专利名称：平行双螺杆高扭矩高转速齿轮箱的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种齿轮箱，特别是一种平行双螺杆高扭矩高转速齿轮箱。
技术背景目前，双螺杆挤出机已经广泛应用于塑料、橡胶领域，特别是同向平行双螺杆挤出机所具备优秀混炼效果和高的加工效率，是塑料改性加工最有效的手段，典型应用有通用塑料PP、PE、PS、工程塑料PA、ABS、PET、PBT、POM、LCP、PC、PA6T、PA8T、PEEK、PPS等的共混、矿物填充、纤维增强以及粉末涂料、色母料、弹性体的混炼造粒和挤出成型加工，并因其比单螺杆挤出机更好的混炼、排气、反应和自洁功能而得到广泛的应用和重视。
长期以来，作为挤出成型装备主要性能指标的“高扭矩、高转速、高产量”，一直是挤出成型机发展的主要方向，高的产出与价格比不仅是企业家最为关心的，也是科技工作者钻研的目标。挤出机高速、高产固然可使投资者以较低的投入获得较大的产出和高额的回报，但从技术角度看，为确保挤出机的高产量，必须提供螺杆高的扭矩，同时保证螺杆高的转速，这必将为传动系统(扭矩分配箱)带来了一系列需要克服的技术难点，其中齿轮箱的齿轮和轴承在高负荷、高速运转的情况下如何提高其寿命，即是在传动方面需要解决的首要问题。
发明内容
本实用新型的目的即在于克服现有技术的缺点，提供一种输出轴纯扭矩或近似纯扭矩输出的平行双螺杆高扭矩高转速齿轮箱，它使双螺杆挤出机齿轮箱薄弱环节齿轮受力降低一倍，薄弱环节轴承具有最佳受力状态，解决了平行双螺杆挤出机提高螺杆扭矩和转速后带来的齿轮、轴承寿命降低，不能满足使用要求的难题。
本实用新型的目的通过以下技术方案来实现平行双螺杆高扭矩高转速齿轮箱，它包括输入轴、A输出轴、上传动轴、下传动轴以及B输出轴，输入轴上设置有输入齿轮，输入齿轮与A输出轴上的A输出轴端头齿轮啮合，A输出轴上还设置有A输出轴中间齿轮，A输出轴中间齿轮同时与上传动轴上的C齿轮和下传动轴上的E齿轮啮合，A输出轴上还设置有推力轴承，B输出轴上设置有B输出轴齿轮，B输出轴上还设置有串列推力轴承，B输出轴齿轮同时与上传动轴上的D齿轮和下传动轴上的F齿轮啮合。
齿轮箱内的B输出轴的轴芯线，以及与B输出轴上的齿轮相啮合的齿轮的轴心线在同一平面上。
齿轮箱内的B输出轴的轴芯线，以及与B输出轴上的齿轮相啮合的齿轮的轴心线所构成的平面与竖直平面形成的夹角在-25°～0°～25°范围内。
所述齿轮箱内的B输出轴所受的径向力和轴向力抵消为零，为纯扭矩或近似纯扭矩输出。
齿轮箱内的A输出轴、B输出轴两输出轴中心距为15～270mm，螺杆直径19～320mm。
齿轮箱内的A输出轴、B输出轴两输出轴的输出转速为400～1800rpm。
通过上面的叙述可以看出，本实用新型具有以下优点该齿轮箱具有输出转速高，输出扭矩大的特点，上下传动抵消了输出轴的轴向力和径向力，使输出轴达到最佳受力状态，从而使输出轴轴承处于最佳受力状态，最大限度提高了输出轴及其轴承的使用寿命。该齿轮箱适用于平行同向双螺杆挤出机或平行异向双螺杆挤出机的驱动系统。
图1为本实用新型B输出轴纯扭矩输出传动结构示意图。
图2为本实用新型B输出轴纯扭矩输出受力分析图。
图3为本实用新型带夹角的传动结构示意图。
图4为本实用新型B输出轴近似纯扭矩输出受力分析图。
其中1——输入轴，2——A输出轴，3——上传动轴，4——下传动轴，
