CN114857248A - 齿轮箱和动力装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种齿轮箱和动力装置，涉及减速机领域，齿轮箱包括壳主体，壳主体设有相互独立的容置腔室以及冷却通道，容置腔室用于容置齿轮箱传动机构以及润滑油，冷却通道用于流通冷却介质；其中，流通于冷却通道内的冷却介质能与位于容置腔室内的润滑油进行热交换。能够提高齿轮箱运行过程中传动机构的冷却效果和润滑效果。

Description

齿轮箱和动力装置

技术领域

本发明涉及减速机领域，具体而言，涉及一种齿轮箱和动力装置。

背景技术

目前，齿轮箱运行过程中，依靠齿轮箱内存储的润滑油进行齿轮箱传动机构的润滑和冷却。

经发明人研究发现，现有的齿轮箱存在如下缺点：

由于齿轮箱高速运行过程中产生的热量大，仅采用润滑油进行冷却的效果差，同时还会降低润滑油的润滑效果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种齿轮箱和动力装置，其能够提高齿轮箱运行过程中传动机构的冷却效果和润滑效果。

本发明的实施例是这样实现的：

第一方面，本发明提供一种齿轮箱，包括：

壳主体，所述壳主体设有相互独立的容置腔室以及冷却通道，所述容置腔室用于容置齿轮箱传动机构以及润滑油，所述冷却通道用于流通冷却介质；其中，流通于所述冷却通道内的冷却介质能与位于所述容置腔室内的润滑油进行热交换。

在可选的实施方式中，所述壳主体设有连通所述容置腔室的回油槽，所述壳主体具有引导润滑油朝向所述回油槽流动的引导壁，所述冷却通道的至少部分通过所述引导壁参与形成。

在可选的实施方式中，所述冷却通道设于所述引导壁内部，且所述壳主体的外表面设置有连通所述冷却通道的进水口和出水口。

在可选的实施方式中，所述引导壁为环形结构，所述引导壁的中心成型有轴承座，所述轴承座上设置有进油槽和出油槽，所述润滑油能在所述引导壁的作用下从所述进油槽进入所述轴承座并从所述出油槽排入所述容置腔内。

在可选的实施方式中，所述引导壁包括由外向内依次连接的第一环形板部、锥形板部和第二环形板部，所述第一环形板部与所述第二环形板部分别位于所述锥形板部在其轴线延伸方向上的两端，所述锥形板部的直径在从所述第一环形板部向所述第二环形板部的方向上逐渐减小；所述第一环形板部与所述锥形板部共同限定出第一凹陷部，所述第二环形板部与所述锥形板部共同限定出第二凹陷部；所述轴承座成型于所述第二环形板部远离所述锥形板部的一侧；所述第一环形板部以及所述锥形板部用于将润滑油引导至所述第二凹陷部内。

在可选的实施方式中，所述第二凹陷部内设置有导油件，所述导油件用于将所述第二凹陷部内的润滑油朝向所述进油槽引导。

在可选的实施方式中，所述第二凹陷部内设置有加强筋。

在可选的实施方式中，所述冷却通道设置为沿所述壳主体的周向延伸的弧形流道，流动于所述冷却通道内的冷却介质能与所述回油槽内的润滑油产生热交换。

第二方面，本发明提供一种动力装置，所述动力装置包括：

电机模组和前述实施方式中任一项所述的齿轮箱，所述电机模组与所述齿轮箱共箱体，所述壳主体包括中壳、端盖和隔板，所述中壳的两端均设置为敞口，所述端盖与所述中壳的一敞口连接；所述隔板一体成型于所述电机模组的电机壳，并与所述中壳的另一敞口可拆卸的连接。

在可选的实施方式中，所述电机模组设有储油池，所述容置腔连通所述储油池，位于所述储油池内的润滑油被泵入所述电机模组的转子轴的中空结构中，且润滑油泵出所述转子轴的中空结构后射向行星架，所述行星架靠近所述转子轴端部处设有流体分散结构，所述流体分散结构用于阻挡润滑油并调节润滑油的流动方向，以使润滑油散落在所述容置腔中；且所述润滑油在润滑位于所述容置腔中的各传动件后回流至所述储油池。

本发明实施例的有益效果是：

综上所述，本实施例提供的齿轮箱，容置腔内存储有润滑油，冷却通道中流动有冷却介质。齿轮箱运行时，润滑油在离心力的作用下以飞溅等方式运动至传动机构处，对传动机构进行润滑和冷却，由于传动机构运行过程中产生大量的热量，热量传递给润滑油使润滑油温度升高。润滑油在容置腔内流动时，与冷却通道中的冷却介质产生热交换，润滑油能够将热量传递给冷却介质，通过冷却介质将热量带走，如此，润滑油的温度降低，润滑油的温度不易过高，润滑和冷却效果好。

