一种锥齿轮箱的制作方法

一种锥齿轮箱的制作方法
【专利摘要】本实用新型为一种锥齿轮箱，该锥齿轮箱输入轴一端设有小锥齿轮，邻近小锥齿轮处顺序设有一圆柱滚子轴承组和一球面滚子推力轴承组，两个轴承组分别抵靠并固定于输入轴上凸设的轴肩两侧；圆柱滚子轴承组包括并列设置的两个圆柱滚子轴承；球面滚子推力轴承组包括两个背对背设置的球面滚子推力轴承，两个轴承之间设有一环形压板，位于外侧的球面滚子推力轴承由圆螺母固定；环形压板与圆柱滚子轴承组的轴承外圈之间设有一定位环；输入轴套设于一套筒中，该套筒一端设有固定两个轴承组的第一支撑部；第一支撑部固定于箱体中，内部设有定位阶梯孔，环形压板抵靠于该孔上。该锥齿轮箱对输入轴提出全新的轴承配置，可大大提高轴承寿命，满足使用要求。
【专利说明】一种锥齿轮箱

【技术领域】
[0001]本实用新型是关于机械设备领域，尤其涉及一种小型棒材生产线中平立转换轧机传动锥齿轮箱输入轴结构。

【背景技术】
[0002]在现代棒材轧制生产中，有两种生产模式，一种单根轧制，一种是切分轧制。单根轧制理想的轧机配备是平立(平轧立轧)交替布置；切分轧制时，(切分后)轧机必须水平布置。这就要求，连轧主轧线末端的轧机为平立可转换结构。如图4A、图4B所示，为轧机的结构示意图，该轧机9包括有主电机91、离合器92、分配齿轮箱93和锥齿轮箱94，图中95为轧制中心线。单根轧制时，为立轧模式(如图4A所示)；切分轧制时为平轧模式(如图4B所示)ο
[0003]在上述现有轧机结构中，锥齿轮箱94是传动机构中的一个必要环节，在立轧生产时，锥齿轮箱传递扭矩，平轧生产中，锥齿轮箱空转不传递扭矩。
[0004]随着生产效率的不断提高，轧机功率不断增大(由原来的100kW增加到1500kW)力能参数(传递力矩)提高了 50%左右。但是由于现有结构限制，锥齿轮箱的外形安装尺寸没有加大的空间，按照原来的结构型式，有的轴承计算寿命仅能达到几千小时，不能满足生产要求。如图3所示，是现有锥齿轮箱94的结构简图。该现有锥齿轮箱94包括有输入轴941、输出轴942和箱体943，输入轴941 一端设置小锥齿轮9411，输入轴上邻近小锥齿轮9411的位置设有第一圆锥滚子轴承9412，远离小锥齿轮9411的位置设有第一圆柱滚子轴承9413 ;输出轴942中设置大锥齿轮9421，输出轴上邻近大锥齿轮9421的一端设有第二圆锥滚子轴承9422，远离大锥齿轮9421的一端设有第二圆柱滚子轴承9423 ;所述大、小锥齿轮相互啮合；所述箱体943上设有轴承座944 ;箱体上沿着输入轴的延伸方向设有套筒945，所述第一圆柱滚子轴承9413设置在所述套筒945的外端。如图3所示，输入轴941通过第一圆锥滚子轴承9412和第一圆柱滚子轴承9413安装在套筒945上，套筒945通过轴孔配合(定位)安装在箱体943上，通过螺栓将套筒945紧固于箱体上；输出轴942通过第二圆锥滚子轴承9422和第二圆柱滚子轴承9423及轴承座944安装在箱体943上。
[0005]小锥齿轮9411与大锥齿轮9421齿数相同，螺旋方向相反；齿轮啮合时，有切向力、径向力和轴向力。因为齿轮齿数相同，在中点螺旋角为35° (最常用)时，齿轮旋向与转动方向有两种选择，轴向力特性如下:
[0006]选择一:同向组合(主动轮螺旋方向与转动方向相同，参相关手册)时，小锥齿轮9411轴向力指向锥齿轮大端，大锥齿轮9421轴向力指向锥齿轮小端。
