CN112112934A - 高均载双螺杆挤出机齿轮箱及调整配对齿轮相位的方法 - Google Patents

高均载双螺杆挤出机齿轮箱及调整配对齿轮相位的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高均载双螺杆挤出机齿轮箱及调整配对齿轮相位的方法，包括：两个中间轴系，两个所述中间轴系相互平行，所述中间轴系包括：中间轴，所述中间轴的一端开设有注油孔；第一配对齿轮，所述第一配对齿轮套设在所述中间轴的一端；第二配对齿轮，所述第二配对齿轮套设在所述中间轴的另一端且与所述中间轴轴向滑动相连；所述中间轴从所述第一配对齿轮朝向所述第二配对齿轮延伸出的部分为细长弹性扭转轴，所述细长弹性扭转轴穿过所述第二配对齿轮的一端设有外花键，所述第二配对齿轮内表面的一端与所述外花键联结。本发明具有中间轴系功率分配均匀的优点。

Description

高均载双螺杆挤出机齿轮箱及调整配对齿轮相位的方法
技术领域
本发明属于齿轮箱技术领域，具体涉及一种高均载双螺杆挤出机齿轮箱及调整配对齿轮相位的方法。
背景技术
齿轮箱是双螺杆挤出机的重要传动部件，其性能好坏直接影响挤出机组的生产效率和制造产品质量，由于双螺杆中心距的限制，齿轮箱的输出轴中心距不能大，这就给高扭矩齿轮箱齿轮设计和轴承的布置造成非常大的困难。为了提高扭矩，目前市场上双螺杆挤出机齿轮箱常采用平行三轴功率分流传动结构，如专利CN201761048U双螺杆挤出机齿轮箱，而比扭矩达到12N/cm3以上的更高扭矩双螺杆齿轮箱在平行三轴结构基础上，将一列中间轴系传动变成上下两列中间轴系对称传动，从上下两个方向驱动输出B轴系，每列中间轴系上传递功率为原单列中间轴系的50%，并且使上下中间轴系传递到B轴上的径向力相互抵消，从而再一次提高了齿轮箱的承载能力。但是事实上由于存在制造误差和安装误差，上下两列中间轴系传递的功率并不是各自50%，而是有一列轴系传递功率较大另一列功率较小，尤其是双螺杆齿轮箱制造和安装较复杂，制造和安装误差很难控制，很容易使上下两列轴系功率分配严重不均，从而造成功率大的那列中间轴系失效以及输出B轴系由于上下列中间轴系载荷不均不能抵消大部分径向力而失效。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。
为此，本发明提出一种高均载双螺杆挤出机齿轮箱及调整配对齿轮相位的方法，该高均载双螺杆挤出机齿轮箱及调整配对齿轮相位的方法具有中间轴系功率分配均匀的优点。
根据本发明实施例的高均载双螺杆挤出机齿轮箱及调整配对齿轮相位的方法，包括：两个中间轴系，两个所述中间轴系相互平行，所述中间轴系包括：中间轴，所述中间轴的一端开设有注油孔；第一配对齿轮，所述第一配对齿轮套设在所述中间轴的一端；第二配对齿轮，所述第二配对齿轮套设在所述中间轴的另一端且与所述中间轴轴向滑动相连；所述中间轴从所述第一配对齿轮朝向所述第二配对齿轮延伸出的部分为细长弹性扭转轴，所述细长弹性扭转轴穿过所述第二配对齿轮的一端设有外花键，所述第二配对齿轮内表面的一端与所述外花键联结。
根据本发明实施例的高均载双螺杆挤出机齿轮箱及调整配对齿轮相位的方法，本发明采用第一配对齿轮和中间轴相配合，利用注油孔注油来初步调整齿轮相位，提高了中间轴系的传动效果，并通过中间轴弹性形变补偿制造和安装的相位误差以及齿轮受载变形不一致出现的相位误差，使得两个中间轴系功率分配更加均匀，进而提升了齿轮箱的使用寿命和可靠性。
根据本发明一个实施例，高均载双螺杆挤出机齿轮箱还包括：壳体，两个所述中间轴系转动设在所述壳体内；一号轴，所述一号轴转动设在所述壳体内且与所述第一配对齿轮啮合；二号轴，所述二号轴转动设在所述壳体内且与所述第二配对齿轮啮合；所述一号轴、所述二号轴和所述中间轴系相互平行。
根据本发明一个实施例，所述细长弹性扭转轴的中部设有凸起部，且所述细长弹性扭转轴的长径比大于等于7。
根据本发明一个实施例，所述中间轴系还包括：中间轴套，所述中间轴套设在所述第二配对齿轮和所述中间轴之间，所述中间轴套的一端与所述外花键相啮合，所述中间轴套的另一端与所述凸起部通过滑动轴套滑动相连；挡板，所述挡板通过螺栓盖设在所述中间轴套一端的端部。