同时，本实施例提供的动力装置的润滑循环方向为电机模组—齿轮箱—电机模组，储油池设于靠近电机模组处，齿轮箱的发热量小于电机模组，上述润滑油循环回路设计可使得该循环建立后，润滑油在更低的温度的下先给电机模组进行润滑、降温，另外，由于电机模组的润滑油路相对紧凑，在长时间停车后，润滑油大部分回落至储油池中，冷启动时电机模组内的润滑油可在更短的时间内对齿轮箱进行润滑，减少齿轮箱的机械磨损，齿轮箱的运行更加稳定可靠，不易损坏，降低运行成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例的动力装置的结构示意图；

图2为本发明实施例的隔板的结构示意图；

图3为本发明实施例的隔板的第一视角的剖视结构示意图；

图4为本发明实施例的隔板的第二视角的剖视结构示意图；

图5为本发明实施例的隔板的第三视角的结构示意图；

图6为本发明实施例的隔板的第四视角的结构示意图。

图标:

001-第一轴承；002-第二轴承；003-行星架；031-流体分散结构；004-太阳轮；100-齿轮箱；110-壳主体；101-容置腔；102-冷却通道；1021-进水口；1022-出水口；111-中壳；112-端盖；113-隔板；1131-环形定位体；1132-第一环形板部；1133-锥形板部；1134-第二环形板部；1135-第一环形端面；1136-第二环形端面；1137-回油槽；114-环形容置槽；115-第二凹陷部；116-轴承座；1161-进油槽；1162-出油槽；117-导油件；118-加强筋；200-电机模组；210-电机壳；220-定子绕组；230-转子组件；231-转子轴；240-储油池。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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。

目前，齿轮箱100运行过程中，依靠齿轮箱100内部流动的润滑油进行润滑和冷却，由于齿轮箱100运行过程中产生大量的热量，热量传递给润滑油使润滑油的温度升高，润滑油不易将热量散出，如此，润滑效果和冷却效果均受到影响。

鉴于此，设计者设计了一种齿轮箱100和包括该齿轮箱100的动力装置，能够在齿轮箱100运行过程中将齿轮箱100内部的润滑油的热量通过冷却介质带走，润滑油的温度不易升高，润滑和冷却效果好。

请参阅图1，本实施例中，动力装置包括齿轮箱100以及电机模组200。齿轮箱100和电机模组200共箱体，也即，齿轮箱100和电机模组200共用一个箱体，如此，减小动力装置轴向尺寸，动力装置结构更加紧凑，整体体积小，减小安装所需空间，节省空间资源。

本实施例中，可选的，齿轮箱100包括壳主体110，壳主体110设有相互独立的容置腔101室以及冷却通道102，容置腔101室用于容置齿轮箱传动机构以及润滑油，冷却通道102用于流通冷却介质；其中，流通于冷却通道102内的冷却介质能与位于容置腔101室内的润滑油进行热交换。

如此，在齿轮箱100运行过程中，传动机构运行产生的热量传递给润滑油，而润滑油在流动过程中与流动于冷却通道102内的冷却介质发生热交换，冷却介质将润滑油的热量带走，润滑油的温度降低，从而能够更好的参与润滑和冷却。

本实施例中，可选的，壳主体110包括两端敞口的中壳111、端盖112和隔板113。端盖112和隔板113分别封闭中壳111的两端敞口，中壳111、端盖112和隔板113共同限定出容置腔101，冷却通道102设于隔板113上。端盖112可旋转的设于中壳111的一侧敞口处，端盖112所在一侧用于与执行件连接，执行件能够获取齿轮箱100输出的扭矩；端盖112所在另一侧形成行星传动结构所需要的行星架结构件，储油池240内的润滑油被泵入电机模组200转子轴231的中空结构中，行星架结构件包括若干行星轮和与行星轮啮合的太阳轮004，太阳轮004套接于电机模组200的转子轴231，润滑油泵出转子轴231的中空结构后射向行星架结构件，行星架结构件靠近转子轴231的端部处设有流体分散结构031，润滑油冲撞流体分散结构031后散落在容置腔101中，润滑油在容置腔101内的各传动件之间参与润滑后最终流转回储油池240。

