CN108167391A - 抗形变长寿命蜗轮减速箱 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种抗形变长寿命蜗轮减速箱。属于蜗轮蜗杆传动技术领域。本发明包括箱体，所述的箱体内设有蜗杆及与蜗杆啮合的蜗轮，所述的蜗轮固定在主轴上，主轴及蜗杆与箱体转动连接，所述的蜗杆的两端分别通过第一圆锥滚子轴承组件和第二圆锥滚子轴承组件与箱体转动连接，所述的主轴的两端分别通过第三圆锥滚子轴承组件和第四圆锥滚子轴承组件与箱体转动连接。本发明能够抵抗高速转动下的形变，实现轴承的长时间使用，提高整个齿轮箱的使用寿命。
Description
技术领域
本发明属于蜗轮蜗杆传动技术领域，涉及一种抗形变长寿命蜗轮减速箱。
背景技术
蜗杆的输入端，以及与蜗轮连接的主轴也即动力输出端，都是刚性接触，位于蜗杆及主轴上的轴承受力，因此轴承的寿命，直接关系到整个蜗轮变速箱的寿命。
现有技术，采用深沟球轴承组件来实现蜗杆、主轴与箱体之间的转动连接。由于深沟球轴承的滚珠与轴承外圈和内圈之间有几丝(通常是2丝)的公差，当蜗杆和主轴高速转动时，深沟球轴承在径向上会产生与公差相应的距离的跳动，长时间的跳动，会导致深沟球轴承发生形变受损，蜗轮减速箱故障。而要重新恢复蜗轮减速箱的使用，则需要拆卸蜗杆和主轴，再度换上新的深沟球轴承，再重新装配，费时费力，且不利于连续式生产。
发明内容
本发明的目的是针对上述问题和缺陷，提供一种抗形变长寿命蜗轮减速箱。
为实现上述目的，本发明提供了下列技术方案：
一种抗形变长寿命蜗轮减速箱，包括箱体，所述的箱体内设有蜗杆及与蜗杆啮合的蜗轮，所述的蜗轮固定在主轴上，主轴及蜗杆与箱体转动连接，所述的蜗杆的两端分别通过第一圆锥滚子轴承组件和第二圆锥滚子轴承组件与箱体转动连接，所述的主轴的两端分别通过第三圆锥滚子轴承组件和第四圆锥滚子轴承组件与箱体转动连接。
在上述的抗形变长寿命蜗轮减速箱中，所述的第一圆锥滚子轴承组件包括套设在蜗杆的第一圆锥滚子轴承，第一圆锥滚子轴承通过第一轴承固定件固定在箱体内，所述的第二圆锥滚子轴承组件包括套设在蜗杆上的第二圆锥滚子轴承和第一深沟球轴承，所述的第二圆锥滚子轴承和第一深沟球轴承通过第二轴承固定件固定在箱体内，所述的第三圆锥滚子轴承组件包括套设在主轴上的第三圆锥滚子轴承，第三圆锥滚子轴承通过第三轴承固定件固定在箱体内，所述的第四圆锥滚子轴承组件包括套设在主轴上的第四圆锥滚子轴承和第二深沟球轴承，所述的第四圆锥滚子轴承和第二深沟球轴承通过第四轴承固定件固定在箱体内。
在上述的抗形变长寿命蜗轮减速箱中，所述的第二圆锥滚子轴承位于第一圆锥滚子轴承和第一深沟球轴承之间，所述的第四圆锥滚子轴承位于第三圆锥滚子轴承和第二深沟球轴承之间。
在上述的抗形变长寿命蜗轮减速箱中，所述的蜗杆上设有第一定位台阶、第二定位台阶和第三定位台阶，第一圆锥滚子轴承、第二圆锥滚子轴承和第一深沟球轴承分别与第一定位台阶、第二定位台阶和第三定位台阶对应，所述的第一轴承固定件包括蜗杆隔圈和蜗杆垫片，所述的蜗杆隔圈抵靠在第一圆锥滚子轴承的外圈上，第一圆锥滚子轴承的内圈抵靠在第一定位台阶上，所述的蜗杆垫片抵靠在蜗杆隔圈上，第一顶紧件与箱体螺接且抵靠在蜗杆垫片上。
