CN115638231A - 一种全电式大扭矩注塑机专用行星齿轮箱 - Google Patents

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Abstract

本发明属于注塑机技术领域，尤其是涉及一种全电式大扭矩注塑机专用行星齿轮箱，包括：电机结构、减速机结构和冷却结构，电机结构包括电机壳体，所述电机壳体的侧壁上固定连接有尾部轴承座，所述电机壳体内壁上均布连接有四个电机定子，所述电机定子远离电机壳体的一端连接有电机转子；减速机结构包括固定连接在电机壳体侧壁上的减速机壳体，所述减速机壳体、电机壳体和尾部轴承座之间形成密闭结构，所述减速机壳体内设置有与电机转子连接的行星单元。本发明利用功率分流合流原理，将原本需要一个大电机分成四个小电机，现电机功率只需原电机功率的1/4，四个电机均布围绕一个中心，安装在电机壳体内，大大减小电机的轴向尺寸和制造成本。

Description

一种全电式大扭矩注塑机专用行星齿轮箱
技术领域
本发明涉及注塑机技术领域，尤其涉及一种全电式大扭矩注塑机专用行星齿轮箱。
背景技术
目前大部分大吨位注塑机采用液压马达驱动，其传动原理为：以液压油为工作介质，通过动力元件油泵，将原动机的机械能变为液压油的压力能，再通过控制元件，借助执行元件(油马达)将压力能转换为机械能，驱动负载实现回转运动。
而现有液压马达驱动存在如下缺点：
1、传动比精度低，液压传动因有相对运动表面不可避免地存在泄漏，同时油液不是绝对不可压缩的，加上油管等弹性变形，液压传动不能得到严格的传动比；2、传动效率低，油液流动过程中存在损失、局部损失和泄漏损失，传动效率较低，不适宜远距离传动；3、使用成本高，为防止漏油以及为满足某些性能上的要求，液压元件制造精度要求高，给使用与维修保养带来一定困难；另外现有液压马达体积大、能耗大。
为此，我们提出一种全电式大扭矩注塑机专用平行齿齿轮箱来解决上述问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种全电式大扭矩注塑机专用行星齿轮箱。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种全电式大扭矩注塑机专用行星齿轮箱，包括：电机结构、减速机结构和冷却结构，电机结构包括电机壳体，所述电机壳体的侧壁上固定连接有尾部轴承座，所述电机壳体内壁上均布连接有四个电机定子，所述电机定子远离电机壳体的一端连接有电机转子；减速机结构包括固定连接在电机壳体侧壁上的减速机壳体，所述减速机壳体、电机壳体和尾部轴承座之间形成密闭结构，所述减速机壳体内设置有与电机转子连接的行星单元，所述减速机壳体远离电机壳体的侧壁上转动连接有输出轴，所述输出轴与四个行星单元之间通过传动单元连接；冷却结构包括设置于传动单元下侧的减速机壳体内的冷却翅片盘管，所述冷却翅片盘管的侧壁上分别连接有与其内部连通的齿轮箱冷却水进水管和齿轮箱冷却水出水管，所述齿轮箱冷却水进水管和齿轮箱冷却水出水管远离冷却翅片盘管的一端均延伸至减速机壳体的外侧，所述电机壳体内设置有冷却机构。
在上述的全电式大扭矩注塑机专用行星齿轮箱中，所述电机壳体、减速机壳体和尾部轴承座的截面均呈矩形，所述减速机壳体远离电机壳体的侧壁上固定连接有安装板，所述安装板的侧壁上均布开设有多个安装孔，所述输出轴贯穿安装板。
在上述的全电式大扭矩注塑机专用行星齿轮箱中，四个所述电机定子分别围绕电机壳体中心排列，所述电机采用异步电机特性，且四个电机转子同步均载。
在上述的全电式大扭矩注塑机专用行星齿轮箱中，所述行星单元包括与电机转子连接的太阳轮，所述减速机壳体内设置有三个均布环绕在太阳轮外侧并与其啮合的行星轮，且三个行星轮的外侧啮合有同一个内齿圈，所述太阳轮、三个行星轮和内齿圈形成行星组件，所述减速机壳体内设置有与行星组件连接的行星架。
在上述的全电式大扭矩注塑机专用行星齿轮箱中，所述传动单元包括与行星架同轴连接的二级小齿轮，且四个二级小齿轮对应设置于行星架的前侧，所述减速机壳体内的输出轴外侧固定套接有与四个二级小齿轮啮合的二级大齿轮。