请参阅图2-图6，可选的，隔板113包括由外向内依次连接的环形定位体1131、第一环形板部1132、锥形板部1133和第二环形板部1134，第一环形板部1132与第二环形板部1134分别位于锥形板部1133在预设轴线延伸方向上的两端，且锥形板部1133的直径在从第一环形板部1132向第二环形板部1134的方向上逐渐减小。环形定位体1131具有在预设轴线延伸方向上的第一环形端面1135和第二环形端面1136，第一环形端面1135与中壳111对接且密封连接，二者可以为可拆卸地连接方式。第二环形端面1136用于与电机模组200的电机壳210对接。第一环形板部1132、锥形板部1133和第二环形板部1134均位于环形定位体1131的内周面围成的区域中。第一环形板部1132与锥形板部1133共同限定出第一凹陷部，也即环形定位体1131、第一环形板部1132和锥形板部1133通过限定出环形容置槽114，环形容置槽114的槽口朝向第二环形端面1136，环形容置槽114的槽底壁位于第二环形端面1136靠近第一环形端面1135的一侧，也即，环形容置槽114相对于第二环形端面1136为内凹结构。第二环形板部1134与锥形板部1133共同限定出第二凹陷部115，第二凹陷部115的开口朝向第一环形端面1135，轴承座116成型于第二环形板部1134远离锥形板部1133的一侧，轴承座116上设置有进油槽1161和出油槽1162。第二凹陷部115内设置有导油件117和加强筋118。导油件117用于将第二凹陷部115内的润滑油引导至进油槽1161中。进油槽1161中的润滑油能够流经安装在轴承座116上轴承中并且从出油槽1162流出，回到容置腔101内。由于第二凹陷部115的设计，能够直接在第二凹陷部115内成型导油件117和加强筋118，提高了空间利用率。

其中，预设轴线、轴承座116的轴线、第一环形板部1132的轴线、锥形板部1133的轴线和第二环形板部1134的轴线共线。

可选的，环形定位体1131上设置有连通容置腔101的回油槽1137。在齿轮箱100运行过程中，回油槽1137位于壳主体110的底部，且壳主体110的底部储存有一定量的润滑油，该部分润滑油从回油槽1137可以流动至电机模组200的储油池240中。如此，电机模组200的储油池240中的润滑油可以在传动机构的搅动下参与润滑和冷却，提高搅油效率。或者可以通过泵组件将储油池240中的润滑油冷却和过滤后再输送至容置腔101中参与润滑和冷却。需要说明的是，本实施例中，第一环形板部1132、锥形板部1133和第二环形板部1134共同构成引导壁，并且，第一环形板部1132以及锥形板部1133用于将润滑油引导至第二凹陷部115内，然后通过导油件117引导至进油槽1161中。

请结合图1，本实施例提供的齿轮箱100可以采用强制润滑的方式将润滑油从太阳轮004处注入到容置腔101内。或者，直接将润滑油存储在容置腔101中，采用飞溅的方式进行润滑。无论何种方式，润滑油在容置腔101中均会在离心力的作用下由中心向四周运动，先对容置腔101内的行星轮、内齿套、太阳轮004等啮合位置进行冷却，润滑油温度升高，且到达壳主体110的周壁上后，在重力作用下会沿着引导壁流动。位于上方的润滑油依次在第一环形板部1132、锥形板部1133的引导下到达第二凹陷部115中，然后在导油件117的作用下进入进油槽1161，对安装于轴承座116处的轴承模块进行润滑后从出油槽1162流出，并且经过第二环形板部1134、锥形板部1133和第一环形板部1132后流动至回油槽1137所在位置。该轴承模块可以包括用于安装行星架003的第一轴承001和用于安装太阳轮004的第二轴承002。

请参阅图4，可选的，冷却通道102设于第一环形板部1132内部，并且，冷却通道102为围绕预设轴线延伸的弧形流道。如此，冷却介质在冷却通道102内流动的时间长，参与热交换的时间长，能够带走润滑油更多的热量，从而使润滑油的温度更低。并且，构成冷却通道102的第一环形板部1132也参与引导润滑油的流动，如此，润滑油在第一环形板部1132上流动时，直接通过第一环形板部1132进行热传导，减少中间导热部件，使得润滑油能够及时有效地与冷却介质进行热交换，大大提高换热的效率。同时，环形定位体1131上设置有连通冷却通道102的进水口1021和出水口1022，进水口1021与冷却介质的输入源连接，出水口1022可以通过热交换器后连通输入源，实现冷却介质的循环流动。

需要说明的是，隔板113可以采用砂型铸造的方式成型。此外，在其他实施例中，可以先在隔板113中加工一个环形流道，然后在环形流道中设置一个封堵件，将环形流道隔开从而形成冷却流道，如此，冷却流道的长度更长，换热面积更大，换热效率更高。

