箱體夾層水冷大熱功率少齒差減速箱的制作方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及漸開(kāi)線(xiàn)少齒差減速機(jī)的改進(jìn)，一種箱體夾層水冷大熱功率少齒差減速箱。
【【背景技術(shù)】】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)漸開(kāi)線(xiàn)少齒差減速機(jī)，已有近30年的生產(chǎn)歷史，產(chǎn)品遍及國(guó)內(nèi)許多部門(mén)。漸開(kāi)線(xiàn)少齒差傳動(dòng)具有較高的傳動(dòng)效率:
[0003]《齒輪手冊(cè)》上7-126頁(yè)的Zd=2計(jì)算例:η = 0.944 ;發(fā)明人100例計(jì)算結(jié)果:η=0.934 (Zd= 2),0.96 (Zd= 3),0.97 (Zd= 4)，因而單級(jí)漸開(kāi)線(xiàn)少齒差可取代二級(jí)行星齒輪傳動(dòng)。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)主要缺陷在于:由于漸開(kāi)線(xiàn)少齒差減速器并未采用散熱措施，僅依靠自然散熱導(dǎo)致熱功率低，使得用戶(hù)不得不加大一、二個(gè)機(jī)型號(hào)進(jìn)行選型，許多機(jī)械理論專(zhuān)著就是這麼規(guī)定的，其結(jié)果必然增加了費(fèi)用，功率越大、費(fèi)用增加越多:如額定HJW-35B型(熱功率40kW、重量1042kg、價(jià)4.78萬(wàn)元)，現(xiàn)加大一個(gè)機(jī)型號(hào)選用HJW_40B(熱功率51kW、重量1365kg、價(jià)6.42萬(wàn)元);如加大二個(gè)機(jī)型號(hào)選用HJW-45B (熱功率62kW、重量1800kg、價(jià)8.8萬(wàn)元)。由此可見(jiàn)，為增大熱功率現(xiàn)有技術(shù)的結(jié)構(gòu)必需改進(jìn)。
[0005]熱功率是閉式減速器在潤(rùn)滑油平衡溫度條件下所能連續(xù)傳遞的最大功率。熱功率應(yīng)等于或近于實(shí)際工作傳遞的功率。(《齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)手冊(cè)》972頁(yè))
[0006]熱功率是指在自然冷卻條件下潤(rùn)滑油溫不超過(guò)許用溫度時(shí)的輸入功率。熱功率是設(shè)計(jì)潤(rùn)滑系統(tǒng)的重要參數(shù)，是選用減速器的重要依據(jù)。(《漸開(kāi)線(xiàn)齒輪行星傳動(dòng)的設(shè)計(jì)與制造》230頁(yè))
[0007]《四環(huán)板式針擺行星傳動(dòng)減速器的熱功率分析》指出:高速重載下依靠外表面自然散熱很難滿(mǎn)足要求，造成工作溫度過(guò)高，潤(rùn)滑系統(tǒng)失效。(大連鐵道學(xué)院報(bào)2005.03)
[0008]油溫過(guò)高是減速機(jī)故障的一個(gè)很重要原因，這是因?yàn)?油溫高粘度下降，油乳化，局部油膜破壞，潤(rùn)滑失效導(dǎo)致齒輪膠合、點(diǎn)蝕及異常磨損；油碳化，形成渣滓；油溫高導(dǎo)致齒輪異常磨損，異常磨損使油溫升高，如此惡性循環(huán)，減速機(jī)在使用壽命期內(nèi)過(guò)早損壞。
[0009]減速齒輪箱潤(rùn)滑油油池最高許用溫度約為70°C，其依據(jù)有三:
[0010](I)德國(guó)PPSC1290-MY型風(fēng)電齒輪箱:潤(rùn)滑油油池最高溫度為70°C ；
[0011](2)風(fēng)電增速齒輪箱期望的最高油溫70°C (《風(fēng)電增速齒輪箱的熱功率計(jì)算箱》風(fēng)力發(fā)電2003.3)
[0012](3)國(guó)產(chǎn)某1.25麗機(jī)組油溫監(jiān)控系統(tǒng):當(dāng)齒輪箱潤(rùn)滑油溫度超過(guò)75°C時(shí)，監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。(《風(fēng)力發(fā)電機(jī)組齒輪箱潤(rùn)滑油溫度監(jiān)控系統(tǒng)》上海電機(jī)學(xué)院學(xué)報(bào)2008.12)