根据本发明一个实施例，所述一号轴包括：调速轴，所述调速轴的外表面套设有调速大齿轮；一号齿轮轴，所述一号齿轮轴的一端插接至所述调速轴的一端，所述一号齿轮轴与所述第一配对齿轮啮合；一号输出轴，所述一号输出轴的一端插接至所述一号齿轮轴的另一端；丝杆，所述丝杆的一端与所述一号输出轴固定相连，所述丝杆的另一端依次穿过所述一号齿轮轴和所述调速轴后通过螺母紧固。
根据本发明一个实施例，高均载双螺杆挤出机齿轮箱还包括：高速齿轮轴，所述高速齿轮轴转动设在所述壳体内，所述高速齿轮轴与所述调速大齿轮啮合，所述高速齿轮轴的一端延伸至所述壳体外部以连接电机。
根据本发明一个实施例，所述第一配对齿轮和所述第二配对齿轮为螺旋角大于0且旋向相同的斜齿轮；所述第一配对齿轮和所述第二配对齿轮的螺旋角满足公式：sinβ1/sinβ2= z1m1/z2m2；其中β1为第一配对齿轮螺旋角，z1为第一配对齿轮齿数，m1为第一配对齿轮模数；β2为第二配对齿轮螺旋角，z2为第二配对齿轮齿数，m2为第二配对齿轮模数。
根据本发明一个实施例，所述注油孔的进油端设在所述中间轴一端的端面，所述注油孔的出油端设在所述中间轴与所述第一配对齿轮的相连处。
根据本发明一个实施例，所述出油端有多个，多个出油端均匀开设在所述中间轴的外周缘上。
一种高均载双螺杆挤出机齿轮箱的调整配对齿轮相位的方法，采用上述任意一项所述的高均载双螺杆挤出机齿轮箱，所述的高均载双螺杆挤出机齿轮箱的调整配对齿轮相位的方法，包括以下步骤：将第一配对齿轮通过热套的方式固定在中间轴上，冷却后，待高均载双螺杆挤出机齿轮箱装配完成后，利用高压油泵，将油从注油孔的进油端打入，待油从出油端流出后，使第一配对齿轮与中间轴之间可转动，转动第一配对齿轮将齿轮相位调整合适后将油抽出，使第一配对齿轮重新固定套设在中间轴上。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是根据本发明实施例的高均载双螺杆挤出机齿轮箱的结构示意图；
图2是根据本发明实施例的高均载双螺杆挤出机齿轮箱的中间轴系的结构示意图；
图3是根据本发明实施例的高均载双螺杆挤出机齿轮箱的中间轴的结构示意图；
图4是根据本发明实施例的高均载双螺杆挤出机齿轮箱的一号轴的结构示意图；
图5是图1中A-A的截面结构示意图；
图6是图1中B-B的截面结构示意图；
附图标记：
高速齿轮轴1，调速大齿轮2，调速输出轴3，一号齿轮轴4，第一配对齿轮5，中间轴6，中间轴套7，第二配对齿轮8，一号轴9，二号轴10，串列推理轴承11，壳体12，注油孔13，滑动轴套14，挡板15，调速轴16，一号输出轴17，丝杆18，凸起部19，外花键20。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。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。
下面参考附图具体描述根据本发明实施例的高均载双螺杆挤出机齿轮箱及调整配对齿轮相位的方法。
如图1至图6所示，根据本发明实施例的高均载双螺杆挤出机齿轮箱，包括：两个中间轴系，两个中间轴系相互平行，中间轴系包括：中间轴6，第一配对齿轮5和第二配对齿轮8，中间轴6的一端开设有注油孔13；第一配对齿轮5套设在中间轴6的一端；第二配对齿轮8套设在中间轴6的另一端且与中间轴6轴向滑动相连；中间轴6从第一配对齿轮5朝向第二配对齿轮8延伸出的部分为细长弹性扭转轴，细长弹性扭转轴穿过第二配对齿轮8的一端设有外花键20，第二配对齿轮8内表面的一端与外花键20联结。
本发明采用第一配对齿轮5和中间轴6相配合，利用注油孔13注油来调整齿轮相位，提高了中间轴系的传动效果，并通过中间轴6弹性形变补偿制造和安装的相位误差以及齿轮受载变形不一致出现的相位误差，使得两个中间轴系功率分配更加均匀，进而提升了齿轮箱的使用寿命和可靠性，通过将外花键20设置在端部，尽可能拉长了第一配对齿轮5和第二配对齿轮8与中间轴6之间啮合点的距离，更加有利于两个中间轴系实现均载。
