专利名称：齿轮箱的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及工程机械技术领域，特别是涉及一种齿轮箱。
背景技术：
齿轮箱在工程机械领域应用很广泛，比如在风力发电机组当中齿轮箱就是一个重 要的机械传动部件。齿轮箱在风力发电机组中安装于主轴和发电机之间，其主要功用是将风轮在风力 作用下所产生的动力传递给发电机并使其得到相应的转速。通常风轮的转速很低，远达不 到发电机发电所要求的转速，齿轮箱将较低的输入转速经过齿轮箱增速后，得到较高的输 出转速，同时得到较小的输出转矩。风电齿轮箱的良好密封是保持其正常工作的一个重要条件，密封端漏油将会带来 非常大的维修和维护费用。因此，如何在变载，振动的情况下保证密封的高可靠性成为行业 内最为关注的问题。目前，现行的密封结构主要是两种形式，第一种采用骨架油封，利用密封唇口进行 密封，密封内圈和轴接触，轴转动时，容易发热，产生磨损，故性能很不稳定，而且油封寿命 短，维护成本高。第二种采用迷宫密封加盘根，但仍未找到一种稳定的迷宫密封方案，而且 盘根磨损快，需经常更换，维护成本高。因此，如何有效提高齿轮箱密封结构的密封性能，延长密封结构的使用寿命，降低 维护费用是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种齿轮箱，该齿轮箱的密封结构可以提高齿轮箱的密 封性能，且使用寿命长，维护费用低。为解决上述技术问题，本实用新型提供一种齿轮箱，包括箱体、转动轴及其轴承、 密封内环、密封外环以及安装于所述箱体的外侧的密封端盖，所述密封内环固定套装于所 述转动轴，所述密封外环和所述密封端盖均套装于所述密封内环，所述密封外环位于所述 密封端盖的内侧，所述密封外环与所述密封端盖均与所述密封内环间隙密封，所述密封外 环与所述轴承之间具有第一空腔，所述密封外环与所述密封端盖之间具有第二空腔，所述 箱体上设有与所述第一空腔和所述第二空腔分别连通的第一回油孔和第二回油孔。优选地，所述密封端盖和所述密封内环之间还具有第三空腔，所述密封端盖上设 有与所述第三空腔连通的第三回油孔。优选地，所述第三空腔为开设于所述密封端盖的内周壁的环形凹槽。优选地，所述环形凹槽的横截面为弧形。优选地，所述第三回油孔通过油管与所述箱体中的中间级轴承连通。优选地，所述第一回油孔和所述第二回油孔均为斜孔。优选地，所述第一回油孔与所述第一空腔的底部相连，所述第二回油孔和所述第二空腔的底部相连。优选地，所述箱体在与所述第一空腔底部相对应的位置设有第一导流槽，所述第 一空腔通过所述第一导流槽与所述第一回油孔相连；所述箱体在与所述第二空腔底部相对 应的位置设有第二导流槽，所述第二空腔通过所述第二导流槽与所述第二回油孔相连。优选地，所述第一回油孔和所述第二回油孔的数目均为一个以上。优选地，所述密封内环的外周壁与所述密封外环相对应的部分设有螺旋凹槽，所 述螺旋凹槽的旋向与所述转动轴的转动方向相反。优选地，所述密封内环的外周壁与所述密封端盖相对应的部分设有斜齿。优选地，所述密封端盖的外端面处设有槽口，所述槽口内设有防尘V封。本实用新型提供的齿轮箱，其密封的部件包括固定套装于转动轴上的密封内环， 以及套装于密封内环上的密封外环和密封端盖，密封外环位于密封端盖的内侧，密封外环 与密封端盖均与密封内环间隙密封，密封外环与轴承之间具有第一空腔，密封外环与密封 端盖之间具有第二空腔，箱体上设有与第一空腔和第二空腔分别连通的第一回油孔和第二 回油孔。从轴承流出的润滑油一部分流回箱体，一部分首先进入第一空腔，进入第一空腔的 润滑油，大部分通过第一回油孔回到箱体，另外一小部分通过密封内环与密封外环之间的 间隙密封进入第二空腔，再通过第二回油孔回到箱体中，保证了润滑油充分回流到箱体中， 不会泄漏，可以有效提高齿轮箱的密封性能。此外，密封内环固定在轴上，两者之间没有相 对转动，密封外环以及密封端盖与密封内环又采取不接触的间隙密封方式，整体密封部件 均不会发热、产生磨损，使用寿命长，维护费用得以降低。在一种优选实施方式中，密封端盖和密封内环之间还具有第三空腔，密封端盖上 设有与第三空腔连通的第三回油孔，第三回油孔还通过油管与箱体中的中间级轴承连通。 当第二空腔内的润滑油不能完全回流到箱体时，就会有少量润滑油进入第三空腔，进入到 第三空腔内的润滑油再通过油管进入中间级轴承内，可以润滑中间级轴承。在另一种优选实施方式中，密封内环的外周壁与密封外环相对应的部分设有螺旋 凹槽，螺旋凹槽的旋向与转动轴的转动方向相反。当第一空腔的润滑油通过密封内环与密 封外环之间的间隙时，会进入螺旋凹槽内，在螺旋凹槽的作用下，大部分润滑油会重新回到 第一空腔，进一步提高密封性能。