[0007]选择二:异向组合(主动轮螺旋方向与转动方向相反，参相关手册)时，小锥齿轮9411轴向力指向锥齿轮小端，大锥齿轮9421轴向力指向锥齿轮大端。
[0008]当选择一时，小锥齿轮9411受到的轴向力指向齿轮大端(图示向右)，通过计算，(按传递力矩19kN.m)第一圆锥滚子轴承9412的计算寿命最低，不超过5000小时。
[0009]当选择二时，大锥齿轮9421受到的轴向力指向齿轮大端(图示向下)，通过计算，(按传递力矩19kN.m)第二圆锥滚子轴承9422的计算寿命最低，不超过8000小时。
[0010]如果通过加大轴承规格提高轴承的额定动载荷，轴承的额定转速又不能满足要求。
[0011]综上所述，上述两种配置方案，轴承寿命都不能满足生产要求。
[0012]由此，本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种锥齿轮箱，以克服现有技术的缺陷。
实用新型内容
[0013]本实用新型的目的在于提供一种锥齿轮箱，对输入轴提出全新的轴承配置，可大大提高轴承寿命，满足使用要求。
[0014]本实用新型的目的是这样实现的:一种锥齿轮箱，该锥齿轮箱包括有箱体，箱体中设有输入轴和输出轴，所述输入轴一端设有小锥齿轮，输出轴上设有大锥齿轮，所述大、小锥齿轮相互啮合；输出轴上邻近大锥齿轮的一端设有一对圆锥滚子轴承，远离大锥齿轮的一端设有第二圆柱滚子轴承；所述输入轴上邻近小锥齿轮的位置顺序设有一圆柱滚子轴承组和一球面滚子推力轴承组，该两组轴承由输入轴上凸设的一轴肩分隔，圆柱滚子轴承组和球面滚子推力轴承组分别抵靠并固定于所述轴肩的两侧；所述圆柱滚子轴承组由并列设置的第三圆柱滚子轴承和第四圆柱滚子轴承构成；所述球面滚子推力轴承组由两个背对背设置的球面滚子推力轴承构成，两个球面滚子推力轴承之间设有一环形压板，位于外侧的球面滚子推力轴承由圆螺母固定；所述环形压板与圆柱滚子轴承组的轴承外圈之间设有一定位环；输入轴上远离小锥齿轮的位置设有第一圆柱滚子轴承；所述输入轴套设于一套筒中，该套筒一端设有固定圆柱滚子轴承组和球面滚子推力轴承组的第一支撑部，套筒另一端设有固定第一圆柱滚子轴承的第二支撑部；所述第一支撑部固定于箱体中；所述第一支撑部内设有定位阶梯孔，所述环形压板抵靠于所述定位阶梯孔上，圆柱滚子轴承组外侧设有固定于第一支撑部的轴承盖。
[0015]在本实用新型的一较佳实施方式中，所述环形压板上周向均匀设有多个透孔，各透孔内分别设有压簧，各压簧两端分别与环形压板两侧球面滚子推力轴承的外圈接触。
[0016]在本实用新型的一较佳实施方式中，所述环形压板分别与两侧的球面滚子推力轴承留有0.10?0.15mm的间隙。
[0017]由上所述，锥齿轮箱中输入轴上的轴承全新配置，圆柱滚子轴承组和球面滚子推力轴承组共同承担原有技术中圆锥滚子轴承组的功能，圆柱滚子轴承组只承受径向力，靠近轴肩侧的一个球面滚子推力轴承承受轴向力，并通过置于两个球面滚子推力轴承之间的环形压板传递到套筒，再到箱体上，各轴承受力得到改善；并且在另一球面滚子推力轴承、轴承盖、定位环、环形压板、圆螺母的作用下，轴承组轴向定位可靠；置于环形压板透孔中的压簧消除环形压板与两个球面滚子推力轴承之间轴向间隙，并传递部分载荷给定位用的球面滚子推力轴承，使该轴承球面滚子始终与内圈、外圈接触，避免因变载荷导致滚动体与轴承套圈的冲击，由此，使轴承寿命显著提高，满足使用要求。

