CN110410466A - 一种复合齿轮箱 - Google Patents

Abstract

本发明属于齿轮传动技术领域，公开了一种复合齿轮箱。所述复合齿轮箱包括换向部分以及减速部分；所述换向部分包括一输入轴，所述输入轴转动连接在箱体上，所述输入轴上设置有第一锥齿轮，所述第一锥齿轮与第二锥齿轮啮合；所述第二锥齿轮设置于第一齿轮轴上；所述第一齿轮轴上的齿轮与所述减速部分的第一齿轮啮合。本发明将换向部分经过换向后输出的第一齿轮轴直接与减速部分的第一齿轮啮合，通过第一齿轮轴将换向部分和减速部分复合在一起，而不需要单独设置用于换向的锥箱和用于减速的水平减速机，通过联轴器将两者连接，本发明不需要使用联轴器，降低了安装难度，不易损坏，延长了设备的使用寿命。

Description

一种复合齿轮箱

技术领域

本发明涉及齿轮传动技术领域，尤其涉及一种复合齿轮箱。

背景技术

如图1所示，棒线材生产线中通常会使用一台锥箱1'和一台水平减速机2'组合实现轧机的传动，如图1所示，锥箱1'用于转换传动方向，水平减速机2'用于将转速降低，实现减速。锥箱1'通过轴向长度较长的联轴器3'与水平减速机2'连接。这种将锥箱1'和水平减速机2'组合的组合式齿轮箱有如下缺点：

1、锥箱1'输出轴与水平减速机2'输入轴通过联轴器3'连接，连接时要求的对中度较高，安装难度大；

2、长联轴器3'连接会导致微小的振动被放大，进而导致锥箱1'输出轴轴承和水平减速机2'输入轴轴承极易损坏，传动可靠性低，维护成本高。

另外，现有的锥箱1'的锥齿轮副传动比为1，也就是说锥齿轮副的两个锥齿轮齿数相同，在运行时总是同一对齿啮合，会加剧锥齿轮副的磨损，放大其制造缺陷，导致锥齿轮副振动大、寿命低。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

本发明的目的在于提供一种复合齿轮箱，以解决现有技术中通过联轴器将锥箱和水平减速机连接来实现传动，安装难度大，且振动较大，设备容易损坏的问题。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种复合齿轮箱，包括换向部分以及减速部分；所述换向部分包括一输入轴，所述输入轴转动连接在箱体上，所述输入轴上设置有第一锥齿轮，所述第一锥齿轮与第二锥齿轮啮合；所述第二锥齿轮设置于第一齿轮轴上；所述第一齿轮轴上的齿轮与所述减速部分的第一齿轮啮合。

可选的，所述第一齿轮设置于第一安装轴上，所述第一安装轴与所述第一齿轮轴平行，所述箱体上设置有与所述第一安装轴平行的第二安装轴、第一输出齿轮轴以及第二输出齿轮轴，以形成平行减速；所述第一齿轮与所述第二安装轴上的第二齿轮啮合，所述第二齿轮与所述第一输出齿轮轴上的齿轮啮合，所述第一输出齿轮轴上的齿轮与所述第二输出齿轮轴上的齿轮啮合。

可选的，所述第一齿轮轴上齿轮的外径小于所述第一齿轮的外径，所述第二齿轮的外径与所述第一齿轮的外径相同。

可选的，所述第一锥齿轮的齿数与所述第二锥齿轮的齿数不同。

可选的，所述第一锥齿轮的齿数与所述第二锥齿轮的齿数相差1。

可选的，所述输入轴上没有设置所述第一锥齿轮的一端为第一端，设置了所述第一锥齿轮的一端为第二端；所述第一端上套设有第一轴承，所述第一轴承上套设有第一轴承衬套，所述第一轴承衬套固连在所述箱体上；所述第二端通过第二轴承支撑在所述箱体上。

可选的，所述第一齿轮轴上没有设置所述第二锥齿轮的一端为第三端，设置了所述第二锥齿轮的一端为第四端，所述第三端上套设有第三轴承，所述第三轴承上套设有第二轴承衬套，所述第二轴承衬套固连在所述箱体上；所述第四端通过第四轴承支撑在所述箱体上。