5——B输出轴，6——输入齿轮，7——A输出轴端头齿轮，8——A输出轴中间齿轮，9——C齿轮，10——E齿轮，11——D齿轮，12——F齿轮，13——B输出轴齿轮，14——串列推力轴承，15——推力轴承。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型做进一步的描述如图1所示，平行双螺杆高扭矩高转速齿轮箱，本实用新型适用于同向或异向平行双螺杆挤出机，它包括输入轴1、A输出轴2、上传动轴3、下传动轴4以及B输出轴5，输入轴1上设置有输入齿轮6，输入齿轮6与A输出轴2上的A输出轴端头齿轮7啮合，A输出轴2上还设置有A输出轴中间齿轮8，A输出轴中间齿轮8分别与上传动轴3上的C齿轮9和下传动轴4上的E齿轮10啮合，A输出轴2上还设置有推力轴承15，B输出轴5上设置有B输出轴齿轮13，B输出轴5上还设置有串列推力轴承14，B输出轴齿轮13分别与上传动轴3上的D齿轮11和下传动轴4上的F齿轮12啮合。齿轮箱内的B输出轴5的轴芯线，与B输出轴上的齿轮相啮合的齿轮的轴心线在同一平面上。电动机传递给输入轴1的动力从输入齿轮6传至A输出轴端头齿轮7，A输出轴端头齿轮7所在的轴作为A输出轴2直接输出50％的动力，同时A输出轴上的A输出轴中间齿轮8将其余50％的动力通过上下传动轴3，4上的C齿轮9、E齿轮10、D齿轮11和F齿轮12分别将动力F1和F2传递至B输出轴齿轮13。每根传动轴上配有相应的轴承，由螺杆传至输出轴的轴向力(方向由输出轴指向输入轴)由推力轴承承受，专用的串列推力轴承14承受B输出轴5的轴向力，推力轴承15承受A输出轴的轴向力，所有的轴、齿轮、轴承都装配在齿轮箱体内，并配有润滑系统及相应的过载保护系统。如图2所示，D齿轮11、F齿轮12、B输出轴齿轮13的轴心线在垂直于水平面的同一平面上，所以D齿轮11和F齿轮12驱动B输出轴齿轮13时所产生的轴向分力Fa1和Fa2也在该平面上，并且大小相等，方向相反，从而使作用在B输出轴上的轴向分力相互抵消，D齿轮11和F齿轮12驱动B输出轴齿轮13时所产生的径向力Fr1和Fr2也大小相等，方向相反，所以作用在B输出轴上的垂直于轴线方向的径向分力也相互抵消，可见B输出轴仅受到上下啮合点上的径向分力产生的扭矩，从而实现纯扭矩输出。由于B输出轴在空间上受到螺杆中心距的限制，没有发展余地，从而成为提高双螺杆挤出机承载能力的一大难点。这种传动结构使B输出轴的受力处于最佳状态，最大限度地提高了B输出轴的承载能力，也即是解决了提高双螺杆挤出机承载能力的瓶颈问题。
本发明提供的用于同向或异向平行双螺杆挤出机的，提供高扭矩、高转速输出的齿轮箱，其中D齿轮11和F齿轮12将动力F3和F4传递至B输出轴齿轮13时，D齿轮11和B输出轴齿轮13轴心线所形成的平面及F齿轮12和B输出轴齿轮13轴心线所形成的平面也可以不重合，两平面与竖直平面的夹角在-25°～0°～25°范围内，见图3、图4。此时，F3，F4所产生的分力分别为径向力Fr3、Fr4，轴向力Fa3、Fa4和切向力Ft3、Ft4，见图4，并且Fr3和Fr4、Fa3和Fa4分别为大小相等，方向相反的力，因此相互抵消，但是由于D齿轮11和B输出轴齿轮13轴心线所形成的平面及F齿轮12和B输出轴齿轮13轴心线所形成的平面与竖直平面存在夹角，而会产生少量切向分力Ft3、Ft4，大小相等，方向相同，使B输出轴5的受力状态为近似纯扭矩输出。