根据本发明一个实施例，高均载双螺杆挤出机齿轮箱还包括：壳体12，一号轴9和二号轴10，两个中间轴系转动设在壳体12内；一号轴9转动设在壳体12内且与第一配对齿轮5啮合；二号轴10转动设在壳体12内且与第二配对齿轮8啮合；一号轴9、二号轴10和中间轴系相互平行。
在本发明的一些具体实施方式中，细长弹性扭转轴的中部设有凸起部19，且细长弹性扭转轴的长径比大于等于7，设置合适的长径比，使得中间轴在承受扭转变形的同时能够提供较高的扭矩。
根据本发明一个实施例，中间轴系还包括：中间轴套7和挡板15，中间轴套7设在第二配对齿轮8和中间轴6之间，中间轴套7的一端与外花键20相啮合，中间轴套7的另一端与凸起部19通过滑动轴套14滑动相连；挡板15通过螺栓盖设在中间轴套7一端的端部。通过设置滑动轴套14便于在传输动力时实现第二配对齿轮8与中间轴6的轴向浮动，设置挡板15对浮动位置进行限制，从而使得两个中间轴系在传输载荷时通过中间轴套7与中间轴6的相对滑动平衡两个细长弹性扭转轴扭转变形的不同，进而能够实现载荷功率的均匀分流与合成从而提高齿轮箱的承载能力以及寿命和可靠性，使双螺杆齿轮箱的比扭矩达到18N/cm3，使用寿命达到十万小时以上。
根据本发明一个实施例，一号轴9包括：调速轴16，一号齿轮轴4，一号输出轴17和丝杆18，调速轴16的外表面套设有调速大齿轮2；一号齿轮轴4的一端插接至调速轴16的一端，插接处通过内外花键相连，一号齿轮轴4与第一配对齿轮5啮合；一号输出轴17的一端插接至一号齿轮轴4的另一端，插接处通过内外花键相连；丝杆18的一端与一号输出轴17固定相连，丝杆18的另一端依次穿过一号齿轮轴4和调速轴16后通过螺母紧固。将一号轴9分为调速轴16，一号齿轮轴4和一号输出轴17，便于进行车加工，采用丝杆18连接，便于进行装配。
进一步地，螺母与调速轴16之间，调速轴16与一号齿轮轴4之间，一号齿轮轴4与一号输出轴17之间均设有垫片，从而便于调节装配距离。
根据本发明一个实施例，高均载双螺杆挤出机齿轮箱还包括：高速齿轮轴1，高速齿轮轴1转动设在壳体12内，高速齿轮轴1与调速大齿轮2啮合，高速齿轮轴1的一端延伸至壳体12外部以连接电机。
根据本发明一个实施例，高均载双螺杆挤出机齿轮箱还包括：串列推力轴承11，串列推力轴承11设在壳体12内且与二号轴10的端面相连。
在本发明的一些具体实施方式中，第一配对齿轮5和第二配对齿轮8为螺旋角大于0且旋向相同的斜齿轮；第一配对齿轮5和第二配对齿轮8的螺旋角满足公式：sinβ1/sinβ2=z1m1/z2m2；其中β1为第一配对齿轮5螺旋角，z1为第一配对齿轮5齿数，m1为第一配对齿轮5模数；β2为第二配对齿轮8螺旋角，z2为第二配对齿轮8齿数，m2为第二配对齿轮8模数。这样设计使得第一配对齿轮5和第二配对齿轮8分别与一号轴9和二号轴10相啮合。
优选地，注油孔13的进油端设在中间轴6一端的端面，注油孔13的出油端设在中间轴6与第一配对齿轮5的相连处。
更为优选地，出油端有多个，多个出油端均匀开设在中间轴6的外周缘上，确保了注油时，油能够均匀地进入第一配对齿轮5和中间轴6之间。
一种高均载双螺杆挤出机齿轮箱的调整配对齿轮相位的方法，采用上述的高均载双螺杆挤出机齿轮箱，高均载双螺杆挤出机齿轮箱的调整配对齿轮相位的方法，包括以下步骤：将第一配对齿轮5通过热套的方式固定在中间轴6上，冷却后，待高均载双螺杆挤出机齿轮箱装配完成后，利用高压油泵，将油从注油孔13的进油端打入，待油从出油端流出后，使第一配对齿轮5与中间轴6之间可转动，转动第一配对齿轮5将齿轮相位调整合适后将油抽出，使第一配对齿轮5重新固定套设在中间轴6上。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种高均载双螺杆挤出机齿轮箱，其特征在于，包括：
两个中间轴系，两个所述中间轴系相互平行，所述中间轴系包括：
中间轴（6），所述中间轴（6）的一端开设有注油孔（13）；