【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0013]為解決現(xiàn)有技術(shù)熱功率低的缺陷，本發(fā)明目的在于提供用箱體夾層內(nèi)水冷替代自然散熱以提高熱功率，一種箱體夾層水冷大熱功率少齒差減速箱。
[0014]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)實(shí)施方案系根據(jù)以下關(guān)于冷卻散熱裝置能使熱功率不低于機(jī)械功率的論述提出的:
[0015]《齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)手冊(cè)》973頁(yè):熱功率的大小與散熱冷卻措施有關(guān)，如果采用循環(huán)油潤(rùn)滑、冷卻器和外油箱足夠大，熱功率可以不低于機(jī)械功率；
[0016]《齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)手冊(cè)》1048頁(yè):采用外循環(huán)散熱系統(tǒng):油箱中潤(rùn)滑油一油泵一慮油器一風(fēng)扇冷卻一油進(jìn)入油箱，只要供油量和扇風(fēng)量足夠大，減速器甚至可以不受熱功率限制;
[0017]《齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)手冊(cè)》979頁(yè):當(dāng)冷卻水流量與流速足夠大將箱體內(nèi)油溫控制在70°C左右時(shí)，減速器熱功率P可提高1.5倍。
[0018]這是因?yàn)?熱功率修正公式P = Bref -Bv-Ba-Bt- PQ(kff)中油溫系數(shù)Bt= 0.667，使熱功率P提高了 50%。
[0019]式中:BMf、Bv、BA& B 別為環(huán)境溫度、空氣流速、海拔高度及最高油溫修正系數(shù)，其中 -Bt= 0.00236.C L 32845 = 0.667 (70°C )。
[0020]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)實(shí)施方案如下:
[0021]所述箱體內(nèi)設(shè)有內(nèi)圓筒與圓端蓋的連接件，所述內(nèi)圓筒法蘭與箱體輸出端面連接，所述圓端蓋的輸入端外圓與箱體輸入端內(nèi)孔緊配，所述圓端蓋輸入端面與箱體輸入端的圓端面用同一圓環(huán)盤(pán)密封連接，所述內(nèi)圓筒與圓端蓋連接件外表面設(shè)有散熱筋；
[0022]所述箱體的內(nèi)壁與內(nèi)圓筒與圓端蓋連接件的外壁圍接形成密閉的夾層，所述箱體頂部設(shè)有聯(lián)通密閉夾層的進(jìn)水閥門(mén)，所述箱體的側(cè)面設(shè)有與密閉夾層聯(lián)通的出水閥門(mén)，用自來(lái)水冷卻內(nèi)圓筒中傳動(dòng)件的溫升，技術(shù)效果是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低及控溫可靠，出水閥處另設(shè)一測(cè)量水溫的儀器儀表，根據(jù)冷卻水的溫度變化，以便于隨時(shí)調(diào)節(jié)進(jìn)水量或排水量進(jìn)行控溫；
[0023]所述箱體與內(nèi)圓筒的本體為壁厚δ = (1.1?1.3) (T2)0-25(mm)均勻薄壁圓筒體(T2輸出扭矩，Nm)，圓筒體具有高機(jī)械強(qiáng)度與良好散熱性能(成大先《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》卷
3.14-485 頁(yè))；
[0024]所述輸入、出軸用第一、二軸承分別支承在圓端蓋內(nèi)孔與內(nèi)圓筒輸出端內(nèi)孔；