图1为本实用新型所提供一种具体实施方式
齿轮箱密封结构的剖视图；图2为图1中A部位的局部放大示意图；图3为图1所示的齿轮箱的第二油腔回油油路的完整示意图；图4为本实用新型一种具体实施方式
所提供的回油孔和导流槽的布局示意图；图5为图4所示第一油腔与第一回油孔相通的结构示意图；图6为图4所述第二油腔与第二回油孔相通的结构示意图；图7为图1所示的齿轮箱的密封外环的正视图；图8为图1所示的齿轮箱的密封外环的仰视图；图9为图7所示的密封外环的A-A剖视示图。
具体实施方式
本实用新型的核心是提供一种齿轮箱，该齿轮箱的密封结构可以提高齿轮箱的密 封性能，且使用寿命长，维护费用低。为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，
以下结合附图和具体实施 方式对本实用新型作进一步的详细说明。请参考图1至图3，图1为本实用新型所提供一种具体实施方式
齿轮箱的密封结构 示意图；图2为图1中A部位的局部放大示意图；图3为图1所示的齿轮箱的第二油腔回油 油路的完整示意图。在该种实施方式中，齿轮箱包括箱体1、转动轴2(通常指齿轮箱的输出轴和输入 轴)及其轴承3，还包括密封结构。齿轮箱的密封结构包括密封内环4、密封外环5以及安装 于箱体1外侧的密封端盖6，密封内环4固定套装于转动轴2，密封外环5和密封端盖6均 套装于密封内环4，密封外环5位于密封端盖6的内侧，密封外环5和密封端盖6均与密封 内环4间隙密封，间隙密封是一种非接触式密封，靠相对运动件配合面间的微小间隙进行 密封；当转动轴2转动时，密封内环4随之转动。间隙密封所存在的间隙属于径向间隙，因 此设计安装时需要考虑轴承3的径向游隙，在密封内环4与密封外环5以及密封端盖6不 发生摩擦的前提下，间隙越小，密封效果越好。密封外环5与轴承3的外侧(与密封外环5相对的一侧)之间具有第一空腔7，可 以在密封外环5与轴承3相对的一侧加工出环形槽，轴承3与密封外环5之间便形成环形 空腔，此环形空腔即第一空腔7。密封外环5与密封端盖6之间具有第二空腔8，可以在密 封外环5与密封端盖6相对的一侧同样加工出环形槽，密封外环5与密封端盖6之间也形 成环形空腔，此环形空腔即第二空腔8，当然也可以在密封端盖6上加工出环形槽，只要密 封外环5与密封端盖6相配合后，在二者之间形成腔体即可。具体地，本实施例所提供的密 封外环5具有两侧均开有环形槽的结构，可以认为是中间开孔的“工”字型密封圈，当然，密 封外环5也可以具有其他能够实现功能要求的结构。箱体1上设有与第一空腔7和第二空腔8分别连通的第一回油孔10和第二回油 孔11，请参考图1和图3，第一回油孔10和第二回油孔11是不能共用的，在该实施例中，两 个回油孔位于不同的轴向截面，图1是以第一回油孔10所在的轴向截面为基准作出的剖视 图，图3是以第二回油孔11所在的轴向截面为基准作出的剖视图。通常润滑油会自齿轮箱的箱体1上端的油孔注入具有润滑油孔的轴承3的中部， 从轴承3流出的润滑油一部分经过轴承3左侧缝隙直接流回箱体1，一部分经过轴承3右侧 (与密封外环5相对的一侧)缝隙进入第一空腔7，而第一空腔7与箱体1通过第一回油孔 10相连，因此进入第一空腔7的大部分润滑油会重新流回箱体1。第一空腔7内没有完全 流回箱体1的润滑油会经过密封外环5与密封内环4之间形成的间隙进入第二空腔8，进入 第二空腔8的润滑油会通过第二回油孔11再流回箱体1中，如图3所示。第一空腔7与第二空腔8的设置使从轴承3中流出的润滑油可以充分流回到箱体 1中，而且润滑油经过两个空腔后，压强也不会过高，从而提高了齿轮箱的密封性能。此外， 密封内环4与转动轴2固定连接，因此二者之间不存在相对转动，不会有摩擦、产热，从而减 少了密封内环4的磨损，可延长其使用寿命。密封外环5和密封端盖6均与密封内环4间 隙密封，密封内环4随转动轴2转动时，密封外环5和密封端盖6与密封内环4存在相对转动但不接触，因此这种非接触式密封使密封外环5和密封端盖6与密封内环4之间也不会 产生摩擦、发热，导致磨损，因此整个密封结构的使用寿命得以延长。