专利名称：：内啮合多分流定轴式减速器的制作方法内啮合多分流定轴式减速器
技术领域：
：本发明涉及减速器，尤其涉及一种内啮合多分流定轴式减速器。
背景技术：
：减速器分为定轴式与动轴式两大类型。其中1.定轴式的如仿弗兰德的ZD(LS)Y硬齿面减速器、南高齿超大型水泥磨MFY减速器；2,动轴式的如NGW(NW)减速器、少齿差减速器(摆线、SH系列三环)。《齿轮手册》(上)(1-6)指出"通常，对于无特殊要求的一般低速齿轮装置，尽量采用平行轴结构的渐开线圆柱齿轮传动，因为这种传动类型制造比较简单，通用性强，成本也低。对于大功率(或大转矩)的低速重载齿轮装置，可选用中等以上精度的平行轴渐开线齿轮传动或圆弧齿轮传动"。然而《齿轮手册》(上)(7-3)却说"为了节省能源和材料，对齿轮传动装置提出了高效率的小型化的要求。由于行星齿轮传动装置采用数个行星轮同时传递载荷，使功率分流并合理地使用内啮合，因此具有一系列的优点，如结构紧凑、体积小、重量轻、传动效率高，输入输出同心及可以实现动力分流，因而满足了上述要求，在冶金、矿山、起重运输、轻化、航空、船舶、动力等设备上获得广泛应用。行星齿轮传动结构复杂，对设计、制造和使用维修要求高"。《齿轮传动设计手册》660页指出"NGW行星传动减速器比定轴轮系圆柱齿轮减速器体积减小25-50%，缺点是结构较复杂，制造精度要求较高及制造安装困难"。现摘录《机械传动装置选用手册》(朱孝录)的相关资料作重量比较:<table>tableseeoriginaldocumentpage3</column></row><table>NGW行呈传动之所以比定轴硬齿面减速器轻255iW，是因为功率分流。理论上，功傘分流可达i2支，即有i2个行星轮。然而，许多理论巨著认为行星轮只有三个i.成大先《机械设计手册》巻3.14-367页"在传递动力时，行星轮数目越多越容易发挥行星齿轮传动的优点，但是行星轮数目的增加会使其载荷均衡困难，而且由于邻接条件限制又会减小传动比范围。因而在设计行星齿轮传动时，通常釆用3个或4个行星轮，特别是三个行星轮"；2.《齿轮手册》(上)7-i0页"系列设计中，通常取=3，因为这种受力状态有利于浮动均载机构简单可靠"3.王文斌《机械设计手册》巻3.17-36页"在静定系统中，由于基本构件浮动的均载机构具有结构简单、均载效果好等优点，这种机构已成为均载机构的主要和常用形式，而基本构件浮动的均载机构主要适用于三个行星轮的行星齿轮传动"4.某专著第12章(263页)大型水泥磨NGW减速器(N^2000kw,T2=ii60kNm)的行星轮数目np=3。齿轮专家指出减速器的发展趋势是i.承载能力高、寿命长、故障少、可靠性高、噪声低、运转平稳；2.节省金属材料，减小体积和重量；3.研究啮合性能好，承载能力高的新齿形与新结构，形成自主知识产权(朱孝录"齿轮传动设计手册"905页)。长期实践证明，具有内啮合、功率分流、同轴三大特性的行星轮系是现代所有减速器中轻量化程度最高、承载力最大的传动技术。即使国内、国外耗时几十年才获得成功的点线啮合与圆弧齿轮，因其不具备三大特性而难以与之媲美。
发明内容然而，NGW(NW)行星轮系并非完美，其主要缺陷在于功率分流仅有三支、传动结构复杂、理论计算繁琐、行星架加工要求高、要进行静平衡、行星轮分组装配等等。本发明的目的在于，用一种新的减速器取代现有摆线、硬齿面及行星减速器，变我国减速器长期以来"仿造、再仿造"为中国创造。为实现上述目的，本发明提出了一种以定轴传动理论为基础，动轴行星结构形式为框架的内啮合多分流定轴式减速器，包括机座、输出轴及其支承轴承、与输出轴上圆盘联接的内齿圈、分流齿轮、传动齿轮、端盖及中心轮，其特征在于机架为一整体铸件，其法兰面与机座的输入端端面联接，主体则置于内齿圈的内腔中；中心轮与均布的3-6只分流齿轮之间有与之相应的介轮，与分流齿轮同轴的传动齿轮与内齿圈内啮合；输出轴的支承轴承分别与机座及机架的中心孔配合。作为优选，齿轮与内齿圈之间还设置有两只相同的第二介轮，第二介轮分别与传动齿轮外啮合、与内齿圈内啮合，第二介轮由轴承支承在心轴上，心轴固定在机架的相应孔内。作为优选，输出轴为盲孔轴，其内外径之比为0.55-0.65-.丄。作为优选，输出轴为空心轴，内外径之比为i5i.25，输出轴的内孔与配套主机传动轴配合，输出轴的输入端联接有一圆端盖、圆端盖中心有一螺孔。作为tfci&，介轮的数量为6只。