可选的，所述第一齿轮与所述第一安装轴通过第一平键连接，且所述第一齿轮、所述第一安装轴与所述第一平键之间过盈配合；

所述第二齿轮与所述第二安装轴通过第二平键连接，且所述第二齿轮、所述第二安装轴与所述第二平键之间过盈配合。

可选的，所述第一输出齿轮轴的输出端与第一花键套连接，所述第二输出齿轮轴的输出端与第二花键套连接。

可选的，所述第一输出齿轮轴及所述第二输出齿轮轴均为空心轴。

本发明的有益效果：

本发明将换向部分经过换向后输出的第一齿轮轴直接与减速部分的第一齿轮啮合，通过第一齿轮轴将换向部分和减速部分复合在一起，而不需要单独设置用于换向的锥箱和用于减速的水平减速机，通过联轴器将两者连接，本发明不需要使用联轴器，降低了安装难度，不会有联轴器将轴的振动放大，使设备不易损坏，延长了设备的使用寿命。

附图说明

图1是现有技术中锥箱和水平减速机连接的简化结构示意简图；

图2是本发明复合齿轮箱实施例的结构示意图；

图3是本发明复合齿轮箱实施例的简化结构示意图。

图中：

1'、锥箱；2'、水平减速机；3'、联轴器；

100、换向部分；200、减速部分；1、输入轴；2、箱体；3、第一锥齿轮；4、第二锥齿轮；5、第一齿轮轴；6、第一齿轮；7、第一安装轴；8、第二安装轴；9、第一输出齿轮轴；10、第二输出齿轮轴；11、第二齿轮；12、第一轴承衬套；13、第一轴承；14、第二轴承；15、第三轴承；16、第二轴承衬套；17、第四轴承；18、第一花键套；19、第二花键套。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互结合。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

图2是本发明复合齿轮箱实施例的结构示意图，如图2所示，本发明提供了一种复合齿轮箱，复合齿轮箱包括换向部分100以及减速部分200，换向部分100对应现有技术中锥箱1'的功能，减速部分200对应现有技术中水平减速机2'的功能。

换向部分100包括一输入轴1，输入轴1转动连接在复合齿轮箱的箱体2上。输入轴1穿设在箱体2，输入轴1的一端位于箱体2外部，用于连接外界驱动设备，例如电机，另一端位于箱体2内。输入轴1位于箱体2内的一端设置有第一锥齿轮3，第一锥齿轮3与输入轴1通过键连接，以使输入轴1带动第一锥齿轮3同步转动。

第一锥齿轮1与第二锥齿轮4啮合，第二锥齿轮4安装在第一齿轮轴5上，由于第一锥齿轮1与第二锥齿轮4啮合，使得用于安装第一锥齿轮1的输入轴1与用于安装第二锥齿轮4的第一齿轮轴5垂直，这样输入轴1的转矩就传递给了与其垂直的第一齿轮轴5上，实现了换向转动。第二锥齿轮4也通过键与第一齿轮轴5连接。

理所当然的是，齿轮轴上必然设置有齿轮，也就是设置在齿轮轴上，与齿轮轴一体成型的一圈外齿，外径较小，一般只比齿轮轴的外径大一点点。所以，第一齿轮轴5上也设置有这样一圈齿轮。将第一齿轮轴5上的这圈外径很小的齿轮与减速部分200连接，即可将转矩传递到减速部分200。另外，由于第一齿轮轴5上的齿轮外径很小，与减速部分200的齿轮啮合后，可实现减速。

如图2所示，第一齿轮轴5上的齿轮与减速部分200的第一齿轮6啮合，第一齿轮6的外径远远大于第一齿轮轴5上的齿轮的外径，这样可将第一齿轮轴5上的齿轮与第一齿轮6的啮合作为减速部分200的减速结构。

本申请直接将第一齿轮轴5同时作为换向部分100的输出和减速部分200的输入，使换向部分100和减速部分200复合在一起，形成一个复合齿轮箱，而取代现有技术中单独设置锥箱1'和水平减速机2'并通过联轴器3'将两者连接。本申请复合齿轮箱取消了联轴器3'的使用，降低了安装难度，另外不会有联轴器3'将轴的振动放大进而导致设备不易损坏，延长了设备的使用寿命。并且，将锥箱1'和水平减速机2'复合可以减小整体尺寸，使复合齿轮箱尺寸较小，节省安装空间。

第一齿轮6安装在第一安装轴7上，第一安装轴7的两端通过轴承支撑在箱体2上，且第一安装轴7与第一齿轮轴5平行。箱体2上还设置有与第一安装轴7平行的第二安装轴8、第一输出齿轮轴9以及第二输出齿轮轴10，各轴之间通过齿轮啮合连接，以形成平行减速。平行减速相对于换向减速来说，可以减小设备的磨损，提高设备的稳定性。

