CN112901758B - 齿轮箱、传动装置和航空航天实验台 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种齿轮箱和传动装置，其中，齿轮箱，包括：箱体、低速轴、高速轴以及三个扭力轴；低速轴设置于箱体且低速轴上设置第一齿轮；高速轴设置于箱体且高速轴上设置第二齿轮，第二齿轮位于第二腔体内，低速轴与高速轴同轴；扭力轴设置于箱体且扭力轴上设置第三齿轮和第四齿轮，第三齿轮位于第一腔体内，第一齿轮与第三齿轮啮合，二齿轮与第四齿轮啮合；第一齿轮和第三齿轮为斜齿齿轮，第二齿轮和第四齿轮为直齿齿轮。通过将第二齿轮和第四齿轮设置为直齿，提高齿轮箱的运动精度和接触精度。通过第二齿轮和第四齿轮设置为直齿，可以节省因双斜齿的空刀槽占用的空间和重量。

Description

齿轮箱、传动装置和航空航天实验台
技术领域
本发明涉及传动装置技术领域，特别涉及一种齿轮箱、传动装置和航空航天实验台。
背景技术
目前，为了加强齿轮箱的传动齿轮之间的啮合力，通常在齿轮箱的高速端为双斜齿啮合。但是，由于双斜齿轮是由两个单斜齿分别加工而成两个单斜齿之间必然出现较大的累积误差，使齿轮的运动精度和接触精度降低，齿轮的修形修向也不好实施，承载能力大大降低；另外双斜齿的空刀槽也占用了大量空间和重量。
发明内容
本发明的主要目的是提出一种齿轮箱，旨在提高齿轮箱的运动精度和接触精度，减小齿轮箱的空间和重量。
为实现上述目的，本发明提出的齿轮箱，该齿轮箱包括：
箱体，所述箱体包括第一腔体和第二腔体；
低速轴，所述低速轴设置于箱体且所述低速轴上设置第一齿轮，所述第一齿轮位于第一腔体内；
高速轴，所述高速轴设置于箱体且所述高速轴上设置第二齿轮，所述第二齿轮位于第二腔体内，所述低速轴与所述高速轴同轴；以及
三个扭力轴，所述扭力轴设置于箱体且所述扭力轴上设置第三齿轮和第四齿轮，所述第三齿轮位于第一腔体内，所述第四齿轮位于第二腔体内，所述第一齿轮与第三齿轮啮合，所述二齿轮与所述第四齿轮啮合；所述第一齿轮和第三齿轮为斜齿齿轮，所述第二齿轮和第四齿轮为直齿齿轮。
可选地，所述扭力轴与第三齿轮花键连接，所述扭力轴与第四齿轮花键连接，所述第四齿轮上且远离第三齿轮的一端固定设置有第一端盖；所述第三齿轮上且远离第四齿轮的一端固定设置有第二端盖。
可选地，所述箱体上还设置有第一箱盖，所述低速轴的一端设置于第一箱盖另一端设置于箱体上。
可选地，所述第一箱盖上固定设置有用于密封低速轴的第一密封端盖。
可选地，所述箱体上还设置有第二箱盖，所述高速轴的一端设置于第二箱盖另一端设置于箱体上。
可选地，所述第二箱盖上固定设置有轴承座，所述轴承座环周设置与高速轴外侧，所述轴承座与高速轴通过可倾瓦轴承连接。
可选地，所述轴承座上固定设置有用于密封高速轴的第二密封端盖。
可选地，所述第一端盖和第二端盖上开设有喷油孔，所述第一箱盖和第二箱盖上分别固定设置有用于密封扭力轴的第三密封端盖，所述第三密封端盖上固定设置有喷油嘴，所述喷油嘴的喷油端位于喷油孔内。
本发明还提出一种传动装置，该传动装置包括齿轮箱。
本发明还提出一种航空航天实验台，该航空航天实验台包括传动装置。
本发明技术方案通过将第二齿轮和第四齿轮设置为直齿，可通过直齿齿轮相对于斜齿齿轮的加工精度以及两个斜齿齿轮容易出现的累计误差，提高齿轮箱的运动精度和接触精度。通过第二齿轮和第四齿轮设置为直齿，可以节省因双斜齿的空刀槽占用的空间和重量。
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示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明齿轮箱一实施例的结构示意图；
图2为本发明齿轮箱一实施例的左视图；
