c-端面环形槽，5d-第一环形槽，5e-第一安装孔，51-第一螺钉，52-第一密封圈，6-第二轴承盖，6a-第二轴承盖台肩，6b-第二环形槽，6c-第二安装孔，6d-中心孔，61-第二螺钉，62-第二密封圈，7-第三轴承盖，7a-第三轴承盖台肩，7b-第三环形槽，7c-第三安装孔，71-第三螺钉，72-第三密封圈，8a、8b-轴承，9-第四螺钉，11a、11b-轴承，12-注油孔。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明作进一步的说明，以使本领域技术人员能够更好地理解本发明。

一种减速器，主要包括底座1、壳体2、涡轮4和涡杆3，如图1、图2、图3所示。

所述壳体2固定在底座1上，所述壳体2是由上、下两个圆筒状壳体垂直相交而形成的中空结构壳体，所述壳体2是由钛金合制成，其中，其中上部圆筒状壳体的直径大于下部圆筒状壳体的直径，上部圆筒状壳体与下部圆筒状壳体焊接成一个完整的整体。上部圆筒状壳体2a具有前、后两个装配端面，前、后两个装配端面上分别设有安装孔，前装配端面向外延伸出一个壳体台肩201，上部圆筒状壳体2a的顶部还设有一个与壳体内腔连接的注油孔12，注油孔12通过螺钉封堵。所述涡轮4通过前、后两个轴承11a、11b安装在上部圆筒状壳体2a内。所述涡轮4上的涡轮轴4b，即为输出轴，涡轮4上的涡轮轴4b伸向壳体台肩处，第一轴承盖5通过第一螺钉51安装在后装配端面上，第一轴承盖5上的第一环形槽5d内装有第一密封圈52。所述第一轴承盖5的厚度大于上部圆筒状壳体2a上前装配端面延伸出的壳体台肩201的厚度，

下部圆筒状壳体2b具有左、右两个装配端面，左、右两个装配端面上分别设有安装孔。所述涡杆3通过左、右两个轴承8a、8b安装在下部圆筒状壳体2b内，第二轴承盖6通过第二螺钉61安装在下部圆筒状壳体2b的左装配端面上，第二轴承盖6上的第二环形槽6b内装有第二密封圈62。第三轴承盖7通过第三螺钉71安装在下部圆筒状壳体2b的右装配端面上，且涡杆3的输出轴穿过第二轴承盖6伸出下端圆筒状壳体2b外。

所述涡轮4与涡杆3啮合，涡轮4的涡轮轴与涡杆3的输入轴的安装方向垂直，所述涡杆3的输入轴通过花键与驱动源的输出轴连接，并将驱动源的驱动力经涡轮4减速后由涡轮4上的涡轮轴输出，也就是说通过减速器的输入轴将驱动源的高速小转矩的驱动力转换为低速大转矩驱动力经涡轮轴输出。

所述底座1的底部设有一个左、右贯通的空心槽1a，所述空心槽上设有一个与壳体内腔连通的放油孔1b，放油孔1b通过第四螺钉9封堵，所述第四螺钉9为内六角平端紧定螺钉，在所述底座上设有用于固定减速器的安装孔1c，便于用螺栓或螺钉将减速器固定在所需的位置，如图9所示。

所述涡轮4是由钛合金的涡轮轴4b与铜的涡轮齿圈4a整体铸造而成，如图4所示，涡轮的轴向模数m=3.95，涡轮齿数z=30。

所述涡杆3是由钛合金制成，如图5所示，涡杆3的输入轴上设有键3a，涡杆的轴向模数m=3.95，涡杆头数z=1。

如图6所示，所述第一轴承盖5是与上部圆筒状壳体2a相配合的圆形轴承盖，在第一轴承盖5的内、外侧端面分别延伸出一个台肩，其中，第一轴承盖内台肩5b的厚度大于第一轴承盖外台肩5a的厚度，且在第一轴承盖内台肩5b的端面上加工有一个与第一轴承盖5端面平行的端面环形槽5c，在第一轴承盖内台肩5b的台肩外圆上加工有一圈用于放置密封圈的不间断圆的第一环形槽5d，第一轴承盖5上设有第一安装孔5e。

如图7所示，所述第二轴承盖6是与下部圆筒状壳体2b的左装配端面相配合的圆形轴承盖，在第二轴承盖6的内侧端面延伸出一个第二轴承盖台肩6a，第二轴承盖台肩6a的外圆上加工有一圈用于放置密封圈的不间断圆的第二环形槽6b，第二轴承盖的中心设有一个用于伸出涡轮输入轴的中心孔6d，在第二轴承盖6上设有第二安装孔6c，所述第二轴承盖6是由钛合金制成。

如图8所示，所述第三轴承盖7是与下部圆筒状壳体2b的右装配端面相配合的圆形轴承盖，在第三轴承盖7的内侧端面延伸出一个第三轴承盖台肩7a，第三轴承盖台肩的外圆上加工有一圈用于放置密封圈的不间断圆的第三环形槽7b，第三轴承盖7上设有第三安装孔7c，所述第三轴承盖为钛合金制成。

上壳体、底座、涡轮、涡杆、第一轴承盖、第二轴承盖、第三轴承盖选用的材质均为钛合金，是TA2或TC4的任意一种。各部件的加工经真空热处理，采用钛合金制成的减速器不仅重量轻，美观漂亮，减速器的平均算术粗糙度为0.8～6.3，且强度高，耐腐蚀，耐强酸、强碱，能够有效提高减速器的使用寿命，并保证减速器的传动精度。

