CS265188B1

CS265188B1 - Vertical bevel gearbox

Info

Publication number: CS265188B1
Application number: CS878574A
Authority: CS
Inventors: Josef Ing Csc Penkava; Vaclav Mares; Jiri Ing Lhotak
Original assignee: Penkava Josef; Vaclav Mares; Lhotak Jiri
Priority date: 1987-11-27
Filing date: 1987-11-27
Publication date: 1989-10-13
Also published as: CS857487A1

Abstract

Řešení se týká vertikální kuželočelní převodovky, spadající do oboru převodových zařízení pro pohony různých průmyslových celků. Vertikální kuželočelní převodovka umožňuje svým koncepčním uspořádáním přenos vertikálního axiálního zatížení na hnané straně při vertikálně řešeném valivém uloženi hnaného výstupního hřídele. Podstata řešení spočívá v tom, že vertikální kuželočelní převodovka má na horním konci vertikálního výstupního hřídele upevněnou nosnou desku, která je uložena ve tvarované pří rubě na valivém axiálním ložisku. Dále je výstupní hřídel zároveň veden v horním a dolním valivém radiálním ložisku. Uložení výstupního hřídele je řešeno jako stereostaticky určité. To je dosaženo dolícová- ním opěrných ploch v nosné desce a ve víku nebo vložením pružné horní a spodní plošné podložky případně jen spodní plošné podlož ky. U plošných podložek je využito jejich plasticity a pružnosti. Tím se dosáhne vhodného provozního ustavení výstupního hřídele. To umožňuje i celkové uspořádání koncepce vertikální kuželočelní převodovky sledující jednoznačnost silových účinků také v záběru ozubených kol, docílené správným nastavením ozubených kol v jejich záběru.The solution concerns a vertical bevel-helical gearbox, which falls into the field of transmission devices for drives of various industrial units. The vertical bevel-helical gearbox, by its conceptual arrangement, enables the transmission of vertical axial loads on the driven side with a vertically designed rolling bearing of the driven output shaft. The essence of the solution lies in the fact that the vertical bevel-helical gearbox has a support plate fixed at the upper end of the vertical output shaft, which is mounted in a shaped flange on a rolling axial bearing. Furthermore, the output shaft is simultaneously guided in upper and lower rolling radial bearings. The mounting of the output shaft is designed as stereostatically determined. This is achieved by adding support surfaces in the support plate and in the cover or by inserting a flexible upper and lower flat washer or only the lower flat washer. In the case of flat washers, their plasticity and elasticity are used. This achieves a suitable operational positioning of the output shaft. This is also enabled by the overall arrangement of the vertical bevel gearbox concept, which ensures the uniformity of force effects also in the meshing of the gears, achieved by the correct adjustment of the gears in their meshing.

Description

Vynález se týká vertikální kuželoěelní převodovky s kuželovým převodem a čelními převody k pohonu upevněné nosné desky unášející rotující části hnaného stroje.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a vertical bevel-bevel gearbox with a bevel gear and spur gears to drive a mounted support plate carrying rotating parts of a driven machine.

Je známa řada standardních konstrukcí kuželových nebo kuželočelních převodovek, kde umístění hřídelů je realizováno v horizontální rovině a při uložení výstupního hřídele je použito dvou radiálních valivých ložisek, v tělese neodpružených.A number of standard conical or bevel-helical gearbox designs are known, where the shafts are positioned in a horizontal plane and two radial roller bearings, not suspended in the housing, are used to support the output shaft.

U jednoho samostavitelného uložení radiálního valivého ložiska je použito pružného pláště s výběžkem, s možnosti jeho ohybového přetvoření. U jiného uložení radiálního ložiska je využito tlumících účinků pružného válcového prstence opatřeného slabostěným pouzdrem z plechu. V obou případech se jedná o náročnou výrobu pružných elementů, které mají malou provozní odolnost.In one self-adjusting bearing of a radial roller bearing, a flexible jacket with a projection is used, with the possibility of its bending deformation. In another bearing of the radial bearing, the damping effects of a flexible cylindrical ring provided with a thin-walled sheet metal sleeve are utilized. In both cases, it is difficult to manufacture flexible elements that have low operational resistance.

