CN113187877A - 一种用于高速重载斜齿轮传动系统的轴向力锥面止推结构 - Google Patents

一种用于高速重载斜齿轮传动系统的轴向力锥面止推结构 Download PDF

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李硕
黄莹莹
王勇帆
左晓镭
王苏鸣
安文迪
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Abstract

本发明的目的在于提供一种用于高速重载斜齿轮传动系统的轴向力锥面止推结构，包括高速小齿轮、锥面环，锥面环的内孔为锥面，锥面环的内孔套于高速小齿轮的锥面外径上，高速小齿轮内部开设有高压油通道，高压油通道包括相互连通的横向油道和纵向油道，纵向油道连通高压油泵的油路，横向油道与锥面环和高速小齿轮配合的面相通。本发明通过对锥面环沿锥形接触面进行圆弧修形增大了锥面止推结构允许的最小油膜厚度，从而提高了轴向力承载能力，保证了锥面止推结构的高速、高负荷下的稳定运行。锥面环通过锥面液压涨紧结构与高速齿轮轴进行安装，提高了锥面环的承载能力，增强了结构运行的可靠性，同时保证了高精度的装配关系，结构紧凑，拆装方便。

Description

一种用于高速重载斜齿轮传动系统的轴向力锥面止推结构
技术领域
本发明涉及的是一种斜齿轮传动系统，具体地说是斜齿轮传动系统的止推结构。
背景技术
在高速重载机械的齿轮传动装置中，常常采用斜齿轮来降低噪声、提高传递扭矩。因为斜齿轮传动与人字齿轮传动相比，具有结构较简单，制造方便等优点，特别适用硬齿面磨齿结构。但是由于螺旋角的影响，小齿轮和大齿轮之间传递扭矩会产生较大的轴向力分量，而轴向力分量通常必须通过齿轮、轴和轴向轴承传递到齿轮箱壳体中。为了避免齿轮副在工作过程中产生轴向力分量，可以采用带有锥面止推装置(也称推力锥)的斜齿轮(如图1所示)。传统锥面止推结构中止推环大多采用焊接或销钉连接的方式，锥面止推环与大齿轮端部配合均采用平直锥面配合。在高速重载的情况下，锥面止推结构线速度显著提高、轴向分力增大、小齿轮轴受重载影响发生弯曲变形，这些变化显著地影响着传统锥面止推结构的运行安全性。
发明内容
本发明的目的在于提供解决了高速重载斜齿轮传动装置中，推力轴承无法适用于小齿轮轴高线速度、高负荷的运行工况，且由于重载工况下斜齿轮传递扭矩产生较大的轴向力分量、小齿轮受弯扭耦合应力变形、外部轴向负荷过大等原因造成锥面止推环油膜破裂、运行温度过高乃至锥面止推结构失效等技术难题的一种用于高速重载斜齿轮传动系统的轴向力锥面止推结构。
本发明的目的是这样实现的：
本发明一种用于高速重载斜齿轮传动系统的轴向力锥面止推结构，其特征是：包括高速小齿轮、锥面环，锥面环的内孔为锥面，锥面环的内孔套于高速小齿轮的锥面外径上，高速小齿轮内部开设有高压油通道，高压油通道包括相互连通的横向油道和纵向油道，纵向油道连通高压油泵的油路，横向油道与锥面环和高速小齿轮配合的面相通。
本发明还可以包括：
1、锥面环套于高速小齿轮后，通过高压油泵将高压油通过油路注入高压油通道，锥面环的内径被涨大，锥面环上方、高速小齿轮的外部安装轴向锁紧螺母，通过拧紧轴向锁紧螺母将锥面环安装到位。
2、轴向锁紧螺母里安装拧紧螺钉，从而锁死轴向位置。
3、还包括低速大齿轮，低速大齿轮与高速小齿轮啮合，锥面环的端面与低速大齿轮的锥形外端面配合，锥面环的端面进行圆弧修形，二者的配合面的间隙呈中间小、边缘处增大的形状，二者之间的相对滑动形成动压油膜以承受轴向载荷。
本发明的优势在于：
1、通过对锥面止推环沿锥形接触面进行圆弧修形增大了锥面止推结构允许的最小油膜厚度，从而提高了轴向力承载能力，保证了锥面止推结构的高速、高负荷下的稳定运行。
2、锥面止推环通过锥面液压涨紧结构与高速齿轮轴进行安装，提高了锥面止推环的承载能力，增强了结构运行的可靠性，同时保证了高精度的装配关系，结构紧凑，拆装方便。
附图说明
图1为斜齿轮传动系统的轴向力锥面止推结构示意图；
图2为本发明结构示意图；
图3为锥面止推环圆弧修形结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：
结合图1-3，本发明轴向力锥面止推结构由低速大齿轮1、高速小齿轮2、轴向锁紧螺母3、高压油通道4、拧紧螺钉5、锥面止推环6组成。锥面止推环6内孔为锥面结构，与高速小齿轮2锥面外径部分进行配合，高速小齿轮内部设置高压油通道4，安装锥面止推结构时，通过高压油泵将高压油注入到齿轮轴高压油通道4内，将锥面止推环6内径涨大，通过配合拧紧轴向锁紧螺母3将锥面止推环6与高速齿轮轴紧密接触，由于高压油产生内部压力将锥面止推环6内径涨大，锥面止推环6沿高速齿轮轴轴向逐渐滑动直至安装到位，安装完成后撤掉高压油系统，并通过拧紧螺钉5锁死锥面止推环6轴向位置，防止锁紧螺母3松动。至此，完成斜齿轮传动系统轴向力锥面止推结构的装配实施工作。锥面止推环6与大齿轮1端面锥形外端面配合，锥面止推环6与低速大齿轮1的锥形配合面进行圆弧修形，配合面间隙呈中间小、边缘处逐渐增大的趋势，通过两者之间的相对滑动形成动压油膜以承受轴向载荷，斜齿轮传动产生的轴向载荷由锥面止推环6通过锥面液压涨紧连接传递到小齿轮轴，这样斜齿轮传动的轴向力实现了内部平衡，齿轮的轴向力不再作用到轴承上去，从而省去了一个止推滑动轴承。
本发明通过改进锥面止推环与高速齿轮轴的安装方式，采用锥面液压涨紧连接显著地提高了锥面止推结构的轴向载荷承载能力；同时通过对锥面止推环配合面进行圆弧修形增大了锥面止推结构允许的最小油膜厚度，降低了锥面止推结构运行温度，减小了油膜破裂的风险，从而提高了结构的轴向力承载能力以及齿轮轴弯曲变形的许用能力，提高了装置的运行可靠性，保证了锥面止推结构在高速、高负荷下的稳定运行。

