含行星機構的起升減速器的製作方法
2023-05-25 06:34:56 2
專利名稱：含行星機構的起升減速器的製作方法
技術領域：
本發明涉及起升機構的減速器，尤其涉及一種含行星機構的起升減速器。
背景技術：
現有技術中，含行星機構(通常是行星包)的起升減速器在起重機等起升裝置中得到較多的應用。如圖1和圖2所示為一種德國設計的含行星機構的減速器，這種含行星機構的起升減速器包括輸出軸11、電機軸(或稱輸入電機軸)12、傳動軸13、電機軸14、傳動軸15和輸出軸16。在輸出軸11上設置有與輸出軸11同步轉動的齒輪21。在電機軸12上設置有行星機構30和齒輪22，行星機構30的齒圈同時具有內齒圈20和外齒圈27，齒輪22連接於行星機構30的系杆，因而與系杆同步轉動。在傳動軸13上設置有齒輪23和齒輪28，其中，齒輪23與傳動軸13同步轉動，而齒輪28通過軸承31而套設在傳動軸13上，因而不與傳動軸13同步轉動。在電機軸14上設置有齒輪24和齒輪29，其中，齒輪29與電機軸14同步轉動，而齒輪24通過軸承32而套設在電機軸14上，因而不與電機軸14同步轉動。在傳動軸15上則設置有與傳動軸15同步轉動的齒輪25。在輸出軸16上則設置有與輸出軸16同步轉動的齒輪26。如圖1和圖2所示，齒輪21、齒輪22、齒輪23、齒輪24、齒輪25和齒輪26依次嚙合，而外齒圈27、齒輪28和齒輪29也依次嚙合。如圖1和圖2所示，電機軸12所連接的電機直接驅動行星機構30的太陽輪，而電機軸14上所連接的電機通過附加的二級中間輪(齒輪29和齒輪28)傳動而驅動外齒圈27，兩個運動在行星機構30中合成輸出。這種結構的優點是可以自動均衡電機軸12、14所連接的雙電機啟動過程的不同步。並且在一個電機發生故障時，另一個電機仍然按正常負荷工作。但這種類型的起升減速器均存在發熱問題。這種減速器按常規計算總效率O. 95，對連續運轉的該減速器的熱功率校核表明差的不多。但實際發熱嚴重，總效率低的多。現有技術的這種含有行星機構的起升減速器，存在的主要問題是由於結構限制，行星機構30的系杆上的中間輪(即齒輪22)外徑必須相當大，其外徑約為1070mm。這使整排中間輪(長型有10個中間輪，短型有6個中間輪)的線速度V太高，達到V=20m/Sec。並且為了保證行星機構能夠浸油，幾個較大中間輪浸油深度過大(允許不超過2倍齒高即45mm，但實際中間輪浸油深度最大280mm，為允許的6倍多)。這些將引起減速器攪油損失增加，加劇連續運轉下發熱。實際使用中，要增加一套散熱裝置，增加了成本。
發明內容
針對現有技術中存在的問題，本發明的目的在於提供一種含行星機構的起升減速器，以解決現有技術中的含行星機構的起升減速器由於中間輪線速度過高和浸油深度過大所導致的攪油損失大、發熱量大需要增加散熱裝置的技術問題。
本發明是通過以下技術方案來實現的一種含行星機構的起升減速器，所述含行星機構的起升減速器包括依次設置的第一輸出軸，設置有與所述第一輸出軸同步轉動的第一齒輪；第一電機軸，其上設置有第二齒輪以及行星機構；第一傳動軸，其上設置有通過第一軸承套設於所述第一傳動軸的第三齒輪；以及與所述第一傳動軸同步轉動的第七齒輪；第二傳動軸，其上設置有與所述第二傳動軸同步轉動的第四齒輪；以及通過第二軸承套設於所述第二傳動軸的第八齒輪；第二電機軸，其上設置有通過第三軸承套設於第一傳動軸的第五齒輪；以及與所述第二電機軸同步轉動的第九齒輪；以及第二輸出軸，其上設置有與所述第二輸出軸同步轉動的第六齒輪；所述行星機構具有齒圈、行星輪、太陽輪和系杆，所述齒圈同時具有內齒圈和外齒圈，所述第一電機軸直接驅動所述太陽輪，所述系杆的輸出端連接於所述第二齒輪以與所述第二齒輪同步轉動；其中，所述第一齒輪、所述第二齒輪、所述第三齒輪、所述第四齒輪、所述第五齒輪和所述第六齒輪依次嚙合；所述外齒圈、所述第七齒輪、所述第八齒輪和所述第九齒輪依次嚙合。本發明的有益效果在於，本發明的含行星機構的起升減速器，兩電機軸的中心距適當增大，形成3級中間輪傳動，使得系杆上中間輪減小很多，各齒輪的線速度減小一半，浸油深度減小一半，攪油損失大大減少，解決了現有技術的含行星機構的起升減速器所存在的發熱問題，不需再加裝散熱器，降低了成本，可以取得良好的經濟效益。