在上述的抗形变长寿命蜗轮减速箱中，所述的第一顶紧件包括与箱体螺接的第一顶紧螺栓，及固定在第一顶紧螺栓端部的第一顶紧片，转动所述的第一顶紧螺栓能使第一顶紧片靠近蜗杆垫片从而使第一顶紧片顶紧蜗杆垫片，在箱体外且位于第一顶紧螺栓上螺接有第一定位螺帽。
在上述的抗形变长寿命蜗轮减速箱中，所述的第二轴承固定件包括位于第二圆锥滚子轴承和第一深沟球轴承之间的间隔套，以及固定在箱体上的蜗杆法兰，间隔套套设在蜗杆上，且间隔套的两端分别与第二圆锥滚子轴承和第一深沟球轴承的外圈顶紧配合，第二圆锥滚子轴承的内圈与第二定位台阶顶紧配合，蜗杆法兰与第一深沟球轴承的外圈顶紧配合。
在上述的抗形变长寿命蜗轮减速箱中，所述的主轴上设有第四定位台阶和第五定位台阶，蜗轮位于第四定位台阶和第五定位台阶之间，第三圆锥滚子轴承和第四圆锥滚子轴承的内圈分别抵靠在第四定位台阶和第五定位台阶上。
在上述的抗形变长寿命蜗轮减速箱中，所述的第三轴承固定件包括蜗轮调整垫，蜗轮调整垫与第三圆锥滚子轴承的外圈顶紧配合，蜗轮后盖可拆卸连接在箱体上且与蜗轮调整垫的位置对应，在蜗轮后盖上螺接有第二顶紧件，所述的第二顶紧件与蜗轮调整垫顶紧配合。
在上述的抗形变长寿命蜗轮减速箱中，所述的第二顶紧件包括螺接在蜗轮后盖上的第二顶紧螺栓，第二顶紧螺栓的端部固定有第二顶紧片，转动所述的第二顶紧螺栓能使第二顶紧片靠近蜗轮调整垫从而使第二顶紧片顶紧蜗轮调整垫，在箱体外且位于第二顶紧螺栓上螺接有第二定位螺帽，在蜗轮调整垫的外壁上设有密封圈。
在上述的抗形变长寿命蜗轮减速箱中，所述的第四轴承固定件包括套设在主轴上且与箱体可拆卸连接的蜗轮法兰，蜗轮法兰上卡接有一个与第二深沟球轴承的内圈顶紧配合的骨架密封圈，第四圆锥滚子轴承的内圈与第五定位台阶顶紧配合，还包括位于第四圆锥滚子轴承和第二深沟球轴承之间的轴承垫片，轴承垫片的两侧分别与第四圆锥滚子轴承和第二深沟球轴承的外圈顶紧配合。
与现有的技术相比，本发明优点在于：
1、能够抵抗高速转动下的形变，实现轴承的长时间使用，提高整个齿轮箱的使用寿命。
2、轴承间隙调整方便，安装方便。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是图1另一个方向的结构示意图。
图3是图1的A-A剖视图。
图4是图2的B-B剖视图。
图中：箱体1、蜗杆2、蜗轮3、主轴4、第一圆锥滚子轴承组件5、第二圆锥滚子轴承组件6、第三圆锥滚子轴承组件7、第四圆锥滚子轴承组件8、第一圆锥滚子轴承9、第一轴承固定件10、第二圆锥滚子轴承11、第一深沟球轴承12、第二轴承固定件13、第三圆锥滚子轴承14、第三轴承固定件15、第四圆锥滚子轴承16、第二深沟球轴承17、第四轴承固定件18、第一定位台阶19、第二定位台阶20、第三定位台阶21、蜗杆隔圈22、蜗杆垫片23、第一顶紧件24、第一顶紧螺栓25、第一顶紧片26、第一定位螺帽27、间隔套28、蜗杆法兰29、第五定位台阶31、蜗轮调整垫32、蜗轮后盖33、第二顶紧件34、第二顶紧螺栓35、第二顶紧片36、第二定位螺帽37、密封圈38、蜗轮法兰39、轴承垫片40、骨架密封圈41、第一轴承定位腔101、第二轴承定位腔102、第三轴承定位腔103、第四轴承定位腔104。
