CN107806501A - 一种高速齿轮箱推力盘结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高速齿轮箱推力盘结构，包括高速齿轮轴和主动齿轮，高速齿轮轴包括与主动齿轮啮合的齿轮部和位于齿轮部两侧的轴肩部，齿轮部与轴肩部之间形成一环形卡槽，环形卡槽内套装有挡圈，任一挡圈均套装有一推力盘，主动齿轮与推力盘一侧的面接触形成推力面。本发明的推力盘结构径向轴向尺寸小，结构紧凑，有利于高速轴的转动平稳；在高速齿轮轴颈处测振时，转速达到30000转/每分时，轴向振动≤0.015；本推力盘结构零件结构简单，制造成本较低，能可靠保证齿轮轴向间隙，并且工作时无窜动。

Description

一种高速齿轮箱推力盘结构

技术领域

本发明涉及一种机械传动部件，尤其涉及一种轴向尺寸小、结构更加简单牢固的高速齿轮箱的推力盘结构。

背景技术

高速齿轮箱是通过大传动比齿轮副来增速，将输入转速增速至高转速，传递功率大。高速齿轮箱齿轮副，除了要考虑齿轮强度，更重要的是高速状态下的动态稳定性。高速齿轮为提高齿轮传动的重合度，为增强运转平稳性，通常采用单斜齿轮传动。单斜齿轮啮合就会产生轴向力。

为了将轴向力承受在箱体上，在高速轴齿轮两端装止推盘结构是目前最佳方式，在高速齿轮箱领域广泛使用，但在结构上都存在一些问题：

（1）采用热套推力盘结构，由于高速轴轴颈小，推力大，为保证过盈包容面积，推力盘厚度要大，高速轴过长，动态稳定性差，箱体跨度大。

（2）采用热套推力盘后钻打定位销的方法，或者在推力盘与高速轴上配做销孔和螺纹孔，并安装定位销和紧定螺钉。但在齿轮轴上开孔将严重影响轴的强度，而且沿轴向会有小的窜动。

中国专利CN201420434922公开了一种“离心式空压机用增速箱推力盘结构”，采用定位套套住两个半圆卡环，之后挡住推力盘，定位套、推力盘和高速轴之间为过盈配合，为保证过盈包容面积，定位套、推力盘厚度大，同时卡环厚度要大否则受轴向力后容易变形，这样导致高速轴过长，动态稳定性差，箱体跨度大。但由于厚度设计尺寸受到限制，往往其过盈包容面积偏小后容易失效滑移，导致卡环变形严重甚至崩裂，从而出现整个推力盘结构失效事故,除此之外，定位套等与齿轮轴均为过盈配合，装配非常不便，尤其很难实现推力面的微调，当推力盘运行一段时间需要更换时，需要拆除过盈紧密配合的定位套，而定位套上无合适退出的施力点，拆卸非常麻烦。

发明内容

本发明目的在于提供一种高速齿轮箱推力盘结构，以实现径向轴向尺寸小，结构紧凑，有利于高速轴的转动平稳；零件结构简单，装拆快捷，制造成本低，能可靠保证齿轮轴向间隙，并且工作时无窜动的目的。

为实现上述目的，本发明公开了一种高速齿轮箱推力盘结构，包括高速齿轮轴和主动齿轮，所述高速齿轮轴包括与所述主动齿轮啮合的齿轮部和位于所述齿轮部两侧的轴肩部，所述齿轮部与轴肩部之间形成一环形卡槽，所述环形卡槽内套装有挡圈，任一所述挡圈均套装有一推力盘，所述主动齿轮与所述推力盘一侧的面接触形成推力面，该种结构通过与齿轮轴一体的轴肩部限制挡圈，其强度更大，同时，相对其他结构的推力盘结构更紧凑，径向轴向尺寸更小，使得高速齿轮轴转动非常平稳，在高速齿轮轴颈处测振时，转速达到30000转/每分时，轴向振动≤0.015；该种结构的推力盘装拆方便，主动齿轮退出啮合后即可将推力盘拆出，不会对齿轮轴有任何损坏。

进一步的，所述推力面为相对于高速齿轮轴轴线的垂直面倾斜的倾斜面。

进一步的，所述推力面与所述垂直面的夹角为2°±2′。

进一步的，所述推力盘的另一侧通过设置在挡圈上的台阶定位。

进一步的，所述推力盘与所述挡圈为过盈配合。

进一步的，所述挡圈由两个半圆环组成。

进一步的，所述推力盘采用低碳合金钢，经渗碳淬火热处理后表面硬度为HRC58～62。

进一步的，所述低碳合金钢选用20CrMnTi或20CrMnMo。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1、本发明采用推力盘套住挡圈且挡圈台阶挡住推力盘的互相限制结构，其中，通过与齿轮轴一体的轴肩部限制挡圈，其强度更大，适用于各种高速齿轮箱的单斜齿齿轮的轴向推力承载，应用广泛；