Uvedené nevýhody odstraňuje vertikální kuželočelní převodovka s kuželovým převodem a čelními převody, podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že na jediném vyvedeném horním konci vertikálního výstupního hřídele je upevněna horizontální nosná deska s rotujícími částmi hnaného stroje, která je uložena ve tvarované přírubě na valivém axiálním ložisku.The above-mentioned disadvantages are overcome by the vertical bevel-helical gearbox with bevel gear and spur gearing according to the invention, characterized in that a horizontal bearing plate with rotating parts of the driven machine is mounted on a single leading upper end of the vertical output shaft. thrust bearing.

Tato tvarovaná příruba je vypracována na víku převodové skříně. Dále je výstupní hřídel zároveň veden v horním a dolním valivém radiálním ložisku. Vnitřní kroužky těchto radiálních ložisek jsou axiálně zajištěny na výstupním hřídeli a vnější kroužky jsou axiálně volně uloženy v převodové skříni. Podstatou vynálezu je dále to, že vnější dosedací plochy kroužků axiálního ložiska korespondují s opěrnými plochami, vytvořenými jak v horizontální nosné desce, tak ve, víku převodové skříně, vlastní konstrukce rotujících částí hnaného stroje spočívá svou hmotností přímo na horizontální nosné desce převodové skříně. Spojení celků vertikální převodovky a hnaného stroje je tím kompaktnější, méně rozměrné, a tudíž také méně hmotné.This shaped flange is drawn on the gearbox cover. Furthermore, the output shaft is guided simultaneously in the upper and lower rolling radial bearing. The inner rings of these radial bearings are axially secured to the output shaft and the outer rings are axially loosely received in the gearbox. It is a further object of the invention that the outer bearing surfaces of the thrust bearing rings correspond to the bearing surfaces formed both in the horizontal support plate and in the gearbox cover, the actual construction of the rotating parts of the driven machine rests by weight directly on the horizontal support plate of the gearbox. The combination of the vertical gearbox and the driven machine is all the more compact, less bulky and therefore less massive.

Vertikální výstupní hřídel je spolu s upevněnou nosnou deskou uložen na valivém axiálním ložisku a zároveň je veden ve dvou valivých radiálních ložiskách. Tato koncepce s uložením výstupního hřídele ve valivých ložiskách vede oproti uložení v kluzných ložiskách s hýdrodynamickým nebo hydrostatickým mazáním k podstatně jednodušší konstrukci, k nižším výrobním nákladům a k méně náročným provozním podmínkám. Uloženi vertikálního výstupného hřídele je řešeno jako stereostaticky určité, tj. schopné přenášet silové účinky s jednoznačnou určitostí ze strany hnací i hnané, a to i za předpokladu přenosu vyššího vertikálního axiálního statické ho i dynamického zatížení od hnaného stroje. To umožňuje při nerovnoběžnosti dosedacích ploch kroužků axiálního ložiska a opěrných ploch v nosné desce a ve víku převodové skříně sezení těchto ploch, kterého je dosaženo dolicováním opěrných ploch nebo vložením pružné horní a spodní plošné podložky, případně jen spodní plošné podložky. U pružných plošných podložek je využito jejich plasticity a pružnosti. Tak se dosáhne vhodného provozního ustavení výstupního hřídele.The vertical output shaft, together with the fixed support plate, is mounted on a rolling thrust bearing and is also guided in two rolling radial bearings. This concept with the output shaft bearing in rolling bearings results in a considerably simpler design, lower production costs and less demanding operating conditions compared to sliding bearings with hydrodynamic or hydrostatic lubrication. The bearing of the vertical output shaft is designed to be stereostatically definite, ie capable of transmitting force effects with a definite certainty from the driving and driven side, even assuming the transmission of a higher vertical axial static and dynamic load from the driven machine. This makes it possible, in the case of non-parallelism of the bearing surfaces of the thrust bearing rings and the bearing surfaces in the support plate and in the transmission housing cover, to achieve these surfaces by lowering the bearing surfaces or by inserting a resilient top and bottom pads or only the bottom pads. The elastic pads utilize their plasticity and elasticity. In this way, a suitable operational alignment of the output shaft is achieved.