需要说明的是，在其他实施例中，冷却通道102可以延伸至锥形板部1133和第二环形板部1134，如此，冷却通道102的容积大，热换面积大，换热效率高。

请参阅图1，本实施例中，可选的，电机模组200包括电机壳210、定子绕组220和转子组件230，电机壳210具有开口侧，开口侧与第二环形端面1136直接对接。如此，隔板113和电机壳210共同限定出用于容置电机模组200的腔室，该腔室独立于容置腔101和冷却通道102。并且，由于环形容置槽114的结构设计，使得定子绕组220的部分能够伸入环形容置槽114中，如此，提高了空间利用率，减小了动力装置在预设轴线延伸方向上的尺寸，动力装置结构更加紧凑，体积更小。

应当理解，隔板113可以与电机壳210一体成型。

进一步的，电机壳210上设置有连通进水口1021的进口流道和出水口1022的出口流道。冷却介质可以从进水流道通过进水口1021进入冷却通道102中，然后在参与热交换后经出水口1022从出水流道排出。

需要说明的是，冷却介质可以是但不限于是冷却水。

本实施例提供的动力装置，电机模组200和齿轮箱100为共箱体结构，减少耗材，降低成本；且减小动力装置的轴向尺寸，提高整体结构的紧凑性，减小体积，减小安装所需空间，节省空间资源。同时，动力装置运行过程中，传动机构产生的热量能够传递至润滑油，润滑油起到冷却传动机构的作用，而润滑油的热量可以传递给冷却介质，润滑油温度降低，能够更好的参与润滑和冷却，动力装置运行稳定可靠，故障率低，降低运行成本。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种齿轮箱，其特征在于，包括：

壳主体，所述壳主体设有相互独立的容置腔室以及冷却通道，所述容置腔室用于容置齿轮箱传动机构以及润滑油，所述冷却通道用于流通冷却介质；其中，流通于所述冷却通道内的冷却介质能与位于所述容置腔室内的润滑油进行热交换。

2.根据权利要求1所述的齿轮箱，其特征在于：

所述壳主体设有连通所述容置腔室的回油槽，所述壳主体具有引导润滑油朝向所述回油槽流动的引导壁，所述冷却通道的至少部分通过所述引导壁参与形成。

3.根据权利要求2所述的齿轮箱，其特征在于：

所述冷却通道设于所述引导壁内部，且所述壳主体的外表面设置有连通所述冷却通道的进水口和出水口。

4.根据权利要求2所述的齿轮箱，其特征在于：

所述引导壁为环形结构，所述引导壁的中心成型有轴承座，所述轴承座上设置有进油槽和出油槽，所述润滑油能在所述引导壁的作用下从所述进油槽进入所述轴承座并从所述出油槽排入所述容置腔内。

5.根据权利要求4所述的齿轮箱，其特征在于：

所述引导壁包括由外向内依次连接的第一环形板部、锥形板部和第二环形板部，所述第一环形板部与所述第二环形板部分别位于所述锥形板部在其轴线延伸方向上的两端，所述锥形板部的直径在从所述第一环形板部向所述第二环形板部的方向上逐渐减小；所述第一环形板部与所述锥形板部共同限定出第一凹陷部，所述第二环形板部与所述锥形板部共同限定出第二凹陷部；所述轴承座成型于所述第二环形板部远离所述锥形板部的一侧；所述第一环形板部以及所述锥形板部用于将润滑油引导至所述第二凹陷部内。

6.根据权利要求5所述的齿轮箱，其特征在于：

所述第二凹陷部内设置有导油件，所述导油件用于将所述第二凹陷部内的润滑油朝向所述进油槽引导。

7.根据权利要求5所述的齿轮箱，其特征在于：

所述第二凹陷部内设置有加强筋。

8.根据权利要求2所述的齿轮箱，其特征在于：

所述冷却通道设置为沿所述壳主体的周向延伸的弧形流道，流动于所述冷却通道内的冷却介质能与所述回油槽内的润滑油产生热交换。

9.一种动力装置，其特征在于，所述动力装置包括：

电机模组和权利要求1-8中任一项所述的齿轮箱，所述电机模组与所述齿轮箱共箱体；所述壳主体包括中壳、端盖和隔板，所述中壳的两端均设置为敞口，所述端盖与所述中壳的一敞口连接；所述隔板一体成型于所述电机模组的电机壳，并与所述中壳的另一敞口可拆卸的连接。

10.根据权利要求9所述的动力装置，其特征在于：

所述电机模组设有储油池，所述容置腔连通所述储油池；位于所述储油池内的润滑油被泵入所述电机模组的转子轴的中空结构中，且润滑油泵出所述转子轴的中空结构后射向行星架，所述行星架靠近所述转子轴端部处设有流体分散结构，所述流体分散结构用于阻挡润滑油并调节润滑油的流动方向，以使润滑油散落在所述容置腔中；且所述润滑油在润滑位于所述容置腔中的各传动件后回流至所述储油池。

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