第一齿轮6与第二安装轴8上的第二齿轮11啮合，第一输出齿轮轴9上设置有一体成型的齿轮，第二齿轮11与第一输出齿轮轴9上的齿轮啮合，第二齿轮11可以是与第一齿轮6参数一致的齿轮，也就是说第二齿轮11与第一齿轮6的外径相等，这样就将第二齿轮11作为惰轮。第一输出齿轮轴9作为输出轴，与轧机连接。为适应棒线材生产线轧机的需求，本申请复合齿轮箱设置有两个输出轴，即第一输出齿轮轴9和第二输出齿轮轴10，第一输出齿轮轴9和第二输出齿轮轴10可以为相同的轴，第一输出齿轮轴9上的齿轮与第二输出齿轮轴10上的齿轮啮合。第一输出齿轮轴9和第二输出齿轮轴10的转动方向相反，即其中一个顺时针转，另一个则逆时针转。

在一种实施方式中，第一输出齿轮轴9和第二输出齿轮轴10为空心轴，用于安装轧机的轧辊。

可以理解的是，第二安装轴8、第一输出齿轮轴9和第二输出齿轮轴10都通过轴承支撑在箱体2上，以使各个轴在箱体2上自由转动。

本申请中，第一锥齿轮3与第二锥齿轮4齿数不同，这样就可以避免由于第一锥齿轮3与第二锥齿轮4的齿数相同，而导致在运行时总是同一对齿啮合，加剧锥齿轮副的磨损，放大锥齿轮的制造缺陷，导致锥齿轮副寿命降低。

第一锥齿轮3与第二锥齿轮4齿数不同对速比产生的影响，可通过复合齿轮箱整体速比进行调整，在满足现场使用条件的前提下，大大增加锥齿轮副的传动平稳性，延长复合齿轮箱使用寿命，增加传动系统可靠性。优选的实施例中，第一锥齿轮3与第二锥齿轮4的齿数相差1，这样既可以保证第一锥齿轮3与第二锥齿轮4的齿数不同，满足运行时不会总是同一对齿啮合，又可以使第一锥齿轮3与第二锥齿轮4齿数相差最小，对复合齿轮箱整体速比影响较小，比较容易调整。

输入轴1的一端通过第一轴承衬套12支撑在箱体2上。输入轴1上没有设置第一锥齿轮3的一端为第一端，设置了第一锥齿轮3的一端为第二端,如图2所示的视角，输入轴1的第一端即输入轴1的右端，输入轴1的第二端即输入轴1的左端。第一端上套设有第一轴承13，第一轴承13上套设有第一轴承衬套12，第一轴承衬套12固连在箱体2上，具体为，第一轴承衬套12的端部通过螺钉锁附在箱体2上。输入轴1的第二端通过第二轴承14支撑在箱体2上。由于输入轴1为复合齿轮箱的转矩输入，需要与电机连接，通过第一轴承13和第一轴承衬套12配合来将输入轴1支撑在箱体2上，更利于输入轴1的转动。

如图2所示，第一齿轮轴5也通过轴承以及轴承衬套与箱体2连接。具体为，第一齿轮轴5上没有设置第二锥齿轮4的一端为第三端(图2中第一齿轮轴5的上端)，设置了第二锥齿轮4的一端为第四端(图2中第一齿轮轴5的下端)，第一齿轮轴5的第三端上套设有第三轴承15，第三轴承15上套设有第二轴承衬套16，第二轴承衬套16固连在箱体2上，优选的，第二轴承衬套16的端部通过螺钉锁附在箱体2上。与输入轴1的第一轴承13和第一轴承衬套12类似的，第一齿轮轴5通过第三轴承15和第二轴承衬套16支撑在可更利于第一齿轮轴5的转动，减小转动摩擦。

由于输入轴1和第一齿轮轴5为复合齿轮箱中的换向部分100的轴，需要连接锥齿轮副实现换向，而锥齿轮副的啮合换向对与之连接的轴的扭矩较大，需要轴与箱体2之间摩擦较小，转动性高，所以在输入轴1和第一齿轮轴5这两个轴与箱体2之间设置轴承和轴承衬套来保证运行良好。

如图2所示，第一齿轮轴5的第四端通过第四轴承17支撑在箱体2上，这样就实现了第一齿轮轴5两端的支撑。

此外，第一安装轴7、第二安装轴8、第一输出齿轮轴9以及第二输出齿轮轴10的两端也都通过轴承支撑在箱体2上，形成平行级减速。

为了保证第一齿轮6和第二齿轮11较好的与轴固定，可将第一齿轮6和第二齿轮11通过平键安装在轴上。具体为，第一齿轮6与第一安装轴7通过第一平键连接，且第一齿轮6和第一安装轴7与第一平键之间过盈配合，保证连接的紧密性，避免第一齿轮6在第一安装轴7上发生松动，影响设备运行。当然，平键也可以换成花键。