[0025]進(jìn)一步地，所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括二片相位差180°的行星輪、內(nèi)齒圈、偏心軸承及柱銷(xiāo)，所述內(nèi)齒圈緊固在內(nèi)圓筒的輸入端內(nèi)孔，所述行星輪中心的軸承孔經(jīng)偏心軸承安裝于輸入軸的軸伸端，所述行星輪與內(nèi)齒圈嚙合傳動(dòng)，所述行星輪經(jīng)柱銷(xiāo)與輸出軸連接。
[0026]本發(fā)明各單獨(dú)技術(shù)特征雖然完全已知，但彼此互相支持，并且能產(chǎn)生下述為本領(lǐng)域技術(shù)人員所知的有益技術(shù)效果:
[0027](I)內(nèi)圓筒及圓端蓋的外壁圍接形成密閉夾層，夾層中通冷卻水，特別是自來(lái)水，進(jìn)水量通過(guò)閥門(mén)控制，密閉夾層中的熱水的熱一方面由出水閥門(mén)排出帶走，另一方面?zhèn)鬟f給箱體本體的均勻薄壁圓筒散發(fā)到箱體外，冷卻水容量大、散熱面積遍及整個(gè)箱體、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，控制、調(diào)節(jié)方便、可靠性高、制造成本低；
[0028](2)根據(jù)冷卻散熱裝置能使熱功率不低于機(jī)械功率的論述，本發(fā)明通過(guò)對(duì)冷卻水流量的調(diào)節(jié)，可以做到熱功率不低于機(jī)械功率；
[0029](3)當(dāng)箱體內(nèi)油控制在70°C左右時(shí)，油溫高粘度不致下降，油膜不受破壞，從而保證輪齒嚙合副一直處于良好潤(rùn)滑狀態(tài)下正常運(yùn)轉(zhuǎn)，使減速機(jī)具有長(zhǎng)的使用壽命期。
【【附圖說(shuō)明】】
[0030]圖1.本發(fā)明實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖
[0031]【【具體實(shí)施方式】】下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明詳加描述:
[0032]參照?qǐng)D1.一種箱體夾層水冷大熱功率少齒差減速箱，包括箱體I和設(shè)置于箱體I內(nèi)并依次傳動(dòng)的輸入軸11、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)及輸出軸4，其特征在于:
[0033]所述箱體I內(nèi)設(shè)有內(nèi)圓筒2與圓端蓋5的連接件，所述內(nèi)圓筒2法蘭與箱體I輸出端面連接，所述圓端蓋5輸入端外圓與箱體I輸入端內(nèi)孔緊配，所述圓端蓋5輸入端面與箱體I輸入端的圓端面用同一圓環(huán)盤(pán)12密封連接，所述內(nèi)圓筒2與圓端蓋5連接件外表面設(shè)散熱筋；
[0034]所述內(nèi)圓筒2與圓端蓋5連接件的外壁與箱體I的內(nèi)壁圍接形成密閉夾層，所述箱體I頂部設(shè)有聯(lián)通密閉夾層的進(jìn)水閥門(mén)J，所述箱體I的側(cè)面設(shè)有與密閉夾層聯(lián)通的出水閥門(mén)C，用自來(lái)水冷卻內(nèi)圓筒2中傳動(dòng)件的溫升，技術(shù)效果是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低及控溫可靠，出水閥處另設(shè)一測(cè)水溫的儀器儀表，根據(jù)冷卻水溫變化，以便于隨時(shí)調(diào)節(jié)進(jìn)水量或排水量控溫；
[0035]所述箱體I的本體為壁厚等于(1.1?1.3) (Td)0-25(mm)的均勻圓筒，所述內(nèi)圓筒2的本體為壁厚等于(1.1?1.3) (Td)0-25(mm)的均勻圓筒(T2為輸出扭矩，Nm);
[0036]所述輸入、出軸11、4用第一、二軸承10、3分別支承在圓端蓋5與內(nèi)圓筒2輸出端內(nèi)；
[0037]所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括二片相位差180°的行星輪7、內(nèi)齒圈6、偏心軸承9及柱銷(xiāo)8，所述內(nèi)齒圈6緊固在內(nèi)圓筒2的輸入端內(nèi)孔，使作用力直接指向箱體底腳而不會(huì)產(chǎn)生傾翻力矩，所述行星輪7中心的軸承孔經(jīng)偏心軸承9安裝于輸入軸11的軸伸端，所述行星輪7與內(nèi)齒圈6嚙合傳動(dòng)，所述行星輪7經(jīng)柱銷(xiāo)8與輸出軸4連接。
