双输入多级变速蜗杆减速器的制作方法

本发明涉及一种减速器，特别涉及一种双输入多级变速蜗杆减速器。

背景技术：

蜗杆减速器是减速器的一种主要形式，用于传递空间两交错轴之间的运动和动力，具有传动比范围宽(通常一级传动比即可达5～100)、结构紧凑、体积小、运动平稳、噪声低等优点，因此广泛应用于航空航天、船舶航海、冶金矿山、石油化工、建筑轻工等领域。随着科技的发展和需求的提升，混合动力汽车、矿山冶金、光电风电、船舶航海及轨道交通等领域的主传动系统提出了双输入、多级变速、传动比大、结构紧凑、功率密度大等要求。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种双输入多级变速蜗杆减速器，能够输出多种不同的转速，且传动比大、结构紧凑、可靠性高，可广泛用于混合动力汽车、矿山冶金、光电风电、船舶航海及轨道交通等领域的主传动系统。

本发明的双输入多级变速蜗杆减速器，包括第一输入机构、第二输入机构、传动机构及输出轴；所述第一输入机构包括用于与第一驱动器连接的第一蜗杆及与第一蜗杆啮合传动的第一蜗轮；所述第二输入机构包括用于与第二驱动器连接的第二蜗杆及与第二蜗杆啮合传动的第二蜗轮；所述传动机构包括锥齿轮Ⅰ、锥齿轮Ⅱ、锥齿轮Ⅲ、锥齿轮Ⅳ和行星架，所述锥齿轮Ⅰ与锥齿轮Ⅱ左右对称设置，所述锥齿轮Ⅲ与锥齿轮Ⅳ上下对称设置，所述锥齿轮Ⅰ与锥齿轮Ⅲ及锥齿轮Ⅳ啮合传动，所述锥齿轮Ⅱ与锥齿轮Ⅲ及锥齿轮Ⅳ啮合传动，所述行星架设在四个锥齿轮之间并与锥齿轮Ⅲ及锥齿轮Ⅳ同步转动；所述第一蜗轮与锥齿轮Ⅰ固定连接，所述第二蜗轮与锥齿轮Ⅱ固定连接；所述行星架的中部设有用于固定输出轴的固定孔，所述锥齿轮Ⅰ、锥齿轮Ⅱ上对应设有用于供输出轴穿过的过孔Ⅰ、过孔Ⅱ；输出轴依次穿过过孔Ⅰ、固定孔及过孔Ⅱ并与行星架同步转动。

进一步，所述锥齿轮Ⅰ的小端设有用于安装第一蜗轮并对第一蜗轮轴向和径向定位的台阶端面Ⅰ，所述第一蜗轮外套于台阶端面Ⅰ的阶梯轴段后通过定位件Ⅰ固定在锥齿轮Ⅰ上。

进一步，所述锥齿轮Ⅱ的小端设有用于安装第二蜗轮并对第二蜗轮轴向和径向定位的台阶端面Ⅱ，所述第二蜗轮外套于台阶端面Ⅱ的阶梯轴段后通过定位件Ⅱ固定在锥齿轮Ⅱ上。

进一步，所述行星架包括架体，所述架体上端面向上延伸形成上定位轴，所述架体下端面向下延伸形成下定位轴，所述锥齿轮Ⅲ上设有用于供上定位轴穿过的过孔Ⅲ，所述锥齿轮Ⅳ上设有用于供下定位轴穿过的过孔Ⅳ，所述上定位轴穿过过孔Ⅲ并固定连接，所述下定位轴穿过过孔Ⅳ并固定连接。

进一步，所述过孔Ⅰ及过孔Ⅱ中均设有用于支撑输出轴的第一支撑轴承组，所述过孔Ⅲ中设有用于支撑上定位轴的第二支撑轴承组，所述过孔Ⅳ中设有用于支撑下定位轴的第三支撑轴承组，所述第一支撑轴承组、第二支撑轴承组及第三支撑轴承组均采用两个背对背形式安装的角接触轴承。

进一步，该减速器还包括用于容置传动机构的箱体，所述箱体一体成型形成轴座Ⅰ及轴座Ⅱ，所述输出轴通过轴承Ⅰ转动配合穿过轴座Ⅰ，所述第一蜗杆、第二蜗杆均通过轴承Ⅱ转动配合穿过对应的轴座Ⅱ。