【专利附图】

【附图说明】
[0018]以下附图仅旨在于对本实用新型做示意性说明和解释，并不限定本实用新型的范围。其中:
[0019]图1:为本实用新型锥齿轮箱的结构示意图。
[0020]图2:为本实用新型锥齿轮箱的局部放大图。
[0021]图3:为现有锥齿轮箱的结构简图。
[0022]图4A:为立轧模式示意图。
[0023]图4B:为平轧模式示意图。
[0024]图中:10锥齿轮箱，11输入轴，12输出轴，13箱体，14套筒，
[0025]111小锥齿轮，112圆柱滚子轴承组，113球面滚子推力轴承组，
[0026]114---轴肩，115---环形压板，116---圆螺母，117---定位环，
[0027]121---大维齿轮，122---圆维滚子轴承，123---第二圆柱滚子轴承，
[0028]1121---第二圆柱滚子轴承，1122---第四圆柱滚子轴承，11221---外圈，
[0029]1131球面滚子推力轴承，1132球面滚子推力轴承，
[0030]11321内圈，11322外圈，141第一支撑部，1411定位阶梯孔，
[0031]142---第二支撑部，143---轴承盖，
[0032]9---轧机，91---主电机，92---尚合器，93---分配齿轮箱，94---维齿轮箱，
[0033]95轧制中心线，941输入轴，942输出轴，943箱体，944轴承座，
[0034]945套筒，9411小锥齿轮，9412第一圆锥滚子轴承，
[0035]9413---第一圆柱滚子轴承，9421---大维齿轮,9422---第二圆维滚子轴承，
[0036]9423---第二圆柱滚子轴承