具体实施方式
如图1-4所示，一种抗形变长寿命蜗轮减速箱，包括箱体1，所述的箱体1内设有蜗杆2及与蜗杆2啮合的蜗轮3，所述的蜗轮3固定在主轴4上，主轴4及蜗杆2与箱体转动连接，所述的蜗杆2的两端分别通过第一圆锥滚子轴承组件5和第二圆锥滚子轴承组件6与箱体1转动连接，所述的主轴4的两端分别通过第三圆锥滚子轴承组件7和第四圆锥滚子轴承组件8与箱体1转动连接。在箱体1上设有第一轴承定位腔101、第二轴承定位腔102、第三轴承定位腔103和第四轴承定位腔104，第一圆锥滚子轴承组件5、第二圆锥滚子轴承组件6、第三圆锥滚子轴承组件7和第四圆锥滚子轴承组件8分别设在第一轴承定位腔101、第二轴承定位腔102、第三轴承定位腔103和第四轴承定位腔104内。
蜗杆的输入端，以及与蜗轮连接的主轴也即动力输出端，都是刚性接触，位于蜗杆及主轴上的轴承受力，因此轴承的寿命，直接关系到整个蜗轮变速箱的寿命。
现有技术，采用深沟球轴承组件来实现蜗杆2、主轴4与箱体1之间的转动连接。由于深沟球轴承的滚珠与轴承外圈和内圈之间有几丝(通常是2丝)的公差，当蜗杆2和主轴4高速转动时，深沟球轴承在径向上会产生与公差相应的距离的跳动，长时间的跳动，会导致深沟球轴承发生形变受损，蜗轮减速箱故障。而要重新恢复蜗轮减速箱的使用，则需要拆卸蜗杆和主轴，再度换上新的深沟球轴承，再重新装配，费时费力，且不利于连续式生产。
本实施例中，采用圆锥滚子轴承组件替代现有技术中的深沟球轴承组件，由于圆锥滚子轴承组件能把径向受力分散成轴向受力，具有较高的抗形变能力，也即在蜗轮减速箱中，圆锥滚子轴承组件能承受的刚性力强于深沟球轴承，实现长时间工作不发生形变，延长蜗轮减速箱的使用寿命。
具体的说，第一圆锥滚子轴承组件5包括套设在蜗杆2的第一圆锥滚子轴承9，第一圆锥滚子轴承9通过第一轴承固定件10固定在箱体1内，所述的第二圆锥滚子轴承组件6包括套设在蜗杆2上的第二圆锥滚子轴承11和第一深沟球轴承12，所述的第二圆锥滚子轴承11和第一深沟球轴承12通过第二轴承固定件13固定在箱体1内，所述的第三圆锥滚子轴承组件7包括套设在主轴4上的第三圆锥滚子轴承14，第三圆锥滚子轴承14通过第三轴承固定件15固定在箱体1内，所述的第四圆锥滚子轴承组件8包括套设在主轴4上的第四圆锥滚子轴承16和第二深沟球轴承17，所述的第四圆锥滚子轴承16和第二深沟球轴承17通过第四轴承固定件18固定在箱体1内。
申请人经过长时间研究发现，第二圆锥滚子轴承组件6和第四圆锥滚子轴承组件8分别采用一个圆锥滚子轴承加一个深沟球轴承的组合，能够便于调节与第一圆锥滚子轴承9和第三圆锥滚子轴承组件7之间的一致性。当蜗杆和主轴上套设三个圆锥滚子轴承时，三个圆锥滚子轴承的间隙和一致性的调整需要花费大量的时间，得不偿失。
优选方案，第二圆锥滚子轴承11位于第一圆锥滚子轴承9和第一深沟球轴承12之间，所述的第四圆锥滚子轴承16位于第三圆锥滚子轴承14和第二深沟球轴承17之间。
申请人意外的发现，将第二圆锥滚子轴承11和第四圆锥滚子轴承16设置在中间位置，能有效改善当蜗杆和主轴高速运转下且需要较大的输出力时，中间的轴承会产生跳动，导致吃刀太慢的缺陷。申请人将中间受力较大的轴承用圆锥滚子轴承替代，有效改善了高输出下轴承跳动的缺陷。