进一步，所述角接触轴承、轴承Ⅰ及轴承Ⅱ均为圆锥滚子轴承结构或者角接触球轴承结构。

进一步，所述箱体上设有窥视口，通过第一螺栓和密封垫片将盖板固定在箱体上覆盖窥视口；所述盖板设有排气孔，排气孔上安装有第二螺栓并通过螺母连接固定。

进一步，所述轴座Ⅰ及轴座Ⅱ上均以可拆卸方式连接有轴盖，所述轴盖上一体成型形成用于对应压紧轴承Ⅰ外圈或轴承Ⅱ外圈的压环。

进一步，所述第一蜗杆及第二蜗杆平行设置，且所述第一蜗杆、第二蜗杆与输出轴呈异面垂直关系。

本发明的有益效果：本发明的双输入多级变速蜗杆减速器，第一驱动器连接第一蜗杆，第二驱动器连接第二蜗杆，依据两驱动器各自不同的正转、反转及停止状态，通过锥齿轮差动轮系结构的传动机构传动至输出轴后，能够输出多种不同的转速，且以蜗杆蜗轮作为动力输入构件，行星架作为动力输出构件，其传动比大、结构紧凑、可靠性高，可广泛用于混合动力汽车、矿山冶金、光电风电、船舶航海及轨道交通等领域的主传动系统。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：

图1为本发明的传动原理图；

图2为本发明的立体结构示意图；

图3为本发明的全剖视图。

具体实施方式

图1为本发明的传动原理图，图2为本发明的立体结构示意图，图3为本发明的全剖视图，如图所示：本发明的双输入多级变速蜗杆减速器，包括第一输入机构、第二输入机构、传动机构及输出轴40；所述第一输入机构包括用于与第一驱动器(图中未示出)连接的第一蜗杆11及与第一蜗杆11啮合传动的第一蜗轮12；所述第二输入机构包括用于与第二驱动器(图中未示出)连接的第二蜗杆21及与第二蜗杆21啮合传动的第二蜗轮22；所述传动机构包括锥齿轮Ⅰ31、锥齿轮Ⅱ32、锥齿轮Ⅲ33、锥齿轮Ⅳ34和行星架35，所述锥齿轮Ⅰ31与锥齿轮Ⅱ32左右对称设置，所述锥齿轮Ⅲ33与锥齿轮Ⅳ34上下对称设置，所述锥齿轮Ⅰ31与锥齿轮Ⅲ33及锥齿轮Ⅳ34啮合传动，所述锥齿轮Ⅱ32与锥齿轮Ⅲ33及锥齿轮Ⅳ34啮合传动，所述行星架35设在四个锥齿轮之间并与锥齿轮Ⅲ33及锥齿轮Ⅳ34同步转动；所述第一蜗轮12与锥齿轮Ⅰ31固定连接，所述第二蜗轮22与锥齿轮Ⅱ32固定连接；所述行星架35的中部设有用于固定输出轴40的固定孔35a，所述锥齿轮Ⅰ31、锥齿轮Ⅱ32上对应设有用于供输出轴40穿过的过孔Ⅰ31a、过孔Ⅱ32a；输出轴40依次穿过过孔Ⅰ31a、固定孔35a及过孔Ⅱ32a并与行星架35同步转动；第一驱动器、第二驱动器可为电机或者内燃机结构，只要能作为动力源即可；锥齿轮Ⅰ31与锥齿轮Ⅱ32的结构相同，锥齿轮Ⅲ33与锥齿轮Ⅳ34的结构相同；左、右、上、下均以图3所示方向为准；输出轴40的中心线与行星架35的中心线重合；第一蜗轮12、第二蜗轮22均采用单头大速比设计，具有自锁功能；输出轴40与行星架35之间可通过平键连接，以实现联动；所述第一蜗杆11及第二蜗杆21平行设置，且所述第一蜗杆11、第二蜗杆21与输出轴40呈异面垂直关系；第一驱动器连接第一蜗杆11，第二驱动器连接第二蜗杆21，依据两驱动器各自不同的正转、反转及停止状态，通过锥齿轮差动轮系结构的传动机构传动至输出轴40后，能够输出多种不同的转速，且以蜗杆蜗轮作为动力输入构件，行星架35作为动力输出构件，其传动比大、结构紧凑、可靠性高，可广泛用于混合动力汽车、矿山冶金、光电风电、船舶航海及轨道交通等领域的主传动系统。

本实施例中，所述锥齿轮Ⅰ31的小端设有用于安装第一蜗轮12并对第一蜗轮12轴向和径向定位的台阶端面Ⅰ，所述第一蜗轮12外套于台阶端面Ⅰ的阶梯轴段后通过定位件Ⅰ51固定在锥齿轮Ⅰ31上；所述锥齿轮Ⅱ32的小端设有用于安装第二蜗轮22并对第二蜗轮22轴向和径向定位的台阶端面Ⅱ，所述第二蜗轮22外套于台阶端面Ⅱ的阶梯轴段后通过定位件Ⅱ52固定在锥齿轮Ⅱ32上；锥齿轮Ⅰ31、锥齿轮Ⅱ32的大端设有锥盘，锥盘上设有轮齿，小端即大端的另一侧；第一蜗轮12、第二蜗轮22分别与台阶端面Ⅰ、台阶端面Ⅱ过盈配合，定位件Ⅰ51、定位件Ⅱ52平行于输出轴40设置，定位件Ⅰ51、定位件Ⅱ52优选为骑缝螺钉；该结构有利于提高第一蜗轮12、第二蜗轮22与锥齿轮Ⅰ31、锥齿轮Ⅱ32连接的稳固度，提高运动时的平稳性，且使得减速器的结构更为紧凑，便于装配。