[0038]上述實(shí)施例是對(duì)本發(fā)明的說(shuō)明，不是對(duì)本發(fā)明的限定，任何對(duì)本發(fā)明簡(jiǎn)單變換后的方案均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種箱體夾層水冷大熱功率少齒差減速箱，包括箱體(I)和設(shè)置于箱體(I)內(nèi)并依次傳動(dòng)的輸入軸(11)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)及輸出軸(4)，其特征在于: 所述箱體(I)內(nèi)設(shè)有內(nèi)圓筒(2)與圓端蓋(5)的連接件，所述內(nèi)圓筒(2)法蘭與箱體(1)輸出端面連接，所述圓端蓋(5)的輸入端外圓與箱體⑴輸入端內(nèi)孔緊配，所述圓端蓋(5)輸入端面與箱體⑴輸入端的圓端面用同一圓環(huán)盤(pán)(12)密封連接，所述內(nèi)圓筒(2)與圓端蓋(5)連接件外表面設(shè)有散熱筋； 所述內(nèi)圓筒(2)與圓端蓋(5)連接件的外壁與箱體(I)的內(nèi)壁圍接形成密閉的夾層，所述箱體⑴頂部設(shè)有聯(lián)通密閉夾層的進(jìn)水閥門(mén)(J)，所述箱體⑴的側(cè)面設(shè)有與密閉夾層聯(lián)通的出水閥門(mén)(C)，出水閥處另設(shè)一測(cè)量水溫的儀器儀表； 所述箱體⑴與內(nèi)圓筒⑵的本體為壁厚δ = (1.1?1.3) (T2)0-25(mm)均勻薄壁圓筒體(T2為減速箱輸出扭矩，Nm)； 所述輸入、出軸(11、4)用第一、二軸承(10、3)分別支承在圓端蓋(5)內(nèi)孔與內(nèi)圓筒(2)輸出端內(nèi)孔； 所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括二片相位差180°的行星輪(7)、內(nèi)齒圈(6)、偏心軸承(9)及柱銷(xiāo)(8)，所述內(nèi)齒圈(6)緊固在內(nèi)圓筒(2)的輸入端內(nèi)孔，所述行星輪⑶中心的軸承孔經(jīng)偏心軸承(9)安裝于輸入軸(11)的軸伸端，所述行星輪⑶與內(nèi)齒圈(6)嚙合傳動(dòng)，所述行星輪⑵經(jīng)柱銷(xiāo)⑶與輸出軸(4)連接。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及漸開(kāi)線(xiàn)少齒差減速機(jī)的改進(jìn)，一種箱體夾層水冷大熱功率少齒差減速箱，包括箱體和設(shè)置于箱體內(nèi)并依次傳動(dòng)的輸入軸、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)及輸出軸，其特征在于：箱體內(nèi)設(shè)有內(nèi)圓筒與圓端蓋的連接件，內(nèi)圓筒法蘭與箱體輸出端面連接，圓端蓋的輸入端外圓與箱體輸入端內(nèi)孔緊配，圓端蓋輸入端面與箱體輸入端用同一圓環(huán)盤(pán)密封連接，箱內(nèi)壁與內(nèi)圓筒與圓端蓋連接件外壁形成夾層，箱體頂部、側(cè)部設(shè)有聯(lián)通密閉夾層的進(jìn)、排水閥，輸入、出軸用軸承分別支承在圓端蓋與內(nèi)圓筒，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括行星輪、內(nèi)齒圈、偏心軸承及柱銷(xiāo)。技術(shù)效果：密閉夾層水套的熱由出水閥排出與箱體散發(fā)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造成本低；調(diào)節(jié)水流量能增加熱功率使之接近于機(jī)械功率。
【IPC分類(lèi)】F16H57-023, F16H57-04, F16H57-02, F16H1-32
【公開(kāi)號(hào)】CN104728353
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510079025
【發(fā)明人】吳聲震
【申請(qǐng)人】吳小杰
【公開(kāi)日】2015年6月24日
【申請(qǐng)日】2015年2月13日