图3为本发明第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮和第四齿轮的啮合示意图；
图4为图1中A处的局部放大图；
图5为图1中B处的局部放大图；
图6为图1中C处的局部放大图；
图7为图1中D处的局部放大图。
附图标号说明：
标号 名称 标号 名称
100 齿轮箱 110 箱体
a 第一腔体 b 第二腔体
120 低速轴 121 第一齿轮
130 高速轴 131 第二齿轮
140 扭力轴 141 第三齿轮
142 第四齿轮 143 第一端盖
144 第二端盖 150 第一箱盖
151 第一密封端盖 1511 第一环槽
1201 第一凸起 160 第二箱盖
161 第二密封端盖 1611 第二环槽
1301 第二凸起 170 铂热电阻
180 润滑主油管 145 喷油孔
152 第三密封端盖 190 喷油嘴
162 轴承座  
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
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的一部分实施例，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作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。
需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
本发明提出一种齿轮箱。
在本发明实施例中，如图1-5所示，该齿轮箱100包括箱体110、低速轴120、高速轴130以及三个扭力轴140；所述箱体110包括第一腔体a和第二腔体b；所述低速轴120设置于箱体110且所述低速轴120上设置第一齿轮121，所述第一齿轮121位于第一腔体a内；所述高速轴130设置于箱体110且所述高速轴130上设置第二齿轮131，所述第二齿轮131位于第二腔体b内，所述低速轴120与所述高速轴130同轴；所述扭力轴140设置于箱体110且所述扭力轴140上设置第三齿轮141和第四齿轮142，所述第三齿轮141位于第一腔体a内，所述第四齿轮142位于第二腔体b内，所述第一齿轮121与第三齿轮141啮合，所述二齿轮与所述第四齿轮142啮合；所述第一齿轮121和第三齿轮141为斜齿齿轮，所述第二齿轮131和第四齿轮142为直齿齿轮。其中，所述高速轴130的外侧还设置有用于监测齿轮箱100性能的铂热电阻170，通过铂热电阻170可监测齿轮箱100的性能，防止齿轮箱100温度过高，影响齿轮箱100的性能。所述齿轮箱100还包括润滑主油管180，其中，润滑主油管180用于将润滑油输入齿轮箱100箱体110内。
由此，因为第二齿轮131和第四齿轮142在速度较高的情况下，会放大第二齿轮131和第四齿轮142的精度误差以及累计误差，会降低第二齿轮131和第四齿轮142的运动精度和接触精度。将第二齿轮131和第四齿轮142设置为直齿，可通过直齿齿轮相对于斜齿齿轮的加工精度以及两个斜齿齿轮容易出现的累计误差，提高齿轮箱100的运动精度和接触精度。通过第二齿轮131和第四齿轮142设置为直齿，可以节省因双斜齿的空刀槽占用的空间和重量。
当齿轮箱100进行增速时，一个低速轴120通过第一齿轮121和三个第三齿轮141啮合同时带动三个扭力轴140转动，随后是装在扭力轴140上的三个第四齿轮142同时带动安装在高速轴130上的第二齿轮131转动，进而第二齿轮131带动高速轴130转动，高速轴130将加速扭矩输出；当齿轮箱100进行减速时，一个高速轴130通过第二齿轮131和三个第四齿轮142啮合同时带动三个扭力轴140转动，随后是装在扭力轴140上的三个第三齿轮141同时带动安装在低速轴120上的第已齿轮转动，进而第一齿轮121带动低速轴120转动，低速轴120将减速扭矩输出。其中箱体110呈方形，箱体110为整体式。
