专利名称：双圆弧齿轮潜油螺杆泵减速机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及油田采油潜油螺杆泵用减速机，尤其是双圆弧齿轮潜油螺杆泵减速机。
背景技术：
目前，国内、外油田应用的潜油螺杆泵采油装置，主要由潜油电机、保护器、减速机、减速机保护器、调心联轴器、螺杆泵组成。它适用井况范围广，能够满足油田对高粘稠井液、含砂量大、中小排量、湿地及海上油田等特殊井况的要求。但该种装置目前还属于新技术、新工艺。之所以该技术在油田领域尚未得到推广应用，主要原因就是减速机的“瓶颈”问题，潜油螺杆泵因泵挂深度的不同及油井套管尺寸限制，要求减速机径向尺寸小，传输功率大，连续工作寿命长，而现有技术中应用的渐开线齿轮和双摆线齿轮减速机不能很好地解决井下油井所需的小尺寸大功率长寿命的技术难题，满足不了油田采油特殊井况的实际要求。
实用新型内容针对现有技术中的减速器所存在的问题，本实用新型提供一种双圆弧齿轮潜油螺杆泵减速机，采用双圆弧齿形，使轮齿综合曲率半径增大，接触强度高，抗弯曲能力强，无根切问题，啮合齿面最大压力时其啮合角为0°，有效地提高了减速机的承载能力和传递效率。所述减速机包括外壳和依次设置在减速机外壳内的输入轴、浮动双联齿轮和输出轴；所述输入轴和所述输出轴之间通过浮动双联齿轮连接；所述浮动双联齿轮为双圆弧齿形或三圆弧齿形；所述输入轴与输出轴在一条轴线上。进一步，所述双联齿轮下端为外齿圈Z1，上端为内齿圈Z3，所述机壳内固定有内齿圈Z2，所述输出轴下端设置齿轮Z4 ；所述外齿圈Zl与内齿圈Z2啮合，所述内齿圈与输出轴下端设置齿轮Z4啮合。进一步，所述减速机外壳包括下端盖、机壳和上端盖；所述下端盖和上端盖分别设置在机壳的两端并与机壳固定连接。进一步，所述输入轴结构依次为带有花键结构的下轴头，平衡偏心轴颈、工作偏心轴颈和上轴头。进一步，所述输出轴的结构依次为外部设置有双圆弧齿轮Z4的下轴头、轴身和带有花键结构的上轴头。进一步，所述输入轴和输出轴均通过轴承支撑在外壳内。进一步，所述平衡偏心轴颈和工作偏心轴颈为尺寸相同方位相反的两段轴。进一步，所述输出轴的下轴头设置有盲孔，所述盲孔内设置有两个轴承和输入轴轴头。进一步，所述两个轴承均为无内外圈的滚子轴承，其中一个轴承套在所述输入轴头处，并支撑在输出轴盲孔内壁上；所述输入轴的轴头的端部有凹槽，所述另一个轴承设置在该所述凹槽中与所述盲孔底部之间。本实用新型的技术特点双圆弧齿轮齿形的综合曲率半径比渐开线齿轮大得多， 因而其接触强度比渐开线齿轮大；双圆弧齿轮的线接触是经跑合后形成的，因此它对制造误差和变形不敏感，适应受载的情况；双圆弧齿轮啮合过程齿面磨损均勻，有利于齿面间油膜的形成，因此其磨损小，效率高；双圆弧齿轮啮合时，因是一轮齿顶的外凸轮廓与另一轮齿根的内凹齿廓接触，故其接触应力较小，抗弯曲能力强；双圆弧齿轮没有根切问题，齿轮的齿数可以很少，故机构紧凑。
图1为减速机轴向剖面结构示意图。图2为本实用新型减速机所使用的齿轮啮合示意图。
具体实施方式
如图1中所示，本实用新型中减速机主要包括减速机外壳，减速机外壳内依次设置有，输入轴2、浮动双联齿轮10、输出轴6 ；输入轴2和输出轴6之间通过浮动双联齿轮10 减速并传递扭矩。输入轴2与输出轴6设置在一条轴线上。减速机外壳由下端盖1、机壳11、上端盖5构成；上端盖5和下端盖1，分别设置在机壳11的两端，并与机壳11之间固定连接。输入轴2的下轴头22为花键结构，并通过轴承12支撑在下端盖1内，用于与潜油电机保护器连接。输入轴2的轴身设有两段相对的工作偏心轴颈4和平衡偏心轴颈3，两者尺寸相同方位相反，与输入轴的其他部分为一整体，一次加工成型。输入轴2旋转时由于工作偏心轴颈4的作用，使浮动双联齿轮10外齿与机壳11内的固定内齿圈啮合并作行星运动，平衡偏心轴颈3的作用是平衡工作偏心轴颈4旋转时产生的离心力，保证输入轴运转稳定。输入轴2的上轴头21通过轴承8与输出轴6连接。输出轴6上轴头62为花键结构，用于与减速机保护器连接；其轴身通过轴承7支撑在上端盖5上。输出轴6下轴头61中间加工有盲孔，该盲孔内设置有轴承9、输入轴2的上端轴头21和轴承8 ；轴承8、9均为无内外圈的滚子轴承。