具体的说，结合图4所示，蜗杆2上设有第一定位台阶19、第二定位台阶20和第三定位台阶21，第一圆锥滚子轴承9、第二圆锥滚子轴承11和第一深沟球轴承12分别与第一定位台阶19、第二定位台阶20和第三定位台阶21对应，所述的第一轴承固定件10包括蜗杆隔圈22和蜗杆垫片23，所述的蜗杆隔圈22抵靠在第一圆锥滚子轴承9的外圈上，第一圆锥滚子轴承9的内圈抵靠在第一定位台阶19上，所述的蜗杆垫片23抵靠在蜗杆隔圈22上，第一顶紧件24与箱体1螺接且抵靠在蜗杆垫片23上。
第二轴承固定件13包括位于第二圆锥滚子轴承11和第一深沟球轴承12之间的间隔套28，以及固定在箱体1上的蜗杆法兰29，间隔套28套设在蜗杆2上，且间隔套28的两端分别与第二圆锥滚子轴承11和第一深沟球轴承12的外圈顶紧配合，第二圆锥滚子轴承11的内圈与第二定位台阶20顶紧配合，蜗杆法兰29与第一深沟球轴承12的外圈顶紧配合。
由于第二圆锥滚子轴承11位于三个轴承的最中间位置，第二圆锥滚子轴承11安装后需要调整轴承间隙，由于第二圆锥滚子轴承11位于中间位置，因此间隙无法调整。本发明采用间隔套28加蜗杆法兰29的组合，能够方便的调整第二圆锥滚子轴承11的间隙。
第一顶紧件24包括与箱体1螺接的第一顶紧螺栓25，及固定在第一顶紧螺栓25端部的第一顶紧片26，转动所述的第一顶紧螺栓25能使第一顶紧片26靠近蜗杆垫片23从而使第一顶紧片26顶紧蜗杆垫片23，在箱体1外且位于第一顶紧螺栓25上螺接有第一定位螺帽27。
结合图3所示，主轴4上设有第四定位台阶30和第五定位台阶31，蜗轮3位于第四定位台阶30和第五定位台阶31之间，第三圆锥滚子轴承14和第四圆锥滚子轴承16的内圈分别抵靠在第四定位台阶30和第五定位台阶31上。
第三轴承固定件15包括蜗轮调整垫32，蜗轮调整垫32与第三圆锥滚子轴承14的外圈顶紧配合，蜗轮后盖33可拆卸连接在箱体1上且与蜗轮调整垫32的位置对应，在蜗轮后盖33上螺接有第二顶紧件34，所述的第二顶紧件34与蜗轮调整垫32顶紧配合。
第四轴承固定件18包括套设在主轴4上且与箱体1可拆卸连接的蜗轮法兰39，蜗轮法兰39上卡接有一个与第二深沟球轴承的内圈顶紧配合的骨架密封圈41，第四圆锥滚子轴承16的内圈与第五定位台阶31顶紧配合，还包括位于第四圆锥滚子轴承16和第二深沟球轴承17之间的轴承垫片40，轴承垫片40的两侧分别与第四圆锥滚子轴承16和第二深沟球轴承17的外圈顶紧配合。
同理，第四圆锥滚子轴承16的间隙采用轴承垫片40和骨架密封圈41结合进行调整，非常方便。
第二顶紧件34包括螺接在蜗轮后盖33上的第二顶紧螺栓35，第二顶紧螺栓35的端部固定有第二顶紧片36，转动所述的第二顶紧螺栓35能使第二顶紧片36靠近蜗轮调整垫32从而使第二顶紧片36顶紧蜗轮调整垫32，在箱体1外且位于第二顶紧螺栓35上螺接有第二定位螺帽37，在蜗轮调整垫32的外壁上设有密封圈38。