Další předností je i celkové uspořádání koncepce vertikální kuželočelní převodovky, sledující jednoznačnost silových účinků také v záběru ozubených kol, docílené potřebným nastavením ozubených kol v jejich záběru. Správné provozní ustavení výstupního hřídele je splněno i při případných tolerovaných výrobních geometrických a montážních úchylkách výstupního hřídele a jeho uloženi v ložiskách a také výrobních úchylkách vlastního ozubení ozbených kol a úchylek jejich záběru.Another advantage is the overall arrangement of the concept of the vertical bevel gearbox, which monitors the uniqueness of the force effects also in the meshing of the gears, achieved by the necessary adjustment of the gears in their meshing. The correct operating alignment of the output shaft is also met in the event of tolerated manufacturing geometrical and mounting deviations of the output shaft and its bearing in the bearings as well as manufacturing deviations of the gearing proper of the gears and deviations of their engagement.

Na připojených výkresech 1 a 2 jsou schematicky zobrazeny dva příklady provedení vertikální kuželočelní převodovky podle vynálezu ve vertikálním osovém řezu převodové skříně s pohledem na ozubená kola, jejichž ozubení není na obrázcích prokresleno. Schematicky jsou také zakreslena jednotlivá valivá ložiska.In the accompanying drawings 1 and 2, two exemplary embodiments of a vertical bevel gearbox according to the invention are shown in a vertical axial section of a gearbox with a view of gears, the toothing of which is not illustrated in the figures. Individual rolling bearings are also shown schematically.

Na obr. 1 je zobrazeno uspořádání vertikální kuželočelní převodovky s předlohovým hřídelem, na obr. 2 bez tohoto předlohového hřídele.Fig. 1 shows an arrangement of a vertical bevel-helical gearbox with countershaft; Fig. 2 without the countershaft.