两根输出轴可同向平行旋转或异向平向旋转，两输出轴中心距为15～270mm，螺杆直径19～320mm。
齿轮箱内的A输出轴2、B输出轴5两输出轴的输出转速为400～1800rpm。
本发明提供的用于同向或异向平行双螺杆挤出机的齿轮箱极大地改善了输出轴的受力状态，能够有效提高输出轴的轴承使用寿命，特别在高转速情况下，由于B输出轴所受的轴向力和径向力都抵消为零，使B输出轴轴承理论寿命为无限大，而A输出轴及其他传动轴在空间上不受限制，提高输出扭矩和转速后只需相应加大轴承，不会对齿轮箱的承载能力产生束缚，在A输出轴轴径较小部位，已不存在径向力，仅承受力矩，所以本实用新型所提供的齿轮箱能够适用于高扭矩、高转速输出的同向或异向平行双螺杆挤出机。
权利要求1.平行双螺杆高扭矩高转速齿轮箱，其特征在于它包括输入轴(1)、A输出轴(2)、上传动轴(3)、下传动轴(4)以及B输出轴(5)，输入轴(1)上设置有输入齿轮(6)，输入齿轮(6)与A输出轴(2)上的A输出轴端头齿轮(7)啮合，A输出轴(2)上还设置有A输出轴中间齿轮(8)，A输出轴中间齿轮(8)同时与上传动轴(3)上的C齿轮(9)和下传动轴(4)上的E齿轮(10)啮合，A输出轴(2)上还设置有推力轴承(15)，B输出轴(5)上设置有B输出轴齿轮(13)，B输出轴(5)上还设置有串列推力轴承(14)，B输出轴齿轮(13)同时与上传动轴(3)上的D齿轮(11)和下传动轴(4)上的F齿轮(12)啮合。
2.根据权利要求1所述的平行双螺杆高扭矩高转速齿轮箱，其特征在于齿轮箱内的B输出轴(5)的轴芯线，以及与B输出轴上的齿轮相啮合的齿轮的轴心线在同一平面上。
3.根据权利要求1、2所述的平行双螺杆高扭矩高转速齿轮箱，其特征在于齿轮箱内的B输出轴(5)的轴芯线，以及与B输出轴上的齿轮相啮合的齿轮的轴心线所构成的平面与竖直平面形成的夹角在-25°～0°～25°范围内。
4.根据权利要求1所述的平行双螺杆高扭矩高转速齿轮箱，其特征在于所述齿轮箱内的B输出轴(5)所受的径向力和轴向力抵消为零，为纯扭矩或近似纯扭矩输出。
5.根据权利要求1所述的平行双螺杆高扭矩高转速齿轮箱，其特征在于所述齿轮箱内的A输出轴(2)、B输出轴(5)两输出轴中心距为15～270mm，螺杆直径19～320mm。
6.根据权利要求1所述的平行双螺杆高扭矩高转速齿轮箱，其特征在于所述齿轮箱内的A输出轴(2)、B输出轴(5)两输出轴的输出转速为400～1800rpm。
专利摘要本实用新型公开了一种平行双螺杆高扭矩高转速齿轮箱，它包括输入轴1、A输出轴2、上传动轴3、下传动轴4以及B输出轴5，齿轮6～13，串列推力轴承14、推力轴承15，本实用新型具有以下优点该齿轮箱具有输出转速高，输出扭矩大的特点，上下传动抵消了输出轴的轴向力和径向力，从而使输出轴轴承处于最佳受力状态，最大限度提高了输出轴及其轴承的使用寿命。该齿轮箱适用于平行同向双螺杆挤出机或平行异向双螺杆挤出机的驱动系统。
文档编号F16H37/00GK2821288SQ200520035349
公开日2006年9月27日 申请日期2005年9月2日 优先权日2005年9月2日
发明者王多勇, 陈继德, 蒋全康, 姚洪, 王国常, 纪欣 申请人:成都中孚高分子工程有限公司