CN105697664A - 一种齿轮传动机构和一种提升齿轮箱 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种齿轮传动机构，以及一种设置有该齿轮传动机构的提升齿轮箱。该齿轮传动机构包括用于减速传动的多级行星齿轮传动系统，以及位于多级行星齿轮传动系统输出端的输出齿轮轴。其中，多级行星齿轮传动系统中的多个太阳轮和输出齿轮轴位于同一轴线布置。本发明提供的齿轮传动机构和提升齿轮箱，采用多级行星齿轮减速传动系统，形成单驱动单输出的模式，结构紧凑，重量轻，空间占用少，提高了海洋平台的整体性能。并且，该齿轮传动机构和提升齿轮箱内部结构采用浮动形式，均载性能好，极大的提高了海洋平台的可靠性。

Description

一种齿轮传动机构和一种提升齿轮箱

技术领域

本发明涉及海洋平台技术领域，特别涉及一种用于对海洋平台进行升降的齿轮传动机构，以及一种设置有该齿轮传动机构的提升齿轮箱。

背景技术

当前世界经济的快速发展，带来对能源的急剧渴求，对海洋资源的开发已形成一个重要的产业。海洋油气资源的开发已由最初的近海，浅海向深海转移。

在用于海洋资源开发的各种海洋平台及结构物中，多功能海洋平台具有结构可靠性高、作业灵活、用钢量少、且能适应于各种海洋工况等优点，因此深受重视，在海洋资源开发中发挥着重大的作用。

其中，提升齿轮箱是整个多功能海洋平台的关键设备，整个平台依靠提升齿轮箱进行升降，目前国内大多数海洋平台提升齿轮箱需从国外进口，一者造价昂贵，二者不利于国内整个海工行业的发展，并且，该提升齿轮箱为传统平行级加行星级结构提升齿轮箱，其传统结构过大、占用平台空间多、对驱动电机同步及齿条加工要求高。

因此，如何避免提升齿轮箱的结构过大、占用平台空间多、对驱动电机同步及齿条加工要求高的技术问题，是目前本领域技术人员急需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种齿轮传动机构以及一种设置有该齿轮传动机构的提升齿轮箱，该齿轮传动机构和该提升齿轮箱结构紧凑，重量轻，空间占用少，均载性能好，极大的提高海洋平台的可靠性。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种齿轮传动机构，所述齿轮传动机构包括：

用于减速传动的多级行星齿轮传动系统；

位于所述多级行星齿轮传动系统输出端的输出齿轮轴，所述多级行星齿轮传动系统中的多个太阳轮和所述输出齿轮轴位于同一轴线布置。

优选地，在上述齿轮传动机构中，所述多级行星齿轮传动系统包括依次传动连接的第一行星齿轮传动系统、第二行星齿轮传动系统、第三行星齿轮传动系统、第四行星齿轮传动系统，其中：

所述第一行星齿轮传动系统包括一个用于与电机轴头连接的一级太阳轮，还包括三个一级行星轮、一个一级行星架、一个一级内齿圈，所述一级行星轮通过一级行星轮轴带动所述一级行星架输出扭矩，作为所述第二行星齿轮传动系统的输入；

所述第二行星齿轮传动系统包括一个二级太阳轮、三个二级行星轮、一个二级行星架、一个二级内齿圈，所述二级行星轮通过二级行星轮轴带动所述二级行星架输出扭矩，作为所述第三行星齿轮传动系统的输入；

所述第三行星齿轮传动系统包括一个三级太阳轮、三个三级行星轮、一个三级行星架、一个三级内齿圈，所述三级行星轮通过三级行星轮轴带动所述三级行星架输出扭矩，作为所述第四行星齿轮传动系统的输入；

所述第四行星齿轮传动系统包括一个四级太阳轮、三个四级行星轮、一个四级行星架、一个四级内齿圈，所述四级行星轮通过四级行星轮轴带动所述四级行星架输出扭矩，所述四级行星架与所述输出齿轮轴传动连接；