第一配对齿轮（5），所述第一配对齿轮（5）套设在所述中间轴（6）的一端；
第二配对齿轮（8），所述第二配对齿轮（8）套设在所述中间轴（6）的另一端且与所述中间轴（6）轴向滑动相连；
所述中间轴（6）从所述第一配对齿轮（5）朝向所述第二配对齿轮（8）延伸出的部分为细长弹性扭转轴，所述细长弹性扭转轴穿过所述第二配对齿轮（8）的一端设有外花键（20），所述第二配对齿轮（8）内表面的一端与所述外花键（20）联结。
2.根据权利要求1所述的高均载双螺杆挤出机齿轮箱，其特征在于，还包括：
壳体（12），两个所述中间轴系转动设在所述壳体（12）内；
一号轴（9），所述一号轴（9）转动设在所述壳体（12）内且与所述第一配对齿轮（5）啮合；
二号轴（10），所述二号轴（10）转动设在所述壳体（12）内且与所述第二配对齿轮（8）啮合；
所述一号轴（9）、所述二号轴（10）和所述中间轴系相互平行。
3.根据权利要求2所述的高均载双螺杆挤出机齿轮箱，其特征在于，所述细长弹性扭转轴的中部设有凸起部（19），且所述细长弹性扭转轴的长径比大于等于7。
4.根据权利要求3所述的高均载双螺杆挤出机齿轮箱，其特征在于，所述中间轴系还包括：
中间轴套（7），所述中间轴套（7）设在所述第二配对齿轮（8）和所述中间轴（6）之间，所述中间轴套（7）的一端与所述外花键（20）相联结，所述中间轴套（7）的另一端与所述凸起部（19）通过滑动轴套（14）滑动相连；
挡板（15），所述挡板（15）通过螺栓盖设在所述中间轴套（7）一端的端部。
5.根据权利要求4所述的高均载双螺杆挤出机齿轮箱，其特征在于，所述一号轴（9）包括：
调速轴（16），所述调速轴（16）的外表面套设有调速大齿轮（2）；
一号齿轮轴（4），所述一号齿轮轴（4）的一端插接至所述调速轴（16）的一端，所述一号齿轮轴（4）与所述第一配对齿轮（5）啮合；
一号输出轴（17），所述一号输出轴（17）的一端插接至所述一号齿轮轴（4）的另一端；
丝杆（18），所述丝杆（18）的一端与所述一号输出轴（17）固定相连，所述丝杆（18）的另一端依次穿过所述一号齿轮轴（4）和所述调速轴（16）后通过螺母紧固。
6.根据权利要求5所述的高均载双螺杆挤出机齿轮箱，其特征在于，还包括：
高速齿轮轴（1），所述高速齿轮轴（1）转动设在所述壳体（12）内，所述高速齿轮轴（1）与所述调速大齿轮（2）啮合，所述高速齿轮轴（1）的一端延伸至所述壳体（12）外部以连接电机。
7.根据权利要求1所述的高均载双螺杆挤出机齿轮箱，其特征在于，所述第一配对齿轮（5）和所述第二配对齿轮（8）为螺旋角大于0且旋向相同的斜齿轮；所述第一配对齿轮（5）和所述第二配对齿轮（8）的螺旋角满足公式：
sinβ1/sinβ2= z1m1/z2m2；
其中β1为第一配对齿轮（5）螺旋角，z1为第一配对齿轮（5）齿数，m1为第一配对齿轮（5）模数；β2为第二配对齿轮（8）螺旋角，z2为第二配对齿轮（8）齿数，m2为第二配对齿轮（8）模数。
8.根据权利要求1所述的高均载双螺杆挤出机齿轮箱，其特征在于，所述注油孔（13）的进油端设在所述中间轴（6）一端的端面，所述注油孔（13）的出油端设在所述中间轴（6）与所述第一配对齿轮（5）的相连处。
9.根据权利要求8所述的高均载双螺杆挤出机齿轮箱，其特征在于，所述出油端有多个，多个出油端均匀开设在所述中间轴（6）的外周缘上。
10.一种高均载双螺杆挤出机齿轮箱的调整配对齿轮相位的方法，其特征在于，采用如权利要求1-9中任意一项所述的高均载双螺杆挤出机齿轮箱，所述的高均载双螺杆挤出机齿轮箱的调整配对齿轮相位的方法，包括以下步骤：
将第一配对齿轮（5）通过热套的方式固定在中间轴（6）上，冷却后，待高均载双螺杆挤出机齿轮箱装配完成后，利用高压油泵，将油从注油孔（13）的进油端打入，待油从出油端流出后，使第一配对齿轮（5）与中间轴（6）之间可转动，转动第一配对齿轮（5）将齿轮相位调整合适后将油抽出，使第一配对齿轮（5）重新固定套设在中间轴（6）上。
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