作为优选，介轮的数量为5只。作为优选，介轮的数量为4只。作为优选，介轮的数量为3只。本发明的有益效果'将定轴的简单结构与动轴的功率分流相结合，将行星传动中的行星架固定起来，形成具有内啮合、多分流、定轴特性的减速系统。使高速级的分流数达到3-6支，低速级的分流数达到6-i2支，比NGW的3支分流多很多。其承载能力及轻量化程度都大大提高。避免了行星传动结构的复杂、理论计算的烦琐，简化了结构，提高了性能。本发明的特征及优点将通过实施例结合附图进行详细说明。图i是本发明内啮合多分流定轴式减速器实施例一的结构示意图；图2是本发明内啮合多分流定轴式减速器实施例二的结构示意图；图3是本发明内啮合多分流定轴式减速器实施例三的结构示意图；图4是本发明内啮合多分流定轴式减速器实施例一中齿轮布置示意图；图5是本发明内啮合多分流定轴式减速器实施例二中齿轮布置示意图。具体实施方式实施例一如图丄、4所示，内啮合多分流定轴式减速器，由机座i、输出轴2、支承轴承3、4、与输出轴2上圆盘联接的内齿圈6、分流齿轮7、传动齿轮8、端盖9及中心轮il构成，传动齿轮8两端轴颈由(滚动或滑动)轴承支承在机架5上，分流齿轮连接在传动齿轮轴端上，其特征在于机架5的法兰面与机座i的输入端端面联接，机架5置于内齿圈6的内腔中，机架为薄壁短圆筒、带加强筋铸件，重量最轻、高机械强度、同轴度高、受力及热变形小；中心轮ii与均布的3-6只分流齿轮7之间有与之相应的介轮i0，均布的3-6只传动齿轮8与内齿圈6内啮合；输出轴的支承轴承3、4分别与机座i及机架5的中心孔配合，使轴向长度大为縮短。本实施例在中心轮ii与分流齿轮7之间的介轮i0，根据邻接条件，当介轮的齿数比中心轮的齿数少5齿时，均布的介轮可多至6只。实施例中分流数为3-6支较合理，因为当分流数为7或8时，根据邻接条件，中心轮的齿数比介轮要多很多，即增速较大而使噪音增大并出现振动。对于大、中型减速器输出轴应是铸件(高强HT或ZG或QT)，为了提高铸造质量并节约金属材料，输出轴2为盲孔轴，其内外径之比为0.55-0.65:1。理论计算表明，此时空心输出轴的扭转强度降低很少，不会影响减速器正常运转。介轮U的数量为3只、4只、5只或6只。实施例二如图2、5所示，为提高实施例一中的承载能力，应在低速级传动齿轮8与内齿圈6之间进行二次分流传动齿轮8与内齿圈6之间装置二只完全相同的介轮12，显然第二介轮12分别与传动齿轮8外啮合、与内齿圈6内啮合，因而整个减速器的功率分流数多达6-12支。第二介轮12由(滚动或滑动)轴承支承在心轴13上，心轴固定在机架5相应孔内。机架5各轴孔的加工貭量与双联的分流齿轮7及传动齿轮8相位角误差的控制是确保十二支分流均载的重要环节。研究表明，在现代制造精度较高的条件下，并合理地利用各受力零件的柔性(弹性变形)和轴承间隙，确保分流均载，因而大大简化结构，降低制造费用。与NBD重量比如下表，<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>(注根据强度计算条件KA=i.O,S=i.O，S产1.20，由装配图逐一计算出重量)本发明不仅理论计算简单、轻量化程度高，而且从力学上分析，各齿轮作用力、惯性力均处于互相平衡状态。实旌例三如图3、5所示，输出轴2为空心轴，内外径之比为1:1.i51.25，输出轴内孔与配套主机轴配合，输出轴内孔的输入端端面上联接圆端盖i4、圆端盖中心有一螺孔。本实施例为轴装式结构，圆端盖16中心螺孔的作用在于当减速器输出轴孔套在(涂了润滑油)传动轴轴头后，用螺杆慢慢将悬挂减速器沿轴向拉进，之后用螺钉固紧防止脱落。在实际安装中，为了减少大型减速器的自重对悬臂轴产生过大的挠度，在减速器两侧触地底部应放置可调节高度的弹性垫块(一般为碟形弹簧加垫块)，一方面消除自重，另一方起着扭力支臂作用。轴装式结构可以省去联轴器，使安装空间大为縮短，对中好，调试方便。轴装式结构适用于矿井提升机减速器等等。内啮合、十二支分流在设计、制造超大型减速器时具有超强承载能力，下面以水泥磨减速器为例N产42001w,n产600r/min，n2=14.5r/min,T2=2750kNm使用寿命十年。现将计算结果写出来，以供齿轮专家验算轴装式机型，约重28t、外形尺寸4)2800X2000。强度计算(根据JB/T768丄-1995,工况系数K产l.25)低速级Z,-Zf-Zb(i8-39-204)中，Z。