上述三个密封圈，即第一密封圈52、第二密封圈62、第三密封圈72均为O形密封圈，O形密封圈采用氟橡胶制成，可保证轴承盖与壳体之间的严实度，使减速器的内腔形成密闭的空间，不会有杂质、灰尘或海水进入，进而保证涡轮与涡杆的正常工作，保证减速器的传动精度。

上述三个螺钉，即第一螺钉51、第二螺钉61、第三螺钉71均采用一字沉头螺钉。

装配时，先将涡轮4通过轴承11a、11b推至上部圆筒状壳体2a的预装位置，再把涡杆通过轴承8a、8b装入下部圆筒状壳体2b中，使到涡轮4与涡杆3安全啮合，再把涡轮4连同涡杆3完全推至其各自的固定安装位置，再把三个轴承盖分别装在其相应的位置上，这样减速器的内腔就形成了密闭的空间，通过壳体2顶的注油孔将齿轮油流入到减速器的腔体内。

工作时，将驱动源的输出轴与减速器上涡杆3的输入轴通过键3a连接，驱动源为电机，将水下无人潜器及航行器的叶轮装在涡轮轴4b上，这样减速器就可将电机的高速小转矩转换成低速大转矩输出给叶轮，保证水下无人潜器及航行器的正常工作。

上述实施例仅用于本领域技术人员理解本发明专利的技术方案，并非是对本发明的限制，凡在本发明的保护范围之内所作的任何修改、改进或等同替换，均应落在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.减速器，主要包括底座、壳体、涡轮和涡杆，所述壳体固定在底座上，其特征是所述壳体是由上、下两个圆筒状壳体垂直相交而形成的中空结构壳体，其中：

上部圆筒状壳体具有前、后两个装配端面，前、后两个装配端面上分别设有安装孔，前装配端面向外延伸出一个壳体台肩，上部圆筒状壳体的顶部还设有一个与壳体内腔连接的注油孔，注油孔通过螺钉封堵；

所述涡轮通过前、后两个轴承安装在上部圆筒状壳体内，所述涡轮上具有涡轮轴，涡轮上的涡轮轴伸向壳体台肩处，第一轴承盖通过第一螺钉安装在后装配端面上；

下部圆筒状壳体具有左、右两个装配端面，左、右两个装配端面上分别设有安装孔；

所述涡杆通过左、右两个轴承安装在下部圆筒状壳体内，第二轴承盖通过第二螺钉安装在下部圆筒状壳体的左装配端面上，第三轴承盖通过第三螺钉安装在下部圆筒状壳体的右装配端面上，且涡杆的输入轴穿过第二轴承盖伸出下端圆筒状壳体外；

所述涡轮与涡杆啮合，所述涡杆的输入轴通过花键与驱动源的输出轴连接，并将驱动源的驱动力经涡轮减速后由涡轮上的涡轮轴输出；

所述底座的底部设有一个左、右贯通的空心槽，所述空心槽上设有一个与壳体内腔连通的放油孔，放油孔通过螺钉封堵，在所述底座上设有用于固定减速器的安装孔。

2.根据权利要求1所述的减速器，其特征是所述壳体是由上、下两个圆筒状的壳体垂直相交并焊接成一体的中空结构壳体，其中上部圆筒状壳体的直径大于下部圆筒状壳体的直径，所述壳体是由钛金合制成。

3.根据权利要求1所述的减速器，其特征是所述涡轮是由钛合金的涡轮轴与铜的涡轮齿圈整体铸造而成，涡轮的轴向模数m=3.95，涡轮齿数z=30。

4.根据权利要求1所述的减速器，其特征是所述涡杆是由钛合金制成，涡杆的轴向模数m=3.95，涡杆头数z=1。

5.根据权利要求1所述的减速器，其特征是所述第一轴承盖的厚度大于上部圆筒状壳体上前装配端面延伸出的台肩的厚度，所述第一轴承盖是由钛合金制成。

6.根据权利要求1或5所述的减速器，其特征是所述第一轴承盖是与上部圆筒状壳体相配合的圆形轴承盖，在第一轴承盖的内、外侧端面分别延伸出一个台肩，其中第一轴承盖内台肩的厚度大于第一轴承盖外台肩的厚度，且在第一轴承盖内台肩的端面上加工有一个与第一轴承盖的端面平行的端面环形槽，在第一轴承盖内台肩的台肩外圆上加工有一圈用于放置密封圈的不间断圆的环形槽，第一轴承盖上设有第一安装孔。

7.根据权利要求1所述的减速器，其特征是所述第二轴承盖是与下部圆筒状壳体的左装配端面相配合的圆形轴承盖，在第二轴承盖的内侧端面延伸出一个第二轴承盖台肩，第二轴承盖台肩的外圆上加工有一圈用于放置密封圈的不间断圆的第二环形槽，第二轴承盖的中心设有一个用于伸出涡轮输入轴的孔，在第二轴承盖上设有第二安装孔，所述第二轴承盖是由钛合金制成。

8.根据权利要求1所述的减速器，其特征是所述第三轴承盖是与下部圆筒状壳体的右装配端面相配合的圆形轴承盖，在第三轴承盖的内侧端面延伸出一个第三轴承盖台肩，第三轴承盖台肩的外圆上加工有一圈用于放置密封圈的不间断圆的第三环形槽，第三轴承盖上设有第三安装孔，所述第三轴承盖为钛合金制成。

9.根据权利要求1～5、7、8任一项所述的减速器，其特征是所述的壳体、底座、涡轮、涡杆、第一轴承盖、第二轴承盖、第三轴承盖选用的材质均为钛合金，是TA2或TC4的任意一种。

10.根据权利要求1所述的减速器，其特征是所述减速器的内腔注有齿轮油。