所述一级太阳轮、所述二级太阳轮、所述三级太阳轮、所述四级太阳轮和所述输出齿轮轴位于同一轴线。

优选地，在上述齿轮传动机构中，所述四级行星架与所述输出齿轮轴通过花键联接。

优选地，在上述齿轮传动机构中，所述一级内齿圈和所述二级内齿圈为一体式结构。

优选地，在上述齿轮传动机构中，还包括电机，所述电机的电机轴头和所述一级太阳轮通过花键和花键座联接。

优选地，在上述齿轮传动机构中，所述输出齿轮轴上设置有爬升齿轮，所述爬升齿轮为八齿结构。

优选地，在上述齿轮传动机构中，所述多级行星齿轮传动系统中的齿轮均采用直齿齿制，采用油浴润滑。

一种提升齿轮箱，包括上文中所述的齿轮传动机构，还包括：

输入端端盖，所述输入端端盖套设在所述多级行星齿轮传动系统中的一级太阳轮上，且与所述多级行星齿轮传动系统中的一级内齿圈固连；

套设在所述输出齿轮轴上的输出端外壳，所述输出端外壳和所述输出齿轮轴之间设置有第一滚动轴承；

套设在所述输出齿轮轴上，且与所述输出端外壳固连的输出端端盖，所述输出端端盖和所述输出齿轮轴之间设置有第一密封件；

套设在所述输出齿轮轴端部的外端壳，所述外端壳靠近所述输出端端盖的侧面与所述输出齿轮轴之间设置有第二密封件。

优选地，在上述提升齿轮箱中，所述第一密封件和所述第二密封件均为旋转唇形密封件。

优选地，在上述提升齿轮箱中，所述第一滚动轴承对所述输出齿轮轴形成过约束定位。

从上述技术方案可以看出，本发明提供的齿轮传动机构和设置有该齿轮传动机构的提升齿轮箱，采用多级行星齿轮传动系统，构成减速机的减速传动系统，其中，多个太阳轮和输出齿轮轴位于同一轴线布置，避免了现有技术中采用传统平行级加行星级结构的提升齿轮箱结构过大的问题。本发明中，整个齿轮传动机构以及整个提升齿轮箱形成单驱动单输出的模式，结构紧凑，重量轻，所占用的平台空间大为减少，提高了海洋平台的整体性能。并且，该提升齿轮箱内部结构采用浮动形式，有利于提高传动过程中的均载性能，极大的提高了海洋平台的可靠性，并且，适当降低了对驱动电机同步及齿条的加工要求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的提升齿轮箱的剖视图。

图中：1-一级太阳轮，2-一级行星轮，3-一级行星轮轴，4-一级行星架，5-二级太阳轮，6-二级行星轮，7-二级行星轮轴，8-二级行星架，9-一二级齿圈，10-三级太阳轮，11-三级行星轮，12-三级行星轮轴，13-三级行星架，14-三级内齿圈，15-四级太阳轮，16-四级行星轮，17-四级行星轮轴，18-四级行星架，19-四级内齿圈，20-输出齿轮轴，21-滚动轴承，22-第一密封件，23-第二密封件，24-外端壳，25-第二滚动轴承，26-爬升齿轮，27-输出端端盖，28-输出端外壳，29-第三滚动轴承，30-输入端端盖。

具体实施方式

本发明公开了一种齿轮传动机构以及一种设置有该齿轮传动机构的提升齿轮箱，该齿轮传动机构和该提升齿轮箱结构紧凑，重量轻，空间占用少，均载性能好，极大的提高海洋平台的可靠性。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，图1为本发明实施例提供的提升齿轮箱的剖视图。

本发明实施例提供的齿轮传动机构，用于对海洋平台进行升降的提升齿轮箱中，该提升齿轮箱包括用于减速传动的多级行星齿轮传动系统，和位于多级行星齿轮传动系统输出端的输出齿轮轴20，其中，多级行星齿轮传动系统中的多个太阳轮和输出齿轮轴20位于同一轴线布置。

可见，该齿轮传动机构采用多级行星齿轮传动系统，构成减速机的减速传动系统，其中，多个太阳轮和输出齿轮轴位于同一轴线布置，避免了现有技术中采用传统平行级加行星级结构的提升齿轮箱结构过大的问题。本发明中提供的齿轮传动机构，形成单驱动单输出的模式，结构紧凑，重量轻，所占用的平台空间大为减少，提高了海洋平台的整体性能。并且，该齿轮传动机构采用浮动形式，有利于提高传动过程中的均载性能，极大的提高了海洋平台的可靠性，并且，适当降低了对驱动电机同步及齿条的加工要求。

在优选的具体实施例中，上述齿轮传动机构中的多级行星齿轮传动系统为四级行星齿轮传动系统。但并不局限于此，多级行星齿轮传动系统还可以是三级行星齿轮传动系统或五级行星齿轮传动系统，本领域技术人员在实际生产和使用过程中可根据具体需要进行设置。

在具体实施例中，上述具体四级行星齿轮传动系统包括依次传动连接的第一行星齿轮传动系统、第二行星齿轮传动系统、第三行星齿轮传动系统、第四行星齿轮传动系统。

如图1所示，第一行星齿轮传动系统包括一个用于与电机轴头连接的一级太阳轮1，以及三个一级行星轮2、一个一级行星架4、一个一级内齿圈，一级行星轮2通过一级行星轮轴3带动一级行星架4输出扭矩，作为第二行星齿轮传动系统的输入。具体地，三个一级行星轮2均位于一级太阳轮1和一级内齿圈之间，并与其分别啮合；一级行星轮轴3一端位于一级行星轮2的中心孔内并与其通过轴承可转动连接，另一端位于一级行星架4上偏离中心孔的通孔内并与其固连；一级行星架4套设在第二行星齿轮传动系统中的二级太阳轮5上，并与二级太阳轮5上的外齿啮合传动连接。