在另一种实施方式中，密封端盖6和密封内环4之间还具有第三空腔9，密封端盖 6上设有与第三空腔9连通的第三回油孔12。第二空腔8内润滑油会有少量(经试验证明 油量很小)经过密封端盖6与密封内环4之间的间隙进入第三空腔9，再通过第三回油孔 12流至需要的位置。例如，可以将油管的一端连通第三回油孔12，另一端连通箱体1中的 中间级轴承(图中未示出)，进行中间级轴承的润滑；也可以将油管的另一端直接连通箱体 1，使第三空腔9中的润滑油回流到箱体1中。可以在密封端盖6的内周壁(与密封内环4间隙密封的壁)上开设环形凹槽，与 密封内环4相配合形成第三空腔9。环形凹槽的横截面可以加工成弧形，如图1和图2所示 的U形槽，润滑油容易沿U形槽的弧形壁流动，在重力作用下，聚集在U形槽的底部，第三空 腔回油孔12可以与U形槽的底部相连，润滑油可以较为容易的流入第三回油孔12。为了使第一空腔7和第二空腔8内润滑油的回流效果最好，可以将第一回油孔10 和第二回油孔11设计成斜孔，向箱体1内部倾斜，便于润滑油回流。还可以在第一空腔7和第二空腔8内设置多个回油孔，该实施例中第一空腔7内 设置了三个回油孔，第二空腔8内设置了两个回油孔，进一步保证润滑油的充分回流。此 外，润滑油基于重力作用会聚集至第一空腔7和第二空腔8的底部，可以使第一回油孔10 和第一空腔7的底部相连，第二回油孔11和第二空腔8的底部相连，即将两个空腔中润滑 油的出口开设在两个空腔的底部，从而使润滑油回油更充分。这里所述的底部根据齿轮箱 不同的安装角度而改变，底部即第一空腔7和第二空腔8较低的水平位置，但并不限于最低 水平位置，只要方便润滑油的回流即可。请参考图7、图8以及图9，图7为图1所示的齿轮箱的密封外环的正视图；图8为 图1所示的齿轮箱的密封外环的仰视图；图9为图7所示的密封外环的A-A剖视示图。在密封外环5与第一空腔7对应的内周壁的底部开设第一空腔7的第一润滑油出 口 51，同理可以在密封外环5与第二空腔8对应的内周壁的底部开设第二空腔8的第二润 滑油出口 52，由于第一回油孔10与第二回油孔11不能相通(防止润滑油倒流，第一空腔7 内的润滑油流至第二空腔8内，影响密封性能与回流效果)，第一润滑油出口 51与第二润滑 油出口 52可以相互错开一定位置。润滑油出口的数目不必与相应的回油孔数目相等，此实 施方式中的第一润滑油出口 51同时与三个第一回油孔10对应，第二润滑油出口 52的数目 则与第二回油孔11的数目相等。还可以在箱体1与第一空腔7底部相对应的位置设置第一导流槽13，第一空腔7 通过第一导流槽13与第一回油孔10相连，同样在箱体1与第二空腔8底部相对应的位置设 置第二导流槽14，第二空腔8通过第二导流槽14与第二回油孔11相连，即第一导流槽13 与第一润滑油出口 51的位置相对应，第二导流槽14与第二润滑油出口 52的位置相对应。 第一导流槽13和第二导流槽14可以帮助第一空腔7和第二空腔8中的润滑油更顺畅的流 入相对应的第一回油孔10和第二回油孔11。请参考图4、图5以及图6，图4为本实用新型一种具体实施方式
所提供的回油孔 和导流槽的布局示意图；图5为图4所示第一油腔与第一回油孔相通的结构示意图；图6为 图4所述第二油腔与第二回油孔相通的结构示意图。[0048]第一导流槽13具体可以是一种截面为半圆形的漏斗状结构，便于润滑油的流入， 再集中地将润滑油导向第一回油孔10。在密封内环4外周壁与密封外环5内周壁相对应的部分可以开设螺旋凹槽15，即 在第一空腔7和第二空腔8的连通处具有螺旋凹槽15，螺旋凹槽15的旋向需与转动轴2的 转动方向相反。螺旋凹槽15的截面可以为V形，两边的夹角为30-45度，靠近第二空腔8的 面为直面，因此，试图通过密封内环4与密封外环5之间间隙的润滑油进入螺旋凹槽15内 后，会重新回到第一空腔7。进一步可以将密封内环4外周壁与密封端盖6相对应的部分加工出斜齿16。试 图通过密封端盖6与密封内环4之间间隙的润滑油，会被密封内环4的斜齿16甩到第三空 腔9的腔壁，沿着腔壁流到第三空腔9的底部。斜齿16优选地斜向箱体1的内侧，可以将 润滑油甩向第三空腔9靠近箱体1内侧的腔壁，加强密封性。