Vertikální kuželočelní převodovka sestává z převodové skříně 2, ^na jejímž víku 2 j^evypracována tvarovaná příruba 2, ^na které je uložena horizontální nosná deska 2 pomocí valivého axiálního ložiska 7. Spodní kroužek valivého axiálního ložiska ]_ je svým vnitřním průměrem natažen na vnější průměr osazení ve vývrtu příruby 3 víka 2, horní kroužek axiálního ložiska 7 je radiálně opřen svým vnějším průměrem ve vývrtu nosné desky 2· Nosná deska 2 je upevněna na jediném vyvedeném horním konci 2 Vertikálního výstupního hřídele £ pomocí ploché matice 28, čímž je vytvořena horizontální rovina, kolmá na výstupní hřídel 2» ^na níž jsou unášeny rotující části hnaného stroje. Výstupní hřídel 4 je zároveň věděn ve valivém horním radiálním ložisku 10 a valivém dolním radiálním ložisku 21, jejichž vnitřní kroužky jsou na výstupním hřídeli 2 axiálně zajištěny. Vnější kroužky jsou v převodové skříni 2 uloženy axiálně volně. Mezi spodním kroužkem axiálního ložiska 7_ a víkem 2 převodové skříně 2 je umístěna pružná spodní plošná podložka 13 a mezi horním kroužkem axiálního ložiska 7_ a nosnou deskou 2 j^e vložena pružná horní plošná podložka 12. Uložení výstupního hřídele 2 je tedy řešeno jako stereostaticky určité. Použitím valivého uložení výstupního hřídele 4_, a v tomto případě dle obr. 1 při použití horní plošné podložky 12 a spodní plošné podložky 21, je dosaženo sezení dosedacích ploch kroužků axiálního ložiska 1_ a opěrných ploch 29, 30 v nosné desce 2 ^a ve víku 2 ^a vlivem pružnosti a plasticity materiálu horní plošné podložky 12 a spodní plošné podložky 13 se docílí i při vysokém statickém a dynamickém axiálním zatížení od hnahého stroje korektního provozního ustavení výstupního hřídele 2Na výstupním hřídeli 4_ je upevněno pomaloběžné kolo 22, které je v záběru s předlohovým pastorkem 16, který je spolu s předlohovým kolem 17 pevně nasazen na předlohový hřídel 15. Předlohový pastorek 16 může být vyroben spolu s předlohovým hřídelem 15 z jediného kusu materiálu. Vnitřní kroužky horního předlohového ložiska 18 a dolního předlohového ložiska 22. jsou na předlohovém hřídeli 15 axiálně zajištěny. Vnější kroužek horního předlohového ložiska 18 je ve víku 2_ převodové skříně 2 uložen s axiální pohyblivostí, vnější kroužek dolního předlohového ložiska 19 je ve spodku 2 převodové skříně 2 uložen s jednostranným axiálním uvolněním.The vertical bevel gear comprises a gear housing 2, ^whereby the lid 2 ^e j drawn shaped flange 2 ^on which is mounted a horizontal support plate 2 by means of a rolling thrust bearing 7. The bottoms of the rolling thrust bearing ring] _ is stretched by its inner diameter to the outer diameter of shoulder in the flange bore 3 of the cover 2, the upper ring of the thrust bearing 7 is radially supported by its outer diameter in the bore of the support plate 2. The support plate 2 is fixed to a single protruding upper end 2 of the vertical output shaft 6 by a flat nut 28, perpendicular to the output shaft 2 ^on which the rotating parts of the driven machine are carried. The output shaft 4 is also known in the rolling upper radial bearing 10 and the rolling lower radial bearing 21, the inner rings of which are axially secured to the output shaft 2. The outer rings are mounted axially freely in the gearbox 2. Between the lower ring of the thrust bearing 7 and the cover 2 of the gearbox 2 there is a resilient lower pad 13 and between the upper ring of the thrust bearing 7 and the support plate 2 ^an elastic upper pad 12 is inserted. By using the output shaft rolling bearing 4, and in this case according to FIG. 1, using the upper washer 12 and the lower washer 21, the seating surfaces of the thrust bearing rings 7 and the abutment surfaces 29, 30 in the support plate 2 ^and in the lid 2 are achieved. ^and due to the elasticity and plasticity of the material of the upper washer 12 and the lower washer 13, even at high static and dynamic axial loads from the loose machine, a correct operational alignment of the output shaft 2 is achieved. 16, which together with the countershaft 17 is fixedly mounted on the countershaft 15. The countershaft pinion 16 can be made together with the countershaft 15 from a single piece of material. The inner rings of the upper counter bearing 18 and the lower counter bearing 22 are axially secured to the counter shaft 15. The outer ring of the upper counter bearing 18 is mounted in the cover 2 of the gearbox 2 with axial mobility, the outer ring of the lower counter bearing 19 is mounted in the bottom 2 of the gearbox 2 with a one-sided axial release.