圖1為現有技術的含行星機構的起升減速器的簡化主視示意圖；圖2為現有技術的含行星機構的起升減速器的俯視示意圖；圖3為本發明實施例的含行星機構的起升減速器的簡化主視示意圖；圖4為本發明實施例的含行星機構的起升減速器在的俯視示意圖；圖5為本發明實施例的含行星機構的起升減速器的俯視簡化示意圖。
具體實施例方式體現本發明特徵與優點的典型實施例將在以下的說明中詳細敘述。應理解的是本發明能夠在不同的實施例上具有各種的變化，其皆不脫離本發明的範圍，且其中的說明及附圖在本質上是當作說明之用，而非用以限制本發明。本發明實施例的含行星機構的起升減速器能夠用於起重機等起升機構。以下具體介紹本發明實施例的含行星機構的起升減速器，本發明採用雙排共軸的三級中間輪傳動的方式。如圖3和圖4所示，本發明實施例的含行星機構的起升減速器包括依次平行設置的輸出軸41、電機軸42、傳動軸43、傳動軸44、電機軸45和輸出軸46。在輸出軸41上設置有與輸出軸41同步轉動的齒輪51。在電機軸42上設置有行星機構60和齒輪52。在傳動軸43上設置有齒輪53和齒輪57，其中，齒輪57與傳動軸43同步轉動，而齒輪53通過軸承72而套設在傳動軸43上，因而不與傳動軸43同步轉動。在傳動軸44上則設置有齒輪54和齒輪58，其中，齒輪54與傳動軸44同步轉動，而齒輪58通過軸承74而套設在傳動軸44上，因而不與傳動軸44同步轉動。在電機軸45上則設置有齒輪55和齒輪59，其中，齒輪59與電機軸45同步轉動，而齒輪55通過軸承73而套設在電機軸45上，因而不與電機軸45同步轉動。在輸出軸46上則設置有與輸出軸46同步轉動的齒輪56。如圖3-圖5所示，行星機構60包括齒圈、太陽輪63、行星輪64和系杆(或稱行星架)65，齒圈同時具有內齒圈62和外齒圈61，系杆65的輸出端連接於齒輪52，因此，齒輪52的轉動始終與系杆65同步。行星輪64的個數可為三個，行星機構60的中心距(即太陽輪與行星輪的中心距)可為192mm,所述外齒圈的外徑為850. 27mm,所述太陽輪的外徑為168mm。其中，電機軸42所連接的電機直接驅動太陽輪63，而電機軸45上所連接的電機通過附加的三級中間輪(齒輪59、齒輪58和齒輪57)傳動並通過外齒圈61而驅動內齒圈62，兩個運動在行星機構60中合成輸出。 如圖3和圖4所示，齒輪51、齒輪52、齒輪53、齒輪54、齒輪55和齒輪56依次嚙合，而外齒圈61、齒輪57、齒輪58和齒輪59也依次嚙合。如圖3和圖4所示，本發明實施例的含行星機構的起升減速器，除齒輪51和齒輪56外,外齒圈61的外徑大於其他各個齒輪的外徑,包括大於齒輪57和所述齒輪59的外徑，齒輪58的外徑略小於外齒圈61的外徑，齒輪52的外徑小於內齒圈62的內徑。因此，本發明實施例的含行星機構的起升減速器，其中間輪浸油深度大大減少，現有技術的如圖1和圖2所示的含行星機構的起升減速器中齒輪22的浸油深度為300_，齒輪21和齒輪26的浸油深度也有200mm，外齒圈27的浸油深度為149mm，齒輪28的浸油深度也有93mm，而本發明實施例中，最大的齒輪51的浸油深度為136_，齒輪56的浸油深度與齒輪51的浸油深度大致相同。外齒圈61的浸油深度為110mm，而齒輪58的浸油深度為110mm，因此，本發明的含行星機構的起升減速器，其油位I與中軸線2的距離(即油位分箱面距離)可為300mm，而現有技術中，其油位I與中軸線2的距離為235_。另外，本發明實施例的含行星機構的起升減速器，兩輸出軸41、46的間距可以減少到2930mm，因此，相比現有技術的3080mm，本發明實施例的含行星機構的起升減速器，在長度方向可以做的更短；在寬度方向，本發明實施例的含行星機構的起升減速器也沒有增加寬度，因此整體體積可以縮小。除了體積可以較小以外，由於各齒輪的外徑有所減小，因此本發明實施例的含行星機構的起升減速器的總重量也可以明顯減輕，可以減小到現有技術的70-80%。下面介紹一下本發明的含行星機構的起升減速器的中間輪齒數的計算。通過機構簡圖可以看出，雙電機輸入通過第I排中間輪(齒輪57-齒輪59)運動合成系杆65轉動，系杆65輸出並帶動雙側輸出的第2排中間輪(齒輪52-56)。首先確定需確定行星機構60的齒輪參數，先進行第I排中間輪傳動設計，再做行星機構60的系杆65輸出後的第2排中間輪傳動設計。第I排中間輪傳動設計，首先需滿足以下條件I)速比需滿足公式IU=-^-(公式 I)其中Z1為第I排中間輪齒輪59的齒數；z4為第I排中間輪的最後一個齒輪齒數，即齒圈的外齒圈61的齒數；za為行星機構60中心輪，即太陽輪63的齒數；zb為行星機構60的內齒圈62的齒數。
