專利名稱：共用齒輪變速機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型是屬于塔式起重機起升機構(gòu)用的變速機。
目前國內(nèi)中小型塔式起重機起升機構(gòu)，大多采用三速電機和減速器，由于減速器的傳動比i＝常數(shù)，一般三速電機的遠極比為4／6／24，即最大的速比為24／4＝6，這樣就達不到部頒標準JJ1－85《塔式起重機型式基本參數(shù)》的速度要求，比如25噸塔機要求的最低穩(wěn)定速度Vmin≤5m／min，最大速度Vmax≥50m／min，即速比＝10。為此，有些塔機廠家便采用渦流調(diào)速器或液力推桿制動器，利用輕微制動狀態(tài)(也稱“點剎”)使Vmin達到5m／min，這種作法速度不穩(wěn)定，也不能長期工作。此外也有些廠家采用改變倍率(從2倍率至4倍率)的辦法，使Vmin達到5m／min或Vmax達到50m／min，但不能同時滿足Vmin和Vmax，操作也不方便。眾所周知，現(xiàn)有塔機起升機構(gòu)，除速度不滿足標準要求外，還存在動態(tài)不能換擋，使用多速電機比單速電機易出故障和價格昂貴的不足。本實用新型采用單速電機加 共 用齒 輪變 速機 的新穎起升機構(gòu)，就能滿足JJ1－85標準要求的速度，同時還能降低造價，實現(xiàn)動態(tài)換擋。
本實用新型的設(shè)計目的，是在于克服已有塔機起升機構(gòu)的不足，設(shè)計優(yōu)化組合共用齒輪的新型傳動變速機構(gòu)，通過離合器“接通”與“斷開”實現(xiàn)三擋傳動路線，以獲得三種不同的傳動比和速度，并滿足Vmax／Vmin≥10，且Vmin≤5m／min，同時適合用單速電機帶動和動態(tài)換擋，使之成為結(jié)構(gòu)緊湊簡單，操作穩(wěn)定可靠和制造成本低的共用齒輪變速機。
為實現(xiàn)以上目的，本實用新型對變速機的傳動結(jié)構(gòu)與布置進行優(yōu)化組合，使用共用齒輪多擋傳動結(jié)構(gòu)和用電磁摩擦離合器實現(xiàn)雙聯(lián)齒輪的固聯(lián)與脫開的特殊結(jié)構(gòu)，設(shè)計出由三根軸、三個離合器和四對齒輪組成三擋傳動路線、傳動比和轉(zhuǎn)速的 共 用 齒輪 變速機。下面用實施例，并結(jié)合附圖，對本實用新型進行詳細說明


圖1是共用齒輪變速機的結(jié)構(gòu)總圖。
如
圖1所示，共 用齒 輪變 速機，它是由單速電機(1)經(jīng)過彈性柱銷聯(lián)軸器(2)聯(lián)接變速機(3)的主動軸(9)，通過變速機(3)內(nèi)的傳動結(jié)構(gòu)傳至輸出軸(13)，并通過齒輪聯(lián)軸器(19)聯(lián)接鋼絲繩卷筒(20)，以及制動器(11)與轉(zhuǎn)動軸(10)右外端固聯(lián)等組成。其中，變速機(3)，如
圖1所示，是由三根軸(9、10、13)、三個離合器(4、6、15)和四對齒輪(5、7、8、12、14、16、17、18)組成三擋傳動路線、傳動比和轉(zhuǎn)速的優(yōu)化組合共用齒輪傳動機構(gòu)，該傳動機構(gòu)的齒輪(8、16和17、18)是分別與主動軸(9)、傳動軸(10)和輸出軸(13)通過鍵固聯(lián)，齒輪(12、14)是雙聯(lián)齒輪用軸承空套在軸(10)上，帶外伸套軸齒輪(5)用軸承空套在軸(9)上，齒輪(7)用軸承空套在齒輪(5)的外伸套軸上。低擋離合器(6)裝在齒輪(5、7)之間，并使左端與齒輪(5)右端面固聯(lián)，右端連接板與齒輪(7)活動聯(lián)接，中擋離合器(4)固聯(lián)在軸(9)左端上并與空套齒輪(5)左端面聯(lián)接，高擋離合器(15)固聯(lián)在軸(10)中間并與雙聯(lián)齒輪(12、14)的左端面聯(lián)接。這三個離合器的布置結(jié)構(gòu)是在于接通任何一個離合器，可以獲得一擋傳動路線、傳動比和轉(zhuǎn)速，并用電路控制相互自鎖，使其在工作的任何時間只能接通一個離合器工作。