在上述的全电式大扭矩注塑机专用行星齿轮箱中，所述二级小齿轮与二级大齿轮之间的传动比为3～5，所述行星轮204与内齿圈205的传动比为4～8。
在上述的全电式大扭矩注塑机专用行星齿轮箱中，所述冷却机构包括固定连接在电机壳体内的冷却管，所述冷却管的侧壁上固定连接有与其连通的电机冷却水进水管和电机冷却水出水管，且电机冷却水进水管和电机冷却水出水管远离冷却管的一端延伸至电机壳体的外侧。
在上述的全电式大扭矩注塑机专用行星齿轮箱中，所述冷却管呈环形排布，且冷却管与电机壳体、减速机壳体和尾部轴承座的内壁连接，所述冷却管的外侧壁上连接用于检测冷却水温度的温度传感器。
在上述的全电式大扭矩注塑机专用行星齿轮箱中，所述齿轮箱冷却水进水管、齿轮箱冷却水出水管、电机冷却水进水管和电机冷却水出水管的外侧壁上均固定连接有控制阀。
在上述的全电式大扭矩注塑机专用行星齿轮箱中，所述全电式大扭矩注塑机专用行星齿轮箱的工作原理为：
S1、通过将四个电机定子分别安装在电机壳体内，且四个电机定子分别带动四个电机转子转动；
S2、电机转子分别与太阳轮连接，太阳轮带动与其啮合的三个行星轮转动并使其外侧的内齿圈转动，进一步的内齿圈的转动会带动行星架轮轴上的二级小齿轮转动并最终传扭至输出轴；
S3、通过行星组件分流只需承受原1/4的力，且二级小齿轮也只需承受原本1/4的力，减小了高速轴的圆周速度及转动惯量，进一步提高减速机的整体转速或增大扭矩，起到降低噪音提高运动平稳性作用。
与现有技术相比，本全电式大扭矩注塑机专用行星齿轮箱的优点在于：
1、本发明利用功率分流合流原理，将原本需要一个大电机分成四个小电机，现电机功率只需原电机功率的1/4，四个电机均布围绕一个中心，安装在电机壳体内，大大减小电机的轴向尺寸和制造成本。
2、本发明行星组件通过分流只需承受原1/4的力，大大减小了高速轴的圆周速度及转动惯量，进一步提高减速机的整体转速或增大扭矩，降低了噪音提高运动平稳性，并且二级大齿轮齿面只承受原本1/4的力，且四个二级小齿轮与二级大齿轮为对称啮合，可以抵消圆周力，提高运动平稳性降低噪音。
附图说明
图1为本发明提出的一种全电式大扭矩注塑机专用行星齿轮箱的外部结构示意图；
图2为本发明提出的一种全电式大扭矩注塑机专用行星齿轮箱的电机壳体和减速机壳体内部结构图；
图3为本发明提出的一种全电式大扭矩注塑机专用行星齿轮箱的电机壳体和减速机壳体内部仰视结构图；
图4为本发明提出的一种全电式大扭矩注塑机专用行星齿轮箱的传动单元结构图。
图中，100电机结构、101电机壳体、102尾部轴承座、103电机定子、104电机转子、200减速机结构、201减速机壳体、202输出轴、203太阳轮、204行星轮、205内齿圈、206行星架、207二级小齿轮、208二级大齿轮、300冷却结构、301冷却翅片盘管、302齿轮箱冷却水进水管、303齿轮箱冷却水出水管、304冷却管、305电机冷却水进水管、306电机冷却水出水管。
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一部分实施例，而不是全部的实施例。
实施例
参照图1-图4，一种全电式大扭矩注塑机专用行星齿轮箱，包括：电机结构100、减速机结构200和冷却结构300，电机结构100包括电机壳体101，电机壳体101的侧壁上固定连接有尾部轴承座102，电机壳体101内壁上均布连接有四个电机定子103，电机定子103远离电机壳体101的一端连接有电机转子104，四个电机定子103分别围绕电机壳体101中心排列，电机采用异步电机特性，且四个电机转子104同步均载，利用功率分流合流原理，将原本需要一个大电机分成四个小电机，且四个电机均布围绕一个中心，安装在电机壳体101内，大大减小电机的轴向尺寸和制造成本。
其中，减速机结构200包括固定连接在电机壳体101侧壁上的减速机壳体201，减速机壳体201、电机壳体101和尾部轴承座102之间形成密闭结构，具体的，电机壳体101、减速机壳体201和尾部轴承座102的截面均呈矩形，减速机壳体201远离电机壳体101的侧壁上固定连接有安装板，安装板的侧壁上均布开设有多个安装孔，输出轴202贯穿安装板，便于安装使用。