-Zf:n-165r/min,T=20225X2Nm，B=260，nF丄2.0，Sfl.56，SF=3.54;Zf-Zb:n=76r/min,T=43820Nm，B=260，m=i2.0，SH=i.50，SF=3.i6,内齿轮输出扭矩T2=2750kNm。其中齿轮Z,、Zf渗碳、淬火并磨齿，6级，Zb调质7级。作为比较对象，MFY(X)系列是南京高精齿轮有限公司在吸取日本、丹麦、美国及法国等先进技术基础上研制成功的新型低速重载齿轮箱，公司样本称具有体积小、重量轻、传动能力大，维护方便、传动平稳、噪音低等优点。现将该低速重载齿轮箱与本发明对比，比较结果如下表所示<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>《齿轮手册》(上)12-7页称"目前我国还可设计制造2800KW的水泥磨减速器"。这就是说，至今我国尚无能力制造N产30005600KW，n2=i4.5r/min，即扭矩20003690kNm的超大型减速器。然而，若将上面计算中齿轮模数『12改为nFi4，齿宽B=260改为B-320,则内齿圈的承载能力高达4600kN.m，且确保高可靠度SH》L50,SF>2.0。显然，完全可以取代大型水泥磨80/125型行星齿轮箱(4i50kNm)，并且内齿圈仍可在长江机床厂YM51250机床加工插齿4)2800X320，6级精度，Ra2.5。本发明中如在输入轴上联接锥齿轮便形成直角式定轴传动，或者在输入轴上联接其他传动形式，以获得较大减速比。机型分为立式与卧式两种。上述实施例是对本发明的说明，不是对本发明的限定，任何对本发明简单变换后的方案均属于本发明的保护范围。权利要求1.一种内啮合多分流定轴式减速器，由机座(1)、输出轴(2)及其支承轴承(3)(4)、与输出轴圆盘联接的内齿圈(6)、分流齿轮(7)、传动齿轮(8)、端盖(9)、中心轮(11)构成，其中传动齿轮(8)两端轴颈由(滚动或滑动)轴承支承在机架(5)上，分流齿轮连接在传动齿轮轴端上，其特征在于(a)机架(5)为一薄壁短圆筒外带加强筋铸件，其法兰与机座输入端端面联接，机架(5)的主体置于内齿圈(6)的内腔中；(b)中心轮(11)与均布的3-6只齿轮(7)之间有与之相应的介轮(10)，齿轮(8)与内齿圈(6)内啮合；(c)输出轴(2)上的支承轴承(3)(4)分别与机座(1)及机架中心孔配合。2.根据权利要求1所述的内啮合多分流定轴式减速器，其特征在于齿轮(8)与内齿圈(6)之间还设有有两只相同的第二介轮(14)，第二介轮(14)分别与齿轮(8)外啮合、与内齿圈(6)内啮合，第二介轮(14)由(滚动或滑动)轴承支承在心轴(13)上，心轴固定在机架相应孔中。3.根据权利要求1或2所述的内啮合多分流定轴式减速器，其特征在于输出轴(2)为盲孔轴，其内外径之比0.55-0.65:1。4.根据权利要求1或2所述的内啮合多分流定轴式减速器，其特征在于(a)输出轴(2)为空心轴，内外径之比为1:1.15-1.25,输出轴(2)的内孔与配套主机传动轴配合，构成轴装式结构；(b)输出轴(2)的输入端连接圆端盖(14)、圆端盖中心有一螺孔。5.根据权利要求l所述的内啮合多分流定轴式减速器，其特征在于介轮(10)的数量为6只。6.根据权利要求l所述的内啮合多分流定轴式减速器，其特征在于介轮(10)的数量为5只。7.根据权利要求l所述的内啮合多分流定轴式减速器，其特征在于介轮(10)的数量为4只。8.根据权利要求l所述的内啮合多分流定轴式减速器，其特征在于介轮(10)的数量为3只。全文摘要本发明属机械传动
技术领域：
，一种以定轴传动理论为基础，动轴行星结构形式为框架的内啮合多分流定轴式减速器。其特征在于(一)高速级3-6支分流中心轮与均布的3-6只齿轮[7]之间有介轮[11]；(二)低速级双分流在齿轮[8]与内齿圈之间有二只相同的介轮[14]，形成外、内啮合；(三)机架与机座联接。减速器具有内啮合、多分流及同轴三大特性。本发明结构、计算均很简单，重量仅为NGW减速器的35-50％，可以取代各种减速器，可以制造T<sub>2</sub>＝4600kN·m超大型减速器。文档编号F16H1/32GK101338811SQ20071004629公开日2009年1月7日申请日期2007年9月24日优先权日2007年9月24日发明者吴小杰申请人:吴小杰