如图1所示，第二行星齿轮传动系统包括一个二级太阳轮5、三个二级行星轮6、一个二级行星架8、一个二级内齿圈，二级行星轮6通过二级行星轮轴7带动二级行星架8输出扭矩，作为第三行星齿轮传动系统的输入。具体地，三个二级行星轮6均位于二级太阳轮5和二级内齿圈之间，并与其分别啮合；二级行星轮轴7一端位于二级行星轮6的中心孔内并与其通过轴承可转动连接，另一端位于二级行星架8上偏离中心孔的通孔内并与其固连；二级行星架8套设在第三行星齿轮传动系统中的三级太阳轮10上，并与三级太阳轮10上的外齿啮合传动连接。

如图1所示，第三行星齿轮传动系统包括一个三级太阳轮10、三个三级行星轮11、一个三级行星架13、一个三级内齿圈14，三级行星轮11通过三级行星轮轴12带动三级行星架13输出扭矩，作为第四行星齿轮传动系统的输入。具体地，三个三级行星轮11均位于三级太阳轮10和三级内齿圈14之间，并与其分别啮合；三级行星轮轴12一端位于三级行星轮11的中心孔内并与其通过轴承可转动连接，另一端位于三级行星架13上偏离中心孔的通孔内并与其固连；三级行星架13套设在第四行星齿轮传动系统中的四级太阳轮15上，并与四级太阳轮15上的外齿啮合传动连接。

如图1所示，第四行星齿轮传动系统包括一个四级太阳轮15、三个四级行星轮16、一个四级行星架18、一个四级内齿圈19，四级行星轮11通过四级行星轮轴17带动四级行星架18输出扭矩，四级行星架18与输出齿轮轴20传动连接；具体地，三个四级行星轮16均位于四级太阳轮15和四级内齿圈19之间，并与其分别啮合；四级行星轮轴17一端位于四级行星轮16的中心孔内并与其通过轴承可转动连接，另一端位于四级行星架18上偏离中心孔的通孔内并与其固连；四级行星架18套设在输出齿轮轴20上，并与输出齿轮轴20上的外齿啮合传动连接。

其中，一级太阳轮1、二级太阳轮5、三级太阳轮10、四级太阳轮15和输出齿轮轴20均位于同一轴线；并且，一级太阳轮1、二级太阳轮5、三级太阳轮10、四级太阳轮15和输出齿轮轴20之间，分别通过限位组件进行沿轴向的横向限位；并且，二级太阳轮5、三级太阳轮10、四级太阳轮15和输出齿轮轴20均设置有沿轴向的中心孔，其中，二级太阳轮5、三级太阳轮10、四级太阳轮15的中心孔两端分别由上述限位组件进行密封，输出齿轮轴20的一端由上述限位组件进行密封，另一端位于外端壳24内。

在优选的具体实施例中，上述齿轮传动机构中的四级行星架13与输出齿轮轴20通过花键联接，以输出扭矩，实现海洋平台在齿条上的升降。

在优选的具体实施例中，上述齿轮传动机构中的一级内齿圈和二级内齿圈为一体式结构，即如图1所示，一级内齿圈和二级内齿圈均设置在一二级齿圈9上。

在优选的具体实施例中，上述齿轮传动机构中的输出齿轮轴20上设置有爬升齿轮26，该爬升齿轮26为八齿结构；此外，四级行星齿轮传动系统中的齿轮均采用直齿齿制，采用油浴润滑。

在优选的具体实施例中，上述齿轮传动机构还包括电机，电机的电机轴头和一级太阳轮1通过花键和花键座联接。

此外，本发明还提供了一种提升齿轮箱，该提升齿轮箱设置有上文中所述的齿轮传动机构。并且，该提升齿轮箱还包括输入端端盖30、输出端外壳28、输出端端盖27，以及外端壳24。其中，输入端端盖30套设在一级太阳轮1上，且与一二级齿圈固连；输出端外壳28套设在输出齿轮轴20上，和输出齿轮轴20之间设置有第一滚动轴承21，并且，输出端外壳28和四级行星架18之间设置有第二滚动轴承29；输出端端盖27套设在输出齿轮轴20上，且与输出端外壳28固连，输出端端盖27和输出齿轮轴20之间设置有第一密封件22；外端壳24套设在输出齿轮轴20的端部，外端壳24靠近输出端端盖27的侧面与输出齿轮轴20之间设置有第二密封件23，并且，外端壳24和输出齿轮轴20之间设置有第三滚动轴承25。