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管本文较多地使用了箱体1、蜗杆2、蜗轮3、主轴4、第一圆锥滚子轴承组件5、第二圆锥滚子轴承组件6、第三圆锥滚子轴承组件7、第四圆锥滚子轴承组件8、第一圆锥滚子轴承9、第一轴承固定件10、第二圆锥滚子轴承11、第一深沟球轴承12、第二轴承固定件13、第三圆锥滚子轴承14、第三轴承固定件15、第四圆锥滚子轴承16、第二深沟球轴承17、第四轴承固定件18、第一定位台阶19、第二定位台阶20、第三定位台阶21、蜗杆隔圈22、蜗杆垫片23、第一顶紧件24、第一顶紧螺栓25、第一顶紧片26、第一定位螺帽27、间隔套28、蜗杆法兰29、第五定位台阶31、蜗轮调整垫32、蜗轮后盖33、第二顶紧件34、第二顶紧螺栓35、第二顶紧片36、第二定位螺帽37、密封圈38、蜗轮法兰39、轴承垫片40、第一轴承定位腔101、第二轴承定位腔102、第三轴承定位腔103、第四轴承定位腔104等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。
Claims (10)
1.一种抗形变长寿命蜗轮减速箱，包括箱体(1)，所述的箱体(1)内设有蜗杆(2)及与蜗杆(2)啮合的蜗轮(3)，所述的蜗轮(3)固定在主轴(4)上，主轴(4)及蜗杆(2)与箱体转动连接，其特征在于，所述的蜗杆(2)的两端分别通过第一圆锥滚子轴承组件(5)和第二圆锥滚子轴承组件(6)与箱体(1)转动连接，所述的主轴(4)的两端分别通过第三圆锥滚子轴承组件(7)和第四圆锥滚子轴承组件(8)与箱体(1)转动连接。
2.根据权利要求1所述的抗形变长寿命蜗轮减速箱，其特征在于，所述的第一圆锥滚子轴承组件(5)包括套设在蜗杆(2)的第一圆锥滚子轴承(9)，第一圆锥滚子轴承(9)通过第一轴承固定件(10)固定在箱体(1)内，所述的第二圆锥滚子轴承组件(6)包括套设在蜗杆(2)上的第二圆锥滚子轴承(11)和第一深沟球轴承(12)，所述的第二圆锥滚子轴承(11)和第一深沟球轴承(12)通过第二轴承固定件(13)固定在箱体(1)内，所述的第三圆锥滚子轴承组件(7)包括套设在主轴(4)上的第三圆锥滚子轴承(14)，第三圆锥滚子轴承(14)通过第三轴承固定件(15)固定在箱体(1)内，所述的第四圆锥滚子轴承组件(8)包括套设在主轴(4)上的第四圆锥滚子轴承(16)和第二深沟球轴承(17)，所述的第四圆锥滚子轴承(16)和第二深沟球轴承(17)通过第四轴承固定件(18)固定在箱体(1)内。
3.根据权利要求2所述的抗形变长寿命蜗轮减速箱，其特征在于，所述的第二圆锥滚子轴承(11)位于第一圆锥滚子轴承(9)和第一深沟球轴承(12)之间，所述的第四圆锥滚子轴承(16)位于第三圆锥滚子轴承(14)和第二深沟球轴承(17)之间。
4.根据权利要求2所述的抗形变长寿命蜗轮减速箱，其特征在于，所述的蜗杆(2)上设有第一定位台阶(19)、第二定位台阶(20)和第三定位台阶(21)，第一圆锥滚子轴承(9)、第二圆锥滚子轴承(11)和第一深沟球轴承(12)分别与第一定位台阶(19)、第二定位台阶(20)和第三定位台阶(21)对应，所述的第一轴承固定件(10)包括蜗杆隔圈(22)和蜗杆垫片(23)，所述的蜗杆隔圈(22)抵靠在第一圆锥滚子轴承(9)的外圈上，第一圆锥滚子轴承(9)的内圈抵靠在第一定位台阶(19)上，所述的蜗杆垫片(23)抵靠在蜗杆隔圈(22)上，第一顶紧件(24)与箱体(1)螺接且抵靠在蜗杆垫片(23)上。