密封端盖6的外端面处设有槽口，槽口内设有防尘V封17。在密封端盖的右侧设 有防尘V封，既防止第三空腔9内润滑油泄漏，又可以保证齿轮箱的清洁度。以上对本实用新型所提供齿轮箱进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实 用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的 方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型 原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用 新型权利要求的保护范围内。
权利要求1.一种齿轮箱，包括箱体(1)、转动轴⑵及其轴承(3)、密封内环(4)、密封外环(5) 以及安装于所述箱体(1)的外侧的密封端盖(6)，其特征在于，所述密封内环(4)固定套装 于所述转动轴(2)，所述密封外环(5)和所述密封端盖(6)均套装于所述密封内环(4)，所 述密封外环(5)位于所述密封端盖(6)的内侧，所述密封外环(5)与所述密封端盖(6)均 与所述密封内环(4)间隙密封，所述密封外环(5)与所述轴承(3)之间具有第一空腔(7)， 所述密封外环(5)与所述密封端盖(6)之间具有第二空腔(8)，所述箱体(1)上设有与所述 第一空腔(7)和所述第二空腔⑶分别连通的第一回油孔(10)和第二回油孔(11)。
2.根据权利要求1所述齿轮箱，其特征在于，所述密封端盖(6)和所述密封内环(4)之 间还具有第三空腔(9)，所述密封端盖(6)上设有与所述第三空腔(9)连通的第三回油孔 (12)。
3.根据权利要求2所述齿轮箱，其特征在于，所述第三空腔(9)为开设于所述密封端盖(6)的内周壁的环形凹槽。
4.根据权利要求3所述齿轮箱，其特征在于，所述环形凹槽的横截面为弧形。
5.根据权利要求4所述齿轮箱，其特征在于，所述第三回油孔(12)通过油管与所述箱 体(1)中的中间级轴承连通。
6.根据权利要求1至5任一项所述齿轮箱，其特征在于，所述第一回油孔(10)和所述 第二回油孔(11)均为斜孔。
7.根据权利要求6所述齿轮箱，其特征在于，所述第一回油孔(10)与所述第一空腔(7)的底部相连，所述第二回油孔(11)和所述第二空腔(8)的底部相连。
8.根据权利要求7所述齿轮箱，其特征在于，所述箱体(1)在与所述第一空腔(7)底部 相对应的位置设有第一导流槽(13)，所述第一空腔(7)通过所述第一导流槽(13)与所述第 一回油孔(10)相连；所述箱体(1)在与所述第二空腔(8)底部相对应的位置设有第二导流 槽(14)，所述第二空腔(8)通过所述第二导流槽(14)与所述第二回油孔(11)相连。
9.根据权利要求8所述齿轮箱，其特征在于，所述第一回油孔(10)和所述第二回油孔 (11)的数目均为一个以上。
10.根据权利要求6所述齿轮箱，其特征在于，所述密封内环(4)的外周壁与所述密封 外环(5)相对应的部分设有螺旋凹槽(15)，所述螺旋凹槽(15)的旋向与所述转动轴(2)的 转动方向相反。
11.根据权利要求6所述齿轮箱，其特征在于，所述密封内环(4)的外周壁与所述密封 端盖(6)相对应的部分设有斜齿(16)。
12.根据权利要求6所述齿轮箱，其特征在于，所述密封端盖(6)的外端面处设有槽口， 所述槽口内设有防尘V封(17)。
专利摘要本实用新型公开了一种齿轮箱，包括箱体、转动轴及其轴承、密封内环、密封外环以及安装于所述箱体的外侧的密封端盖，其特征在于，所述密封内环固定套装于所述转动轴，所述密封外环和所述密封端盖均套装于所述密封内环，所述密封外环位于所述密封端盖的内侧，所述密封外环与所述密封端盖均与所述密封内环间隙密封，所述密封外环与所述轴承之间具有第一空腔，所述密封外环与所述密封端盖之间具有第二空腔，所述箱体上设有与所述第一空腔和所述第二空腔分别连通的第一回油孔和第二回油孔。该齿轮箱的密封结构可以提高齿轮箱的密封性能，且使用寿命长，维护费用低。
文档编号H02K7/116GK201781374SQ201020533320
公开日2011年3月30日 申请日期2010年9月16日 优先权日2010年9月16日
发明者张兆波, 王初亮, 苏健 申请人:三一电气有限责任公司