本实施例中，所述行星架35包括架体，所述架体上端面向上延伸形成上定位轴351，所述架体下端面向下延伸形成下定位轴352，所述锥齿轮Ⅲ33上设有用于供上定位轴351穿过的过孔Ⅲ33a，所述锥齿轮Ⅳ34上设有用于供下定位轴352穿过的过孔Ⅳ34a，所述上定位轴351穿过过孔Ⅲ33a并固定连接，所述下定位轴352穿过过孔Ⅳ34a并固定连接；行星架35为一体式结构，结构强度高，传动稳定。

本实施例中，所述过孔Ⅰ31a及过孔Ⅱ32a中均设有用于支撑输出轴40的第一支撑轴承组61，所述过孔Ⅲ33a中设有用于支撑上定位轴351的第二支撑轴承组62，所述过孔Ⅳ34a中设有用于支撑下定位轴352的第三支撑轴承组63，所述第一支撑轴承组61、第二支撑轴承组62及第三支撑轴承组63均包括至少两个采用背对背形式安装的角接触轴承；角接触轴承中，接触的受力处具有一定的角度、能承受一定的轴向力，使支撑更为稳固；角接触轴承可为圆锥滚子轴承结构或者角接触球轴承结构。

本实施例中，该减速器还包括用于容置传动机构的箱体7，所述箱体7一体成型形成轴座Ⅰ7a及轴座Ⅱ7b，所述输出轴40通过轴承Ⅰ64转动配合穿过轴座Ⅰ7a，所述第一蜗杆11、第二蜗杆21均通过轴承Ⅱ65转动配合穿过对应的轴座Ⅱ7b；所述轴承Ⅰ64及轴承Ⅱ65均可为圆锥滚子轴承结构或者角接触球轴承结构；输出轴40、上定位轴351、下定位轴352、第一蜗杆11及第二蜗杆21均可通过止动垫片及圆螺母的配合而固定在相应轴承件上；箱体7底部可形成底座，底座上开有放油孔；所述箱体7上设有窥视口，通过第一螺栓72和密封垫片73将盖板71固定在箱体7上覆盖窥视口；所述盖板71设有排气孔，排气孔上安装有第二螺栓74并通过螺母75连接固定；所述轴座Ⅰ7a及轴座Ⅱ7b上均以可拆卸方式连接有轴盖76，所述轴盖76上一体成型形成用于对应压紧轴承Ⅰ64外圈或轴承Ⅱ65外圈的压环76a，提高轴承Ⅰ64与轴承Ⅱ65的安装稳固性，同时简化装配工艺；输出轴40穿出轴座Ⅰ7a的位置设有设有骨架油封。

为了实现本发明的功能要求，可设计第一蜗杆11为头数z₁₁＝1的右旋单头蜗杆，第二蜗杆21为头数z₂₁＝1的右旋单头蜗杆，第一蜗轮12的齿数z₁₂＝100，第二蜗轮22的齿数z₂₂＝100，锥齿轮Ⅲ33的齿数z₃₃＝21，锥齿轮Ⅳ34的齿数z₃₄＝21，锥齿轮Ⅰ31的齿数z₃₁＝61，、锥齿轮Ⅱ32的齿数z₃₂＝61，与第一蜗杆11连接的第一驱动器为转速n₁的三相异步电机，与第二蜗杆21连接的第二驱动器为转速n₂的三相异步电机，输出轴40的转速为n₃，可存在以下八种变速输出情况：

1)n₁＝3000rpm，n₂＝1000rpm，则输出转速n₃＝20rpm；

2)n₁＝3000rpm，n₂＝0rpm，则输出转速n₃＝15rpm；

3)n₁＝3000rpm，n₂＝-1000rpm，则输出转速n₃＝10rpm；

4)n₁＝-3000rpm，n₂＝1000rpm，则输出转速n₃＝-10rpm；

5)n₁＝-3000rpm，n₂＝0rpm，则输出转速n₃＝-15rpm；

6)n₁＝-3000rpm，n₂＝-1000rpm，则输出转速n₃＝-20rpm；

7)n₁＝0rpm，n₂＝1000rpm，则输出转速n₃＝5rpm；

8)n₁＝0rpm，n₂＝-1000rpm，则输出转速n₃＝-5rpm。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。