其中，三个扭力轴140的轴心环周分布于以低速轴120的轴心为圆心的圆上，三个扭力轴140的轴心两两之间距离相等。通过将扭矩经均匀分成三份再汇到一起，这样结构更紧凑、外形尺寸比普通设计小30％左右，减小齿轮箱100的空间和重量，提高齿轮箱100的传递效率。
其中，低速级和高速级之间的联结为少齿差扭力轴140，以使得传动装置各分流传动件达到受力均均匀，同步误差小，且结构简洁。其中，低速轴120、高速轴130和扭力轴140都用滑动轴承做支撑。
在本实施例中，所述箱体110上还设置有第一箱盖150，所述低速轴120的一端设置于第一箱盖150另一端设置于箱体110上。通过在箱体110上设置第一箱盖150可以便于低速轴120的安装。
在本实施例中，所述扭力轴140与第三齿轮141花键连接，所述扭力轴140与第四齿轮142花键连接，所述第四齿轮142上且远离第三齿轮141的一端固定设置有第一端盖143；所述第三齿轮141上且远离第四齿轮142的一端固定设置有第二端盖144。通过第一端盖143和第二端盖144将第三齿轮141、第四齿轮142和扭力轴140形成一个整体，防止扭力轴140与第三齿轮141和第四齿轮142分离，提高齿轮箱100的稳定性。
在本实施例中，为了润滑扭力轴140和第三齿轮141以及润滑扭力轴140和第四齿轮142，所述第一端盖143和第二端盖144上开设有喷油孔145，所述第一箱盖143和第二箱盖144上分别固定设置有用于密封扭力轴140的第三密封端盖152，所述第三密封端盖152上固定设置有喷油嘴190，所述喷油嘴190的喷油端位于喷油孔145内，所述喷油孔190与润滑主油管180连通。通过在第一端盖143和第二端盖144上开设有喷油孔145，可以实现将喷油嘴190中的润滑油喷入扭力轴140和第三齿轮141之间的花键以及润滑扭力轴140和第四齿轮142之间的花键，实现了润滑扭力轴140和第三齿轮141以及润滑扭力轴140和第四齿轮142，提高齿轮箱100的机械性能，延长齿轮箱100的寿命。
在本实施例中，所述第一箱盖150上固定设置有用于密封低速轴120的第一密封端盖。第一密封端盖151用于密封低速轴120和第一箱盖150之间缝隙。通过在低速轴120和第一箱盖150之间设置第一密封端盖151，可以防止齿轮箱100内的润滑油流出。
在本实施例中，所述第一密封端盖151环周开设有至少一个第一环槽1511，所述第一环槽1511开设于第一密封端盖151的内周壁上，所述低速轴120上设置有至少一个第一凸起1201，所述第一凸起1201为环周设置，所述第一凸起1201位于第一环槽1511内。通过第一环槽1511和第一凸起1201之间的配合，可以进一步增大低速轴120与第一密封端盖151之间的接触面积，提高第一密封端盖151的密封性能；通过第一环槽1511和第一凸起1201之间的配合，也可以将低速轴120上多余的润滑油通过第一凸起1201甩入第一环槽1511内，进而将润滑油流入第一腔体a内，提高低速轴120的性能。
在本实施例中，为了防止第一腔体与大气对流，影响齿轮箱的性能，所述第一密封端盖上固定设置有一个防风盖。
在本实施例中，所述箱体110上还设置有第二箱盖160，所述高速轴130的一端设置于第二箱盖160另一端设置于箱体110上。通过在箱体110上设置第二箱盖160可以便于高速轴130的安装。
在本实施例中，为了便于高速轴的转动，以及便于可倾瓦轴承的固定。所述第二箱盖160上固定设置有轴承座162，所述轴承座162环周设置与高速轴130外侧，所述轴承座162与高速轴130通过可倾瓦轴承连接。
