一种组合式换挡齿轮的制作方法

[0001]
本实用新型涉及变速齿轮技术领域，特别涉及一种组合式换挡齿轮。


背景技术：

[0002]
因换挡齿轮箱可以实现二种速比控制的特点，在冶金、石油化工等行业的应用越来越广泛，特别是产品种类繁多的轧制生产线，由于转速变化范围大，很多生产线的主机、开卷及卷取机都采用了变速齿轮箱。目前变速结构部位通用的是采用拨叉机构带动换挡双联齿轮实现高速与低速的转换，而长期的稳定运转是该部位最基本的使用要求。
[0003]
换挡齿轮箱现有技术是通过内花键套将换挡双联齿轮的侧花键与中间轴的外花键相联实现传动，由于内外花键在长时间拨叉换挡及运行过程中，一方面换挡时的侧向分力会使双联齿轮的侧花键从齿端部出现磨损并不断加剧，另一方面因冲击载荷的存在使内花键与外花键不断撞击形成间隙。这些都需要对双联齿轮及其侧部的花键的加工精度和硬度进行控制，尽量提高花键齿啮合精度及齿面硬度。因换挡双联齿轮的自身结构特点，侧部外花键只能采用插齿加工，这就要求齿面硬度不能过高；侧花键的外径不能大于主体齿轮的齿根圆，避免出现主体齿轮与侧花键发生干涉，出现无法加工的情况；同时装配要求多，累积误差大，拆卸困难，这些都与产品的实际应用需求有冲突，而且当换挡花键因长期拨挡碰撞出现断裂破损后，只有将双联齿轮整体更换，使用维护成本较高。
[0004]
因此如何提升换挡齿轮的齿面硬度和精度，延长其使用寿命成为本领域技术人员需要解决的技术问题。