【具体实施方式】
[0037]为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照【专利附图】

【附图说明】本实用新型的【具体实施方式】。
[0038]如图1所示，本实用新型提出一种锥齿轮箱，该锥齿轮箱10包括有输入轴11、输出轴12、箱体13，输入轴11 一端设有小锥齿轮111，输出轴12上设有大锥齿轮121，小锥齿轮111与大锥齿轮121相互啮合；输出轴12上邻近大锥齿轮121的一端设有一对圆锥滚子轴承122，远离大锥齿轮121的一端设有第二圆柱滚子轴承123。如图2所示，输入轴11上接近小锥齿轮111的位置顺序设有圆柱滚子轴承组112和球面滚子推力轴承组113，圆柱滚子轴承组112和球面滚子推力轴承组113分别抵靠并固定于输入轴11上凸设的轴肩114两侦U。其中，圆柱滚子轴承组112由并列设置的第三圆柱滚子轴承1121和第四圆柱滚子轴承1122组成,球面滚子推力轴承组113由两个背对背设置的球面滚子推力轴承1131和1132构成，球面滚子推力轴承1131和1132之间设有一环形压板115，位于外侧的球面滚子推力轴承1132由圆螺母116固定；环形压板115与圆柱滚子轴承组112中靠近轴肩114侧的第四圆柱滚子轴承1122外圈11221之间设有一定位环117，进行轴向定位。如图1所示，输入轴11上远离小锥齿轮111的位置设有第一圆柱滚子轴承118 ;输入轴11套设于一套筒14中，该套筒14 一端设有固定圆柱滚子轴承组112和球面滚子推力轴承组113的第一支撑部141，套筒14另一端设有固定第一圆柱滚子轴承118的第二支撑部142。如图2所示，第一支撑部141固定于箱体13中；第一支撑部141内设有定位阶梯孔1411，环形压板115抵靠于定位阶梯孔1411上，圆柱滚子轴承组112外侧设有固定于第一支撑部141的轴承盖143。
[0039]由上所述，锥齿轮箱中输入轴上的轴承全新配置，圆柱滚子轴承组和球面滚子推力轴承组共同承担原有技术中圆锥滚子轴承组的功能，圆柱滚子轴承组只承受径向力，靠近轴肩侧的一个球面滚子推力轴承承受轴向力，并通过置于两个球面滚子推力轴承之间的环形压板传递到套筒，再到箱体上，各轴承受力得到改善；并且在另一球面滚子推力轴承、轴承盖、定位环、环形压板、圆螺母的作用下，轴承组轴向定位可靠，从而使轴承寿命显著提高，满足使用要求。
[0040]进一步，如图2所示，环形压板115上周向均匀设有多个透孔1151，各透孔内分别设有压簧1152，各压簧1152两端分别与环形压板115两侧球面滚子推力轴承1131、1132的外圈接触，环形压板115分别与两侧的球面滚子推力轴承1131、1132留有0.10?0.15mm的间隙。压簧1152消除该轴向间隙，并传递部分载荷给远离轴肩114侧的球面滚子推力轴承1132，使该轴承球面滚子始终与内圈11321、外圈11322接触，避免因变载荷导致滚动体与轴承套圈的冲击。
[0041]进一步，在本实施方式中，套筒14为焊接件，第一支撑部141是由螺栓固定于箱体13上，箱体13与第一支撑部141之间设有相应的轴孔配合的定位结构。
[0042]进一步，在本实施方式中，采用同向组合(即:主动轮螺旋方向与转动方向相同，参照相关手册)，工作时:齿轮轴向力通过轴肩114传递给球面滚子推力轴承1131，再通过环形压板115传递给套筒14的第一支撑部141，再传递给箱体13，图中右侧的球面滚子推力轴承1132不承受轴向力，只起定位作用。通过调整圆螺母116，可以调整球面滚子推力轴承组的轴向总间隙。
[0043]由上所述，锥齿轮箱中输入轴上的轴承全新配置，圆柱滚子轴承组和球面滚子推力轴承组共同承担原有技术中圆锥滚子轴承组的功能，圆柱滚子轴承组只承受径向力，靠近轴肩侧的一个球面滚子推力轴承承受轴向力，并通过置于两个球面滚子推力轴承之间的环形压板传递到套筒，再到箱体上，各轴承受力得到改善；并且在另一球面滚子推力轴承、轴承盖、定位环、环形压板、圆螺母的作用下，轴承组轴向定位可靠，从而使轴承寿命显著提高，满足使用要求。
[0044]以上所述仅为本实用新型示意性的【具体实施方式】，并非用以限定本实用新型的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本实用新型的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本实用新型保护的范围。
【权利要求】
1.一种锥齿轮箱，该锥齿轮箱包括有箱体，箱体中设有输入轴和输出轴，所述输入轴一端设有小锥齿轮，输出轴上设有大锥齿轮，所述大、小锥齿轮相互啮合；输出轴上邻近大锥齿轮的一端设有一对圆锥滚子轴承，远离大锥齿轮的一端设有第二圆柱滚子轴承；其特征在于:输入轴上邻近小锥齿轮的位置顺序设有一圆柱滚子轴承组和一球面滚子推力轴承组，该两组轴承由输入轴上凸设的一轴肩分隔，圆柱滚子轴承组和球面滚子推力轴承组分别抵靠并固定于所述轴肩的两侧；所述圆柱滚子轴承组由并列设置的第三圆柱滚子轴承和第四圆柱滚子轴承构成；所述球面滚子推力轴承组由两个背对背设置的球面滚子推力轴承构成，两个球面滚子推力轴承之间设有一环形压板，位于外侧的球面滚子推力轴承由圆螺母固定；所述环形压板与圆柱滚子轴承组的轴承外圈之间设有一定位环；输入轴上远离小锥齿轮的位置设有第一圆柱滚子轴承；所述输入轴套设于一套筒中，该套筒一端设有固定圆柱滚子轴承组和球面滚子推力轴承组的第一支撑部，套筒另一端设有固定第一圆柱滚子轴承的第二支撑部；所述第一支撑部固定于箱体中；所述第一支撑部内设有定位阶梯孔，所述环形压板抵靠于所述定位阶梯孔上，圆柱滚子轴承组外侧设有固定于第一支撑部的轴承盖。
2.如权利要求1所述的锥齿轮箱，其特征在于:所述环形压板上周向均匀设有多个透孔，各透孔内分别设有压簧，各压簧两端分别与环形压板两侧球面滚子推力轴承的外圈接触。
3.如权利要求2所述的锥齿轮箱，其特征在于:所述环形压板分别与两侧的球面滚子推力轴承留有0.10?0.15臟的间隙。
【文档编号】F16H57/038GK204114078SQ201420546923
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年9月22日 优先权日:2014年9月22日
【发明者】杨国际, 李浧, 王任全, 丁玉龙 申请人:北京京诚瑞信长材工程技术有限公司, 中冶京诚工程技术有限公司