5.根据权利要求4所述的抗形变长寿命蜗轮减速箱，其特征在于，所述的第一顶紧件(24)包括与箱体(1)螺接的第一顶紧螺栓(25)，及固定在第一顶紧螺栓(25)端部的第一顶紧片(26)，转动所述的第一顶紧螺栓(25)能使第一顶紧片(26)靠近蜗杆垫片(23)从而使第一顶紧片(26)顶紧蜗杆垫片(23)，在箱体(1)外且位于第一顶紧螺栓(25)上螺接有第一定位螺帽(27)。
6.根据权利要求4所述的抗形变长寿命蜗轮减速箱，其特征在于，所述的第二轴承固定件(13)包括位于第二圆锥滚子轴承(11)和第一深沟球轴承(12)之间的间隔套(28)，以及固定在箱体(1)上的蜗杆法兰(29)，间隔套(28)套设在蜗杆(2)上，且间隔套(28)的两端分别与第二圆锥滚子轴承(11)和第一深沟球轴承(12)的外圈顶紧配合，第二圆锥滚子轴承(11)的内圈与第二定位台阶(20)顶紧配合，蜗杆法兰(29)与第一深沟球轴承(12)的外圈顶紧配合。
7.根据权利要求2所述的抗形变长寿命蜗轮减速箱，其特征在于，所述的主轴(4)上设有第四定位台阶(30)和第五定位台阶(31)，蜗轮(3)位于第四定位台阶(30)和第五定位台阶(31)之间，第三圆锥滚子轴承(14)和第四圆锥滚子轴承(16)的内圈分别抵靠在第四定位台阶(30)和第五定位台阶(31)上。
8.根据权利要求7所述的抗形变长寿命蜗轮减速箱，其特征在于，所述的第三轴承固定件(15)包括蜗轮调整垫(32)，蜗轮调整垫(32)与第三圆锥滚子轴承(14)的外圈顶紧配合，蜗轮后盖(33)可拆卸连接在箱体(1)上且与蜗轮调整垫(32)的位置对应，在蜗轮后盖(33)上螺接有第二顶紧件(34)，所述的第二顶紧件(34)与蜗轮调整垫(32)顶紧配合。
9.根据权利要求8所述的抗形变长寿命蜗轮减速箱，其特征在于，所述的第二顶紧件(34)包括螺接在蜗轮后盖(33)上的第二顶紧螺栓(35)，第二顶紧螺栓(35)的端部固定有第二顶紧片(36)，转动所述的第二顶紧螺栓(35)能使第二顶紧片(36)靠近蜗轮调整垫(32)从而使第二顶紧片(36)顶紧蜗轮调整垫(32)，在箱体(1)外且位于第二顶紧螺栓(35)上螺接有第二定位螺帽(37)，在蜗轮调整垫(32)的外壁上设有密封圈(38)。
10.根据权利要求7所述的抗形变长寿命蜗轮减速箱，其特征在于，所述的第四轴承固定件(18)包括套设在主轴(4)上且与箱体(1)可拆卸连接的蜗轮法兰(39)，蜗轮法兰(39)上卡接有一个与第二深沟球轴承的内圈顶紧配合的骨架密封圈(41)，第四圆锥滚子轴承(16)的内圈与第五定位台阶(31)顶紧配合，还包括位于第四圆锥滚子轴承(16)和第二深沟球轴承(17)之间的轴承垫片(40)，轴承垫片(40)的两侧分别与第四圆锥滚子轴承(16)和第二深沟球轴承(17)的外圈顶紧配合。
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