技术实现要素：

[0005]
本实用新型的目的是提供一种组合式换挡齿轮，该换挡齿轮的环状齿轮和侧花键套能够进行分别加工，便于热处理提升花键齿面硬度并进行磨削加工，从而提升了齿面加工精度和齿面硬度，降低了加工难度，提升了换挡齿轮的耐磨性能和使用寿命。
[0006]
为实现上述目的，本实用新型提供一种组合式换挡齿轮，包括环状齿轮和与所述环状齿轮配合连接的侧花键套；所述环状齿轮和所述侧花键套通过侧面的定位凸台与定位内孔套装；
[0007]
还包括分设于所述环状齿轮和所述侧花键套的相互配合的定位凸起和定位凹坑，全部所述定位凸起沿周向间隔设于所述定位凸台或所述定位内孔的外周部，所述定位凸起与所述定位凹坑一一对应设置。
[0008]
可选地，所述定位凸台设于所述环状齿轮的侧部且朝向所述侧花键套凸起，所述定位内孔设于所述侧花键套。
[0009]
可选地，所述定位凸台设于所述侧花键套的的侧部且朝向所述环状齿轮凸起，所述定位内孔设于所述环状齿轮。
[0010]
可选地，所述定位凹坑沿所述定位凸台的外周向均匀开设。
[0011]
可选地，所述定位凹坑沿所述定位内孔的外周部均匀开设。
[0012]
可选地，所述定位凹坑的底部开设有内螺纹孔，所述侧花键套开设有贯穿所述定位凸起的贯穿孔，还包括穿过所述贯穿孔连接所述内螺纹孔的紧固螺栓。
[0013]
可选地，所述定位凸台的内周设有用以嵌装轴承的第一轴承孔，所述侧花键套开设有与所述定位内孔同轴开设的第二轴承孔。
[0014]
可选地，所述第二轴承孔的直径大于所述第一轴承孔的直径。
[0015]
可选地，所述环状齿轮与所述定位凸台相对的一侧开设有第三轴承孔，所述第一轴承孔的直径等于所述第三轴承孔的直径。
[0016]
可选地，所述定位凸起和所述定位凹坑呈相互配合的半圆柱状。
[0017]
相对于上述背景技术，本实用新型所提供组合式换挡齿轮包括环状齿轮和与环状齿轮配合连接的侧花键套，环状齿轮和侧花键套通过定位凸台和定位内孔实现套装连接，通过定位凸起和定位凹坑实现周向上的固定，避免二者发生周向的相对旋转。上述组合式换挡齿轮的环状齿轮和侧花键套的配合结构使得二者可以采用分别加工后进行装配，减少了加工工艺的限制，能够热处理提升花键齿面硬度并进行磨削加工，简化加工流程，提升了齿面等结构的硬度与配合精度，减少了组合式换挡齿轮的磨损并延长了组合式换挡齿轮的使用寿命。且无论是环状齿轮还是花键套发生损坏均可选择性更换，从而降低了使用和维护成本。
附图说明
[0018]
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0019]
图1为本实用新型第一种实施例所提供的组合式换挡齿轮的装配图；
[0020]
图2为图1中环状齿轮的正视图；
[0021]
图3为图2的a-a剖视图；
[0022]
图4为图1中侧花键套的正视图；
[0023]
图5为图4的b-b旋转剖视图。
[0024]
其中：
[0025]
1-环状齿轮、11-定位凸台、12-定位凹坑、13-内螺纹孔、14-第一轴承孔、15-第三轴承孔、2-侧花键套、21-定位内孔、22-定位凸起、23-贯穿孔、24-第二轴承孔、3-紧固螺栓。
具体实施方式
[0026]
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0027]
为了使本技术领域的技术人员更好地理解本实用新型方案，下面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。
[0028]
请参考图1至图5，图1为本实用新型第一种实施例所提供的组合式换挡齿轮的装
配图，图2为图1中环状齿轮的正视图，图3为图2的a-a剖视图，图4为图1中侧花键套的正视图，图5为图4的b-b旋转剖视图。
[0029]
本实用新型所提供的供组合式换挡齿轮包括环状齿轮1和侧花键套2，环状齿轮1和侧花键套2通过分别设置在二者侧部的定位凸台11和定位内孔21实现套装连接，并通过开设在定位凸台11或定位内外外周向上的定位凸起22和定位凹坑12实现周向上的固定，避免二者发生周向的相对旋转。
[0030]
上述组合式换挡齿轮的环状齿轮1和侧花键套2的配合结构使得二者可以采用分别加工后进行装配，减少了加工工艺的限制，使得环状齿轮1和侧花键套2均能够进行淬火提升齿面硬度并实现磨削加工，简化加工流程，提升了齿面等结构的硬度与配合精度，减少了组合式换挡齿轮的磨损并延长了组合式换挡齿轮的使用寿命。且无论是环状齿轮1还是花键套发生损坏均可选择性更换，从而降低了使用和维护成本。
[0031]
下面结合附图和具体实施例对本实用新型所提供的组合式换挡齿轮进行更加详细的介绍。
[0032]
对于定位凸台11和定位内孔21设置位置不同，定位凹坑12和定位凸起22的设置位置不同可以存在四种配合形式，以下仅以定位凸台11设于环状齿轮1，定位凹坑12设置在定位凸台11的外周部的第一种实施例为例对环状齿轮1和侧花键套2的配合进行说明。
[0033]