2)第I排中間輪齒輪模數要比行星機構60齒輪模數大2，這樣基本滿足幾何結構尺寸要求。3)第I排3級中間輪傳動按各級中心距接近相等原則確定，這樣基本保證各級傳動等強度。4)對3級中間輪傳動，通過初步設計得到參考原始數據，試定中心距，按公式2-公式5粗算齒輪齒數
權利要求
1.一種含行星機構的起升減速器，其特徵在於，所述含行星機構的起升減速器包括依次設置的 第一輸出軸，設置有與所述第一輸出軸同步轉動的第一齒輪； 第一電機軸，其上設置有 第二齒輪；以及 行星機構； 第一傳動軸，其上設置有 通過第一軸承套設於所述第一傳動軸的第三齒輪；以及 與所述第一傳動軸同步轉動的第七齒輪； 第二傳動軸，其上設置有 與所述第二傳動軸同步轉動的第四齒輪；以及 通過第二軸承套設於所述第二傳動軸的第八齒輪； 第二電機軸，其上設置有 通過第三軸承套設於第一傳動軸的第五齒輪；以及 與所述第二電機軸同步轉動的第九齒輪；以及 第二輸出軸，其上設置有 與所述第二輸出軸同步轉動的第六齒輪； 所述行星機構具有齒圈、行星輪、太陽輪和系杆，所述齒圈同時具有內齒圈和外齒圈，所述第一電機軸直接驅動所述太陽輪，所述系杆的輸出端連接於所述第二齒輪以與所述第二齒輪同步轉動； 其中，所述第一齒輪、所述第二齒輪、所述第三齒輪、所述第四齒輪、所述第五齒輪和所述第六齒輪依次嚙合；所述外齒圈、所述第七齒輪、所述第八齒輪和所述第九齒輪依次齧口 O
2.如權利要求1所述的含行星機構的起升減速器，其特徵在於，所述外齒圈的外徑大於所述第七齒輪和所述第九齒輪的外徑，所述第八齒輪的外徑大於所述第七齒輪和所述第九齒輪的外徑。
3.如權利要求2所述的含行星機構的起升減速器，其特徵在於，所述外齒圈的外徑大於所述第八齒輪的外徑，也大於所述第二至第五齒輪的外徑。
4.如權利要求3所述的含行星機構的起升減速器，其特徵在於，所述第二齒輪的外徑小於所述內齒圈的內徑。
5.如權利要求1所述的含行星機構的起升減速器，其特徵在於，所述第一輸出軸與所述第二輸出軸之間的中心距為2930mm，所述第一電機軸與所述第二電機軸的中心距為1530mmo
6.如權利要求5所述的含行星機構的起升減速器，其特徵在於，所述第一傳動軸與所述第二傳動軸的中心距為505mm，所述第一傳動軸與所述第一電機軸的中心距為515mm，所述第二傳動軸與所述第二電機軸的中心距為510mm。
7.如權利要求6所述的含行星機構的起升減速器，其特徵在於，所述第一齒輪和所述第六齒輪的齒數相同。
8.如權利要求7所述的含行星機構的起升減速器，其特徵在於，所述第一齒輪至所述第六齒輪的齒數分別為78、40、51、38、51、78。
9.如權利要求7所述的含行星機構的起升減速器，其特徵在於，所述第七齒輪至第九齒輪的齒數分別為19、79、20，所述外齒圈的齒數為81。
10.如權利要求1所述的含行星機構的起升減速器，其特徵在於，所述行星機構60的中心距可為192mm,所述外齒圈的外徑為850. 27mm,所述太陽輪的外徑為168mm。
全文摘要
本發明公開了一種含行星機構的起升減速器，其包括依次設置的第一輸出軸、第一電機軸、第一傳動軸、第二傳動軸、第二電機軸和第二輸出軸，以及第一至第九齒輪、行星機構。行星機構具有齒圈、行星輪、太陽輪和系杆，齒圈同時具有內齒圈和外齒圈，第一電機軸直接驅動太陽輪，系杆的輸出端連接於第二齒輪以與第二齒輪同步轉動；其中，第一齒輪至第六齒輪依次嚙合；外齒圈、第七齒輪、第八齒輪和第九齒輪依次嚙合。本發明系杆上中間輪減小很多，各齒輪的線速度及浸油深度均減小一半，攪油損失大大減少，不需設置散熱裝置。
文檔編號F16H57/023GK103016635SQ20121059431
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月31日 優先權日2012年12月31日
發明者盧賢纘 申請人:太原重工股份有限公司