进一步的，减速机壳体201内设置有与电机转子104连接的行星单元，行星单元包括与电机转子104连接的太阳轮203，减速机壳体201内设置有三个均布环绕在太阳轮203外侧并与其啮合的行星轮204，且三个行星轮204的外侧啮合有同一个内齿圈205，太阳轮203、三个行星轮204和内齿圈205形成行星组件，减速机壳体201内设置有与行星组件连接的行星架206，行星组件通过分流只需承受原1/4的力，大大减小了高速轴的圆周速度及转动惯量，进一步提高减速机的整体转速或增大扭矩，降低了噪音提高运动平稳性。
更进一步的，减速机壳体201远离电机壳体101的侧壁上转动连接有输出轴202，输出轴202与四个行星单元之间通过传动单元连接，传动单元包括与行星架206同轴连接的二级小齿轮207，且四个二级小齿轮207对应设置于行星架206的前侧，减速机壳体201内的输出轴202外侧固定套接有与四个二级小齿轮207啮合的二级大齿轮208，具体的，二级小齿轮207与二级大齿轮208之间的传动比为3～5，行星轮204与内齿圈205的传动比为4～8，四个二级小齿轮207与二级大齿轮208为对称啮合，可以抵消圆周力，提高运动平稳性降低噪音。
其中，冷却结构300包括设置于传动单元下侧的减速机壳体201内的冷却翅片盘管301，冷却翅片盘管301的侧壁上分别连接有与其内部连通的齿轮箱冷却水进水管302和齿轮箱冷却水出水管303，齿轮箱冷却水进水管302和齿轮箱冷却水出水管303远离冷却翅片盘管301的一端均延伸至减速机壳体201的外侧，电机壳体101内设置有冷却机构，冷却机构包括固定连接在电机壳体101内的冷却管304，冷却管304的侧壁上固定连接有与其连通的电机冷却水进水管305和电机冷却水出水管306，且电机冷却水进水管305和电机冷却水出水管306远离冷却管304的一端延伸至电机壳体101的外侧，冷却管304呈环形排布，且冷却管304与电机壳体101、减速机壳体201和尾部轴承座102的内壁连接，冷却管304的外侧壁上连接用于检测冷却水温度的温度传感器，齿轮箱冷却水进水管302、齿轮箱冷却水出水管303、电机冷却水进水管305和电机冷却水出水管306的外侧壁上均固定连接有控制阀，该减速电机通过水冷方式来降低电机温度及齿轮润滑油温度，通过电机壳体101分别与减速机壳体201和尾部轴承座102形成一个密闭的首尾相连的循环水道，并在冷却水路上安装温度传感器来控制冷却水的温度，避免电机过冷产生冷凝水。
其中，全电式大扭矩注塑机专用行星齿轮箱的工作原理为：
S1、通过将四个电机定子103分别安装在电机壳体101内，且四个电机定子103分别带动四个电机转子104转动；
S2、电机转子104分别与太阳轮203连接，太阳轮203带动与其啮合的三个行星轮204转动并使其外侧的内齿圈205转动，进一步的内齿圈205的转动会带动行星架206轮轴上的二级小齿轮207转动并最终传扭至输出轴202；
S3、通过行星组件分流只需承受原1/4的力，且二级小齿轮207也只需承受原本1/4的力，减小了高速轴的圆周速度及转动惯量，进一步提高减速机的整体转速或增大扭矩，起到降低噪音提高运动平稳性作用。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种全电式大扭矩注塑机专用行星齿轮箱，其特征在于，包括：
电机结构(100)，其包括电机壳体(101)，所述电机壳体(101)的侧壁上固定连接有尾部轴承座(102)，所述电机壳体(101)内壁上均布连接有四个电机定子(103)，所述电机定子(103)远离电机壳体(101)的一端连接有电机转子(104)；
减速机结构(200)，其包括固定连接在电机壳体(101)侧壁上的减速机壳体(201)，所述减速机壳体(201)、电机壳体(101)和尾部轴承座(102)之间形成密闭结构，所述减速机壳体(201)内设置有与电机转子(104)连接的行星单元，所述减速机壳体(201)远离电机壳体(101)的侧壁上转动连接有输出轴(202)，所述输出轴(202)与四个行星单元之间通过传动单元连接；