在本实用新型所提供的第一种具体实施例中，环状齿轮1包括外周部的齿和内周用来嵌装轴承的轴承孔，为实现与侧花键套2的配合，环状齿轮1的一侧设置有垂直齿轮面朝向侧花键套2凸起的圆环状的定位凸台11，侧花键套2则设有和定位凸起22嵌套配合的定位内孔21。定位凸台11的外径等于定位内孔21的内径，从而便于定位凸台11嵌装于定位内孔21，实现环状齿轮1和侧花键套2的套装。
[0034]
在环状齿轮1与侧花键套2套装后，二者还具有周向上的运动自由度，无法实现同步旋转。因此，本实施例特别在定位凸台11和定位内孔21的外周部设置相互配合的定位凸起22和定位凹坑12。具体而言，可将定位凹坑12开设在定位凸台11的外周，如多个定位凹坑12沿定位凸台11外周的预设直径的圆周上均匀开设，确保不干涉环状齿轮1的外齿的齿根圆即可。多个定位凹坑12可沿定位凸台11的外周以预设的间隙相间开设；对应地，侧花键套2的定位内孔21的外周部也即定位内孔21孔壁的侧部设有朝向定位凹坑12凸起的定位凸起22，且上述定位凸起22与开设在环状齿轮1上的定位凹坑12一一对应开设。
[0035]
当定位凸台11嵌套于定位内孔21时，将侧花键套2的定位凸起22与开设在定位凸台11外周的定位凹坑12一一对准；定位凸台11与定位内孔21完全装配到位后，定位凸起22恰好位于定位凹坑12内。通过定位凸起22与定位凹坑12的配合实现环状齿轮1相对侧花键套2周向上的固定，进而实现环状齿轮1与侧花键套2的同步转动。
[0036]
优选的，定位凹坑12可呈如图2所示的半柱状凹坑，定位凸起22呈与半圆柱状定位凹坑12配合的半圆柱状凸起，通过定位凸起22嵌套在定位凹坑12内，实现对环状齿轮1圆周方向的限位，确保环状齿轮1和侧花键套2同步转动。
[0037]
进一步地，定位凹坑12的底部还开设有内螺纹孔13，定位凸起22则开设有贯穿侧花键套2和定位凸起22的贯穿孔23，此时可通过紧固螺栓3穿过贯穿孔23与内螺纹孔13连接，提高环状齿轮1和侧花键套2连接的可靠性，避免二者发生轴向上的相对移动。
[0038]
显然，上述定位凸起22和定位凹坑12可以采用半圆柱状，也可以根据需要设置为
棱柱状等其它形状，本实用新型设置定位凸起22和定位凹坑12的配合是为了限制环状齿轮1和侧花键套2周向上的相对转动，对定位凸起22和定位凹坑12的结构并不进行具体限制，只要二者保持相互配合的形状即可。
[0039]
环状齿轮1的轴承孔包括设置在定位凸台11内周的第一轴承孔14和开设在环状齿轮1与定位凸台11相对一侧的内周的第三轴承孔15，第一轴承孔14和第三轴承孔15均用来嵌装轴承，因而第一轴承孔14和第三轴承孔15的直径和宽度通常设置为相等，宽度不小于通常为等于内装深沟球轴承的宽度。侧花键套2则设置有第二轴承孔24，第二轴承孔24与定位内孔21贴合，二者形成阶梯孔，当定位内孔21嵌套于定位凸台11时，第二轴承孔24与第一轴承孔14相邻。为方便第一轴承孔14内轴承的安装，第二轴承孔24的直径一般设置为略大于第一轴承孔14。
[0040]
定位凸起22和定位凹坑12的配合定位使得贯穿连接侧花键套2和环状齿轮1的紧固螺栓3的受力更接近环状齿轮1，同时提升用来内装深沟球轴承的第一轴承孔14的整体刚性。
[0041]
在本实用新型所提供的第二种具体实施例中，定位凸台11还可设置在侧花键套2侧部；此时定位凸台11垂直侧花键套2的侧面且朝向环状齿轮1凸起，定位内孔21则开设在环状齿轮1的侧部。定位凹坑12仍然按照沿定位凸台11的外周部的预设直径的圆周上间隙开设，定位凸起22与定位凹坑12一一对应设置。环状齿轮1和侧花键套2的其它部分可参考第一种实施例设置，此处不再详细展开。
[0042]
在本实用新型所提供的第三种实施例中，定位凸台11设置在环状齿轮1的侧部，定位凸起22设置在环状齿轮1的外周部，定位内孔21设置在侧花键套2的侧部，定位凹坑12开设在定位内孔21的外周部。在本实用新型所提供的第四种具体实施例中，定位凸台11设置在侧花键套2的侧部，定位凸起22设置在定位凸台11外周部，定位内孔21设置在环状齿轮1的侧部，定位凹坑12则设置在定位内孔21的外周部。环状齿轮1和侧花键套2的其它部分设置可参考上述实施例。
[0043]
本实用新型所提供的组合式换挡齿轮通过将环状齿轮1和侧花键套2分体设置组装，突破插齿加工和材料硬度的限制，方便淬火等方式提升齿面硬度并实现花键和齿轮的齿面磨削加工，提高零件精度等级，大幅减小加工难度，保证连接部位有效传动，提高换挡齿轮的使用寿命。且当组合式换挡齿轮因长期拨挡碰撞出现断裂破损后，可以选择性更换组件，经济性和实用性显著。
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需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体与另外几个实体区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
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以上对本实用新型所提供的组合式换挡齿轮进行了详细介绍。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。