第二齿轮11与第二安装轴8通过第二平键连接，且第二齿轮11和第二安装轴8与第二平键之间也过盈配合，保证连接的牢固性，避免第二齿轮11松动。

进一步的实施中，如图2所示，第一输出齿轮轴9的输出端与第一花键套18连接，第二输出齿轮轴10的输出端与第二花键套19连接，理所当然的是，第一输出齿轮轴9和第二输出齿轮轴10的端部都设置有外齿与花键套啮合已实现连接。第一花键套18和第二花键套19上都设置有螺钉孔，以实现与轧机的连接。

本申请复合齿轮箱结构规整，箱体2左右完全对称，箱体2分为上箱体、下箱体，通过螺栓固定连接上箱体和下箱体，维修方便，将上箱体和下箱体连接时，可通过销子进行定位。

另外，本申请复合齿轮箱润滑方式为强制外循环稀油润滑，只需布置内部和外部管路即可。

图3是本发明复合齿轮箱实施例的简化结构示意图，由图3可明显看出本申请复合齿轮箱将换向部分100和减速部分200同轴连接，无需联轴器3'。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种复合齿轮箱，其特征在于，包括换向部分(100)以及减速部分(200)；所述换向部分(100)包括输入轴(1)，所述输入轴(1)转动连接在复合齿轮箱的箱体(2)上，所述输入轴(1)上设置有第一锥齿轮(3)，所述第一锥齿轮(3)与第二锥齿轮(4)啮合；所述第二锥齿轮(4)设置于第一齿轮轴(5)上；所述第一齿轮轴(5)上的齿轮与所述减速部分(200)的第一齿轮(6)啮合。

2.根据权利要求1所述的复合齿轮箱，其特征在于，所述第一齿轮(6)设置于第一安装轴(7)上，所述第一安装轴(7)与所述第一齿轮轴(5)平行，所述箱体(2)上设置有与所述第一安装轴(7)平行的第二安装轴(8)、第一输出齿轮轴(9)以及第二输出齿轮轴(10)，以形成平行减速；所述第一齿轮(6)与所述第二安装轴(8)上的第二齿轮(11)啮合，所述第二齿轮(11)与所述第一输出齿轮轴(9)上的齿轮啮合，所述第一输出齿轮轴(9)上的齿轮与所述第二输出齿轮轴(10)上的齿轮啮合。

3.根据权利要求2所述的复合齿轮箱，其特征在于，所述第一齿轮轴(5)上齿轮的外径小于所述第一齿轮(6)的外径，所述第二齿轮(11)的外径与所述第一齿轮(6)的外径相同。

4.根据权利要求1所述的复合齿轮箱，其特征在于，所述第一锥齿轮(3)的齿数与所述第二锥齿轮(4)的齿数不同。

5.根据权利要求4所述的复合齿轮箱，其特征在于，所述第一锥齿轮(3)的齿数与所述第二锥齿轮(4)的齿数相差1。

6.根据权利要求1所述的复合齿轮箱，其特征在于，所述输入轴(1)上没有设置所述第一锥齿轮(3)的一端为第一端，设置了所述第一锥齿轮(3)的一端为第二端；所述第一端上套设有第一轴承(13)，所述第一轴承(13)上套设有第一轴承衬套(12)，所述第一轴承衬套(12)固连在所述箱体(2)上；所述第二端通过第二轴承(14)支撑在所述箱体(2)上。

7.根据权利要求1所述的复合齿轮箱，其特征在于，所述第一齿轮轴(5)上没有设置所述第二锥齿轮(4)的一端为第三端，设置了所述第二锥齿轮(4)的一端为第四端，所述第三端上套设有第三轴承(15)，所述第三轴承(15)上套设有第二轴承衬套(16)，所述第二轴承衬套(16)固连在所述箱体(2)上；所述第四端通过第四轴承(17)支撑在所述箱体(2)上。

8.根据权利要求2所述的复合齿轮箱，其特征在于，所述第一齿轮(6)与所述第一安装轴(7)通过第一平键连接，且所述第一齿轮(6)、所述第一安装轴(7)与所述第一平键之间过盈配合；

所述第二齿轮(11)与所述第二安装轴(8)通过第二平键连接，且所述第二齿轮(11)、所述第二安装轴(8)与所述第二平键之间过盈配合。

9.根据权利要求2所述的复合齿轮箱，其特征在于，所述第一输出齿轮轴(9)的输出端连接第一花键套(18)，所述第二输出齿轮轴(10)的输出端连接第二花键套(19)。

10.根据权利要求2所述的复合齿轮箱，其特征在于，所述第一输出齿轮轴(9)及所述第二输出齿轮轴(10)均为空心轴。