为了进一步优化上述技术方案，第一密封件22和第二密封件23均为旋转唇形密封件，以对输出齿轮轴20进行密封；第一滚动轴承21对输出齿轮轴20形成过约束定位。

综上可见，本发明提供的用于对海洋平台进行升降的齿轮传动机构，以及设置有该齿轮传动机构的提升齿轮箱，采用多级行星齿轮减速传动系统，形成单驱动单输出的模式，其结构紧凑，重量轻，空间占用少，提高了海洋平台的整体性能。并且，该齿轮传动机构和提升齿轮箱，内部结构采用浮动形式，均载性能好，极大的提高了海洋平台的可靠性，并且，适当降低了对驱动电机同步及齿条的加工要求。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种齿轮传动机构，其特征在于，所述齿轮传动机构包括：

用于减速传动的多级行星齿轮传动系统；

位于所述多级行星齿轮传动系统输出端的输出齿轮轴(20)，所述多级行星齿轮传动系统中的多个太阳轮和所述输出齿轮轴(20)位于同一轴线布置。

2.根据权利要求1所述的齿轮传动机构，其特征在于，所述多级行星齿轮传动系统包括依次传动连接的第一行星齿轮传动系统、第二行星齿轮传动系统、第三行星齿轮传动系统、第四行星齿轮传动系统，其中：

所述第一行星齿轮传动系统包括一个用于与电机轴头连接的一级太阳轮(1)，还包括三个一级行星轮(2)、一个一级行星架(4)、一个一级内齿圈，所述一级行星轮(2)通过一级行星轮轴(3)带动所述一级行星架(4)输出扭矩，作为所述第二行星齿轮传动系统的输入；

所述第二行星齿轮传动系统包括一个二级太阳轮(5)、三个二级行星轮(6)、一个二级行星架(8)、一个二级内齿圈，所述二级行星轮(6)通过二级行星轮轴(7)带动所述二级行星架(8)输出扭矩，作为所述第三行星齿轮传动系统的输入；

所述第三行星齿轮传动系统包括一个三级太阳轮(10)、三个三级行星轮(11)、一个三级行星架(13)、一个三级内齿圈(14)，所述三级行星轮(11)通过三级行星轮轴(12)带动所述三级行星架(13)输出扭矩，作为所述第四行星齿轮传动系统的输入；

所述第四行星齿轮传动系统包括一个四级太阳轮(15)、三个四级行星轮(16)、一个四级行星架(18)、一个四级内齿圈(19)，所述四级行星轮(11)通过四级行星轮轴(17)带动所述四级行星架(18)输出扭矩，所述四级行星架(18)与所述输出齿轮轴(20)传动连接；

所述一级太阳轮(1)、所述二级太阳轮(5)、所述三级太阳轮(10)、所述四级太阳轮(15)和所述输出齿轮轴(20)位于同一轴线。

3.根据权利要求2所述的齿轮传动机构，其特征在于，所述四级行星架(13)与所述输出齿轮轴(20)通过花键联接。

4.根据权利要求2所述的齿轮传动机构，其特征在于，所述一级内齿圈和所述二级内齿圈为一体式结构。

5.根据权利要求2所述的齿轮传动机构，其特征在于，还包括电机，所述电机的电机轴头和所述一级太阳轮(1)通过花键和花键座联接。

6.根据权利要求1所述的齿轮传动机构，其特征在于，所述输出齿轮轴(20)上设置有爬升齿轮(26)，所述爬升齿轮(26)为八齿结构。

7.根据权利要求1所述的齿轮传动机构，其特征在于，所述多级行星齿轮传动系统中的齿轮均采用直齿齿制，采用油浴润滑。

8.一种提升齿轮箱，其特征在于，包括上述权利要求1-7任一项所述的齿轮传动机构，还包括：

输入端端盖(30)，所述输入端端盖(30)套设在所述多级行星齿轮传动系统中的一级太阳轮(1)上，且与所述多级行星齿轮传动系统中的一级内齿圈固连；

套设在所述输出齿轮轴(20)上的输出端外壳(28)，所述输出端外壳(28)和所述输出齿轮轴(20)之间设置有第一滚动轴承(21)；

套设在所述输出齿轮轴(20)上，且与所述输出端外壳(28)固连的输出端端盖(27)，所述输出端端盖(27)和所述输出齿轮轴(20)之间设置有第一密封件(22)；

套设在所述输出齿轮轴(20)端部的外端壳(24)，所述外端壳(24)靠近所述输出端端盖(27)的侧面与所述输出齿轮轴(20)之间设置有第二密封件(23)。

9.根据权利要求8所述的提升齿轮箱，其特征在于，所述第一密封件(22)和所述第二密封件(23)均为旋转唇形密封件。

10.根据权利要求8所述的提升齿轮箱，其特征在于，所述第一滚动轴承(21)对所述输出齿轮轴(20)形成过约束定位。