2、相对其他结构的推力盘结构更紧凑，径向轴向尺寸更小，使得高速齿轮轴转动非常平稳，在高速齿轮轴颈处测振时，转速达到30000转/每分时，轴向振动≤0.015；

3、本结构推力盘结构更简单，便于制造，过盈配合加卡槽的双重紧固使推力盘结构更加牢固，零件的机械性能高，能可靠承受齿轮轴向推力，并且高速运转时无窜动；

4、成本较低，能取代价格昂贵的高速可倾瓦轴承；

5、相对于其他结构的多处过盈配合，本发明的结构拆卸更方便，主动齿轮退出啮合后只需敲出推力盘即可完成拆卸，不会对齿轮轴有任何损坏；

6、推力盘采用20CrMnTi或20CrMnMo等低碳合金钢，经渗碳淬火热处理，表面硬度HRC58～62，渗碳淬火后有很高的疲劳强度和耐磨损能力；

7、推力面为倾斜面，角度为2°±2′，推力面的倾斜设置不仅可以承受轴向推力，还可以承受一定的径向推力，而推力盘推力盘结构主要还是承受轴向推力，角度越小使推力盘能承受的轴向力增大；角度越小还使摩擦面积减小，从而受到的摩擦力变小，减少推力盘发热和磨损，提高了使用寿命。

下面将参照附图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明优选实施例公开的高速齿轮箱推力盘结构的结构示意图；

图2是本发明优选实施例公开的高速齿轮箱推力盘结构的挡圈的结构示意图。

图例说明：

1、高速齿轮轴；11、齿轮部；12、轴肩部；13、环形卡槽；2、主动齿轮；3、挡圈；31、台阶；32、半圆环；4、推力盘；5、推力面。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

如图1-图2所示，本发明实施例公开了一种高速齿轮箱推力盘结构，包括高速齿轮轴1和主动齿轮2，高速齿轮轴1包括与主动齿轮2啮合的齿轮部11和位于齿轮部11两侧的轴肩部12，齿轮部11与轴肩部12之间形成一环形卡槽13，环形卡槽13内套装有挡圈3，其中，挡圈3由两个半圆环32组成，在制作时先整体加工成一个圆环，然后采用线切割分开形成两个半圆环32，任一挡圈3均套装有一推力盘4，推力盘4与挡圈3为过盈配合。主动齿轮2与推力盘4一侧的面接触形成推力面5，在具体装配时，先将推力盘4套入齿轮部11，然后将两个半圆环32卡在环形卡槽13中，接着将推力盘4压在挡圈3外壁上，其中，推力盘4的另一侧通过设置在挡圈3上的台阶31定位，在本实施例中，推力盘采用20CrMnTi或20CrMnMo等低碳合金钢，经渗碳淬火热处理后，表面硬度为HRC58～62，渗碳淬火后有很高的疲劳强度和耐磨损能力。

在本实施例中，推力面5为相对于高速齿轮轴1轴线的垂直面倾斜的倾斜面，其中，推力面5的倾斜面和高速齿轮轴1的斜面采用配磨加工。

在本实施例中，推力面5与高速齿轮轴1轴线的垂直面的夹角为2°±2′，推力面5的倾斜设置不仅可以承受轴向推力，还可以承受一定的径向推力，而推力盘结构主要还是承受轴向推力，角度越小使推力盘能承受的轴向力增大；角度越小还使摩擦面积减小，从而受到的摩擦力变小，减少推力盘发热和磨损，提高了使用寿命。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种高速齿轮箱推力盘结构，其特征在于，包括高速齿轮轴（1）和主动齿轮（2），所述高速齿轮轴（1）包括与所述主动齿轮（2）啮合的齿轮部（11）和位于所述齿轮部（11）两侧的轴肩部（12），所述齿轮部（11）与轴肩部（12）之间形成一环形卡槽（13），所述环形卡槽（13）内套装有一挡圈（3），任一所述挡圈（3）均套装有一推力盘（4），所述主动齿轮（2）与所述推力盘（4）一侧的面接触形成推力面（5）。

2.根据权利要求1所述的高速齿轮箱推力盘结构，其特征在于，所述推力面（5）为相对于高速齿轮轴（1）轴线的垂直面倾斜的倾斜面。

3.根据权利要求2所述的高速齿轮箱推力盘结构，其特征在于，所述推力面（5）与所述垂直面的夹角为2°±2′。

4.根据权利要求1所述的高速齿轮箱推力盘结构，其特征在于，所述推力盘（4）的另一侧通过设置在挡圈（3）上的台阶（31）定位。

5.根据权利要求4所述的高速齿轮箱推力盘结构，其特征在于，所述挡圈（3）由两个半圆环（32）组成。

6.根据权利要求5所述的高速齿轮箱推力盘结构，其特征在于，所述推力盘（4）与所述挡圈（3）为过盈配合。

7.根据权利要求1-6任一所述的高速齿轮箱推力盘结构，其特征在于，所述推力盘（4）采用低碳合金钢，经渗碳淬火热处理后表面硬度为HRC58～62。

8.根据权利要求7所述的高速齿轮箱推力盘结构，其特征在于，所述低碳合金钢选用20CrMnTi或20CrMnMo。