Claims (4)

1.一种用于高速重载斜齿轮传动系统的轴向力锥面止推结构，其特征是：包括高速小齿轮、锥面环，锥面环的内孔为锥面，锥面环的内孔套于高速小齿轮的锥面外径上，高速小齿轮内部开设有高压油通道，高压油通道包括相互连通的横向油道和纵向油道，纵向油道连通高压油泵的油路，横向油道与锥面环和高速小齿轮配合的面相通。
2.根据权利要求1所述的一种用于高速重载斜齿轮传动系统的轴向力锥面止推结构，其特征是：锥面环套于高速小齿轮后，通过高压油泵将高压油通过油路注入高压油通道，锥面环的内径被涨大，锥面环上方、高速小齿轮的外部安装轴向锁紧螺母，通过拧紧轴向锁紧螺母将锥面环安装到位。
3.根据权利要求2所述的一种用于高速重载斜齿轮传动系统的轴向力锥面止推结构，其特征是：轴向锁紧螺母里安装拧紧螺钉，从而锁死轴向位置。
4.根据权利要求1-3任一所述的一种用于高速重载斜齿轮传动系统的轴向力锥面止推结构，其特征是：还包括低速大齿轮，低速大齿轮与高速小齿轮啮合，锥面环的端面与低速大齿轮的锥形外端面配合，锥面环的端面进行圆弧修形，二者的配合面的间隙呈中间小、边缘处增大的形状，二者之间的相对滑动形成动压油膜以承受轴向载荷。
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