Na převodovém hřídeli 20 jsou vnitřní kroužky horního převodového ložiska 23 a dolního převodového ložiska 24 axiálně zajištěny. Vnější kroužky tohoto horního převodového ložiska 23 a dolního převodového ložiska 24 jsou vůči převodové skříni 2 také axiálně jištěny. Čelní pastorek 21 je upevněn na vertikálním převodovém hřídeli 20, podle obr. 1, pod kuželovým kolem 22. V 2áběru s kuželovým kolem 22 je kuželový pastorek 26, který je pevně nasazen na horizontálně umístěném vstupním hřídeli 25. Vstupní hřídel 25 je uložen v ložiskách v nastavitelném vodici pouzdře, na obr. 1 nezakresleném, jež umožňuje nastavení korektního záběru kuželového pastorku 26 s kuželovým kolem 22.On the transmission shaft 20, the inner rings of the upper gear bearing 23 and the lower gear bearing 24 are axially secured. The outer rings of the upper gear bearing 23 and the lower gear bearing 24 are also axially secured against the gearbox 2. The pinion 21 is mounted on the vertical gear shaft 20, as shown in FIG. 1, below the bevel gear 22. In engagement with the bevel gear 22 is a bevel pinion 26 which is fixedly mounted on the horizontally positioned input shaft 25. The input shaft 25 is supported by bearings. 1 in an adjustable guide bush, not shown in FIG. 1, which allows the correct engagement of the bevel pinion 26 with the bevel gear 22.

Převodová skříň 2 j^e horizontálně dělena v ose vstupního hřídele 25 jedinou dělicí rovinou 27 na dva základní celky, kterými jsou spodek 2 ^s fněmou 2 převodové skříně 2 ^a víko 2 s tvarovanou přírubou 2 nosné desky 2· Vstupní hřídel 25 a výstupní hřídel 4_ jsou v zobrazené vertikální rovině na sebe kolmé.Gearbox 2 j ^e divided horizontally in the axis of the input shaft 25 of a single parting plane 27 into two basic units, which are bottom ² fněmou two gear housing 2 ^{and the} cover 2 with a shaped flange 2 supporting plate 2 · input shaft 25 and output shaft 4 are perpendicular to each other in the vertical plane shown.

Vzhledem k případnému velkému axiálnímu zatížení nosné desky 5 je fréma 2 převodové skříně 2 konstruována se zvýšenou tuhostí.Due to the possible large axial load of the support plate 5, the frame 2 of the gearbox 2 is designed with increased rigidity.

Koncepční uspořádání vértikální kuželočelní převodovky umožňuje jednoznačné určení silových účinků v záběru ozubených kol, dané jejich správným provozním nastavením.The conceptual arrangement of the rotary bevel helical gearbox allows a clear determination of the force effects in the meshing of the gears given by their correct operating settings.

Na obr. 2 je opět schematicky zobrazeno uspořádání vertikální kuželočelní převodovky, ale bez použiti předlohového hřídele 25, tj. přímým převodem z pomaloběžného kola 14 na čelní pastorek 21, upevněný na převodovém hřídeli 20 nad kuželovým kolem 22. Na převodovém hřídeli 20 jsou axiálně zajištěny vnitřní kroužky horního 23 a dolního převodového ložiska 24.. Vnější kroužek horního převodového ložiska 23 je uložen vůči převodové skříni 2 ® axiální pohyblivostí, vnější kroužek dolního převodového ložiska 24 je axiálně zajištěn.Referring again to FIG. 2, the arrangement of the vertical bevel-helical gearbox is shown, but without the use of a countershaft 25, i.e. by direct transmission from the low-speed wheel 14 to the spur gear 21 mounted on the transmission shaft 20 above the bevel gear 22. the outer ring of the upper gear bearing 23 is mounted with respect to the transmission housing 2 ® by axial mobility, the outer ring of the lower gear bearing 24 is axially secured.

Obr. 2 dále ukazuje konstrukční úpravu uložení valivého axiálního ložiska 2 nosné desky 2· Spodní kroužek axiálního ložiska 7_ je radiálně opřen svým vnějším průměrem ve vývrtu v tvarované přírubě 2 víka 2 převodové skříně 2» horní kroužek axiálního ložiska 7_ je natažen svým vnitřním průměrem na vnější průměr osazení vypracovaného na nosné desce 5.Giant. 2 further shows the design of the bearing arrangement of the roller thrust bearing 2 of the support plate 2. The lower ring of the thrust bearing 7 is radially supported by its outer diameter in the bore in the shaped flange 2 of the gearbox cover 2. shoulder plate 5.