冷却结构(300)，其包括设置于传动单元下侧的减速机壳体(201)内的冷却翅片盘管(301)，所述冷却翅片盘管(301)的侧壁上分别连接有与其内部连通的齿轮箱冷却水进水管(302)和齿轮箱冷却水出水管(303)，所述齿轮箱冷却水进水管(302)和齿轮箱冷却水出水管(303)远离冷却翅片盘管(301)的一端均延伸至减速机壳体(201)的外侧，所述电机壳体(101)内设置有冷却机构。
2.根据权利要求1所述的一种全电式大扭矩注塑机专用行星齿轮箱，其特征在于，所述电机壳体(101)、减速机壳体(201)和尾部轴承座(102)的截面均呈矩形，所述减速机壳体(201)远离电机壳体(101)的侧壁上固定连接有安装板，所述安装板的侧壁上均布开设有多个安装孔，所述输出轴(202)贯穿安装板。
3.根据权利要求2所述的一种全电式大扭矩注塑机专用行星齿轮箱，其特征在于，四个所述电机定子(103)分别围绕电机壳体(101)中心排列，所述电机采用异步电机特性，且四个电机转子(104)同步均载。
4.根据权利要求1所述的一种全电式大扭矩注塑机专用行星齿轮箱，其特征在于，所述行星单元包括与电机转子(104)连接的太阳轮(203)，所述减速机壳体(201)内设置有三个均布环绕在太阳轮(203)外侧并与其啮合的行星轮(204)，且三个行星轮(204)的外侧啮合有同一个内齿圈(205)，所述太阳轮(203)、三个行星轮(204)和内齿圈(205)形成行星组件，所述减速机壳体(201)内设置有与行星组件连接的行星架(206)。
5.根据权利要求4所述的一种全电式大扭矩注塑机专用行星齿轮箱，其特征在于，所述传动单元包括与行星架(206)同轴连接的二级小齿轮(207)，且四个二级小齿轮(207)对应设置于行星架(206)的前侧，所述减速机壳体(201)内的输出轴(202)外侧固定套接有与四个二级小齿轮(207)啮合的二级大齿轮(208)。
6.根据权利要求5所述的一种全电式大扭矩注塑机专用行星齿轮箱，其特征在于，所述二级小齿轮(207)与二级大齿轮(208)之间的传动比为3～5，所述行星轮(204)与内齿圈(205)的传动比为4～8。
7.根据权利要求5所述的一种全电式大扭矩注塑机专用行星齿轮箱，其特征在于，所述冷却机构包括固定连接在电机壳体(101)内的冷却管(304)，所述冷却管(304)的侧壁上固定连接有与其连通的电机冷却水进水管(305)和电机冷却水出水管(306)，且电机冷却水进水管(305)和电机冷却水出水管(306)远离冷却管(304)的一端延伸至电机壳体(101)的外侧。
8.根据权利要求7所述的一种全电式大扭矩注塑机专用行星齿轮箱，其特征在于，所述冷却管(304)呈环形排布，且冷却管(304)与电机壳体(101)、减速机壳体(201)和尾部轴承座(102)的内壁连接，所述冷却管(304)的外侧壁上连接用于检测冷却水温度的温度传感器。
9.根据权利要求8所述的一种全电式大扭矩注塑机专用行星齿轮箱，其特征在于，所述齿轮箱冷却水进水管(302)、齿轮箱冷却水出水管(303)、电机冷却水进水管(305)和电机冷却水出水管(306)的外侧壁上均固定连接有控制阀。
10.根据权利要求1所述的一种全电式大扭矩注塑机专用行星齿轮箱，其特征在于，所述全电式大扭矩注塑机专用行星齿轮箱的工作原理为：
S1、通过将四个电机定子(103)分别安装在电机壳体(101)内，且四个电机定子(103)分别带动四个电机转子(104)转动；
S2、电机转子(104)分别与太阳轮(203)连接，太阳轮(203)带动与其啮合的三个行星轮(204)转动并使其外侧的内齿圈(205)转动，进一步的内齿圈(205)的转动会带动行星架(206)轮轴上的二级小齿轮(207)转动并最终传扭至输出轴(202)；
S3、通过行星组件分流只需承受原1/4的力，且二级小齿轮(207)也只需承受原本1/4的力，减小了高速轴的圆周速度及转动惯量，进一步提高减速机的整体转速或增大扭矩，起到降低噪音提高运动平稳性作用。
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