轴承8套在输入轴2的上端轴头21处，并支撑在输出轴6的盲孔内壁上；输入轴2的上端轴头21的端部加工有凹槽，轴承9设置在该凹槽中与盲孔底部之间。输出轴6下轴头61外设置有双圆弧齿轮Z4，该双圆弧齿轮Z4可直接加工在下轴头61上，也可以单独加工然后固定设置在下轴头61上。浮动双联齿轮10为少齿差浮动双联齿轮，其下部为外齿圈Z1，上部为内齿圈Z3， 其中，外齿圈Zl与设置在机壳11内的固定内齿圈Z2啮合，其内齿圈与设置在输出轴 61外的双圆弧齿轮TA相啮合。上述齿轮/齿圈Zl、Z2、Z3、TA的齿形均采用双圆弧齿形， 或者采用三圆弧齿形。双圆弧齿轮潜油螺杆泵减速机减速比可通过调整Zl、Z2、Z3、Z4的啮合齿数确定，如实施例当Zl = 55、Z2 = 57、Z3 = 43、Z4 = 40时，其速比为I = Z4/ ((Z2-Z1) + (Z3-Z4)) = 8，所有齿轮均采用模数为2. 75、齿形角为20度的短齿双圆弧齿形。 图2中所示的是Zl、Z2、Z3、Z4采用双圆弧齿形时的啮合状态，它的齿顶为凸齿，齿根为凹齿，相啮合的齿轮具有相同的齿廓，因此可以用同一把刀具加工。在啮合时，从一个端面看， 先是主动轮齿的凹部推动固定齿圈或从动轮轮齿的凸部图中点KA，然后又以它的凸部推动对方的凹部图中点Κτ。因此就整个齿宽而言，一对齿有两个接触点，这两个接触点沿各自的啮合线移动，形成多点接触，因此双圆弧齿轮的承载能力和传动的平稳性明显提高。齿轮采用双圆弧齿形，综合曲率半径大，接触强度高，抗弯曲能力强，无根切问题，啮合齿面最大压力时其啮合角为0°，有效地提高了减速机的承载能力和传递效率。该实用新型可在油田采油、钻探领域广泛应用。
权利要求1.一种双圆弧齿轮潜油螺杆泵减速机，包括减速机外壳，其特征为，所述减速机还包括依次设置在减速机外壳内的输入轴、浮动双联齿轮和输出轴；所述输入轴和所述输出轴之间通过浮动双联齿轮连接；所述浮动双联齿轮为双圆弧齿形或三圆弧齿形；所述输入轴与输出轴在一条轴线上。
2.根据权利要求1中所述减速机，其特征为，所述双联齿轮下端为外齿圈Z1，上端为内齿圈Z3，所述机壳内固定有内齿圈Z2，所述输出轴下端设置齿轮Z4 ；所述外齿圈Zl与内齿圈Z2啮合，所述内齿圈与输出轴下端设置齿轮Z4啮合。
3.根据权利要求1中所述减速机，其特征为，所述减速机外壳包括下端盖、机壳和上端盖；所述下端盖和上端盖分别设置在机壳的两端并与机壳固定连接。
4.根据权利要求1中所述减速机，其特征为，所述输入轴结构依次为带有花键结构的下轴头，平衡偏心轴颈、工作偏心轴颈和上轴头。
5.根据权利要求1中所述减速机，其特征为，所述输出轴的结构依次为外部设置有双圆弧齿轮Z4下轴头、轴身和带有花键结构的上轴头。
6.根据权利要求1中所述减速机，其特征为，所述输入轴和输出轴均通过轴承支撑在外壳内。
7.根据权利要求4中所述减速机，其特征为，所述平衡偏心轴颈和工作偏心轴颈为尺寸相同方位相反的两段轴。
8.根据权利要求5中所述减速机，其特征为，所述输出轴的下轴头设置有盲孔，所述盲孔内设置有两个轴承(8、9)和输入轴轴头。
9.根据权利要求8中所述减速机，其特征为，所述两个轴承(8、9)均为无内外圈的滚子轴承，其中一个轴承(8)套在所述输入轴头处，并支撑在输出轴盲孔内壁上；所述输入轴的轴头的端部有凹槽，所述另一个轴承(9)设置在该所述凹槽中与所述盲孔底部之间。
专利摘要一种双圆弧齿轮潜油螺杆泵减速机，包括减速机外壳和依次设置在减速机外壳内的输入轴、浮动双联齿轮和输出轴；所述输入轴和所述输出轴之间通过浮动双联齿轮连接；所述浮动双联齿轮为双圆弧齿形；所述输入轴与输出轴在一条轴线上。本实用新型提供一种双圆弧齿轮潜油螺杆泵减速机，采用双圆弧齿形，使轮齿综合曲率半径增大，接触强度高，抗弯曲能力强，无根切问题，啮合齿面最大压力时其啮合角为0°，有效地提高了减速机的承载能力和传递效率。
文档编号F16H1/34GK202048144SQ20102066579
公开日2011年11月23日 申请日期2010年12月17日 优先权日2010年12月17日
发明者吴凤悟, 王德成 申请人:万奥普(北京)石油工程技术开发研究院有限公司, 大庆大丰油田科技有限公司