Na obr. 2 je zakreslen případ, při obdobném uložení valivého axiálního ložiska 7_ nosné desky 5., se zalícovanými opěrnými plochami 29.» 30 v nosné desce ^a ve víku 2 vůči dosedacím plochám kroužků axiálního ložiska 2·FIG. 2 shows a case of a similar bearing arrangement of a thrust bearing thrust bearing 7 with bearing abutment surfaces 29, 30 in the thrust plate ^and in the cover 2 relative to the bearing surfaces of the thrust bearing rings.

Závěrem uvádíme, že vertikální kuželočelní převodovka může být koncepčně řešena se dvěma předlohovými hřídeli.We conclude that the vertical bevel gear can be conceptually designed with two countershafts.

Samotné uspořádání uložení vertikálního výstupního hřídele by bylo možno aplikovat i u čelních převodovek s vertikálními hřídelemi a pohonem s vertikální osou na hnací straně.The actual arrangement of the bearing of the vertical output shaft could also be applied to spur gears with vertical shafts and a drive with a vertical axis on the drive side.

Claims

Vertical bevel-helical gearbox with bevel gear and spur gears, characterized in that a horizontal bearing plate (5) with rotating parts of the driven machine, which is mounted in a shaped flange, is fastened to a single raised upper end (6) of the vertical output shaft (4). (3), formed on the cover (2) of the gearbox (1), on a rolling thrust bearing (7), wherein the output shaft (4), with the slow-running gear (14) mounted, is simultaneously guided in the rolling upper radial bearing (7). 11) with the inner rings axially secured to the output shaft (4) and the outer rings axially loosely mounted in the gearbox (1), the outer bearing surfaces of the thrust bearing rings (7) corresponding to the bearing surfaces (29, 30) formed in both horizontal the support plate (5) and the cover (2) of the gearbox (1).

2. The helical bevel gear according to claim 1, characterized in that the low-speed gear (14) engages the counter pinion (16) fixed with the counter gear (17) on the vertical counter shaft (15) which is mounted in the upper counter bearing ( 18) with axial mobility by axially locking the inner rings of the upper counter bearing (18) and the lower counter bearing (19) with axial release on one side relative to the gearbox (1), the transmission shaft (20) being in the upper gear bearing (23) and the lower gear bearing (24) axially secured to the gear housing (1).

Vertical bevel gearbox according to claim 1, characterized in that the gearbox (1) is divided horizontally in the axis of the input shaft (25) by a single dividing plane (27) into two basic units, the bottom (8) with a rigid fringe (9). ) and a cover (2) with a shaped flange (3), the horizontal plane of the support plate (5) being perpendicular to the vertical output shaft (4).

4. The bevel according to claim 1, characterized in that the low-speed gear (14) engages directly with the front pinion (21) of the transmission shaft (20), the transmission shaft (20) being mounted in the upper transmission bearing (23). with axial mobility relative to the gearbox (1), in the lower gear bearing (24) is axially secured.

Vertical bevel gear unit according to claim 1, characterized in that the seating surfaces of the thrust bearing rings (7) and the bearing surfaces (29, 30) in the support plate (5) and in the cover (2) of the gearbox (1) are formed by alignment. of these abutment surfaces (29, 30).

Vertical bevel gearbox according to claim 1, characterized in that the seating surfaces of the thrust bearing rings (7) and the bearing surfaces (29, 30) in the support plate (5) and in the cover (2) are formed by an intermediate resilient upper washer ( 12) and a flexible bottom surface 5

Vertical bevel gearbox according to claim 6, characterized in that only the lower spring washers (13) are used when the thrust bearing (7) is mounted.

Vertical bevel gearbox according to claim 6, characterized in that the upper and the lower washers (13) are made of a plastic and a resiliently elastic material.