在本实施例中，所述轴承座上固定设置有用于密封高速轴130的第二密封端盖。第二密封端盖161用于密封高速轴130和轴承座之间缝隙。通过在高速轴130和轴承座之间设置第二密封端盖161，可以防止齿轮箱100内的润滑油流出。
在本实施例中，所述第二密封端盖161环周开设有至少一个第二环槽1611，所述第二环槽1611开设于第二密封端盖161的内周壁上，所述高速轴130上设置有至少一个第二凸起1301，所述第二凸起1301为环周设置，所述第二凸起1301位于第一环槽1511内。通过第二环槽1611和第二凸起1301之间的配合，可以进一步增大高速轴130与第二密封端盖161之间的接触面积，提高第二密封端盖161的密封性能；通过第二环槽1611和第二凸起1301之间的配合，也可以将高速轴130上多余的润滑油通过第二凸起1304甩入第二环槽1611内，进而将润滑油流入第二腔体b内，可以实现提高低速轴130的性能。
本发明技术方案通过将第二齿轮131和第四齿轮142设置为直齿，可通过直齿齿轮相对于斜齿齿轮的加工精度以及两个斜齿齿轮容易出现的累计误差，提高齿轮箱100的运动精度和接触精度。通过第二齿轮131和第四齿轮142设置为直齿，可以节省因双斜齿的空刀槽占用的空间和重量。
本发明还提出一种传动装置，该传动装置包括齿轮箱，该齿轮箱的具体结构参照上述实施例，由于本传动装置采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
本发明还提出一种航空航天试验台，该航空航天试验台包括传动装置，该传动装置的具体结构参照上述实施例，由于本航空航天试验台采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种齿轮箱，其特征在于，所述齿轮箱包括：
箱体，所述箱体包括第一腔体和第二腔体；
低速轴，所述低速轴设置于箱体且所述低速轴上设置第一齿轮，所述第一齿轮位于第一腔体内；
高速轴，所述高速轴设置于箱体且所述高速轴上设置第二齿轮，所述第二齿轮位于第二腔体内，所述低速轴与所述高速轴同轴；以及
三个扭力轴，所述扭力轴设置于箱体且所述扭力轴上设置第三齿轮和第四齿轮，所述第三齿轮位于第一腔体内，所述第四齿轮位于第二腔体内，所述第一齿轮与第三齿轮啮合，所述二齿轮与所述第四齿轮啮合；所述第一齿轮和第三齿轮为斜齿齿轮，所述第二齿轮和第四齿轮为直齿齿轮。
2.如权利要求1所述的齿轮箱，其特征在于，所述扭力轴与第三齿轮花键连接，所述扭力轴与第四齿轮花键连接，所述第四齿轮上且远离第三齿轮的一端固定设置有第一端盖；所述第三齿轮上且远离第四齿轮的一端固定设置有第二端盖。
3.如权利要求2所述的齿轮箱，其特征在于，所述箱体上还设置有第一箱盖，所述低速轴的一端设置于第一箱盖另一端设置于箱体上。
4.如权利要求3所述的齿轮箱，其特征在于，所述第一箱盖上固定设置有用于密封低速轴的第一密封端盖。
5.如权利要求3所述的齿轮箱，其特征在于，所述箱体上还设置有第二箱盖，所述高速轴的一端设置于第二箱盖另一端设置于箱体上。
6.如权利要求5所述的齿轮箱，其特征在于，所述第二箱盖上固定设置有轴承座，所述轴承座环周设置与高速轴外侧，所述轴承座与高速轴通过可倾瓦轴承连接。
7.如权利要求6所述的齿轮箱，其特征在于，所述轴承座上固定设置有用于密封高速轴的第二密封端盖。
8.如权利要求5所述的齿轮箱，其特征在于，所述第一端盖和第二端盖上开设有喷油孔，所述第一箱盖和第二箱盖上分别固定设置有用于密封扭力轴的第三密封端盖，所述第三密封端盖上固定设置有喷油嘴，所述喷油嘴的喷油端位于喷油孔内。
9.一种传动装置，其特征在于，包括如权利要求1至8中任一项所述的齿轮箱。
10.一种航空航天实验台试验台，其特征在于，包括如权利要求9所述的传动装置。
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