變速機(3)的三擋傳動路線和傳動比。如
圖1所示，高速傳動路線接通高擋離合器(15)，則電機(1)→軸(9)→ →軸(10)→ (Z17)/(Z18) →軸(13)→卷筒(20)，傳動比iH＝ (Z12)/(Z8) × (Z18)/(Z17) (設(shè)計為8.3)；中速傳動路線接通中擋離合器(4)，則電機(1)→軸(9)→ (Z5)/(Z16) →軸(10)→ (Z17)/(Z18) →軸(13)→卷筒(20)，傳動比iM＝ (Z16)/(Z5) × (Z18)/(Z17) (設(shè)計為14.3)；低速傳動路線接通低擋離合器(6)，則電機(1)→軸(9)→ (Z8)/(Z12) → (Z14)/(Z7) → (Z5)/(Z16) →軸(10)→ (Z17)/(Z18) →軸(13)→卷筒(20)，傳動比iL＝ (Z12)/(Z8) × (Z7)/(Z14) × (Z16)/(Z5) × (Z18)/(Z17) (設(shè)計為86.5)。
從高中低傳動比(iH、iM、iL)計算公式中所用的齒輪，可以得到變速機(3)的共用齒輪傳動結(jié)構(gòu)的共用齒輪數(shù)，齒輪(17、18)共用三次，齒輪(8與12、5與16)共用兩次，齒輪(14與7)只用一次。
變速機(3)滿足JJ1－85標準要求的速度、傳動比的計算及其分配。設(shè)電機(1)的每分鐘轉(zhuǎn)速為nm，變速機(3)輸出的三擋轉(zhuǎn)速設(shè)為n1(低速)、n2(中速)和n3(高速)，則n1＝nm／iL；n2＝nm／iM；n3＝nm／iH。
設(shè)卷筒的計算直徑為Dca.(mm)，則卷筒的線速度Ui＝ niπDca／1000(m／min)，n＝1～3。
起升速度Vi＝ (Ui)/2 ＝ niπDca／2000(m／min)，
根據(jù)JT1－85的速度要求，設(shè)計的起升速度應(yīng)滿足πDcan1／2000＝5m／min，因為iL／iH≥10，所以n3／n1≥10，故V3／V1≥10，則V3≥50m／min。
由起升速度可計算出變速機(3)輸出軸(13)的轉(zhuǎn)速(也是卷筒(20)的轉(zhuǎn)速)當V1≤5m／min時，則n1≤ (2000V1)/(πDca) (rpm)；V2＝30m／min(取為吊載速度的較佳值)，則n2＝ (2000V2)/(πDca) (rpm)；V3≥50m／min，則n3≥ (2000V3)/(πDca) (rpm)。
可按下式計算出三擋傳動比iL＝ (nm)/(n1) ；iM＝ (nm)/(n2) ；iH＝ (nm)/(n3) 。
變速機(3)共用齒輪傳動結(jié)構(gòu)的各對齒輪傳動比(i8－12、i14－7、i5－16和i17－18)，可用下列方程組計算 (計算時應(yīng)使Z8與Z12、Z14與Z7、Z5與Z16的中心距相等)。按照傳動比分配原則(遞增)， (Z18)/(Z17) 取常用值，解方程組可得各對齒輪的傳動比。
變速機(3)離合器布置的特殊結(jié)構(gòu)。如
圖1所示，變速機(3)內(nèi)的共用齒輪傳動結(jié)構(gòu)中有一個用低擋離合器(6)聯(lián)接齒輪(5)與齒輪(7)離、合的雙聯(lián)齒輪固聯(lián)與脫開的特殊結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)在低擋傳動路線，接通離合器(6)與齒輪(7)固聯(lián)，使齒輪(5、7)變成雙聯(lián)齒輪，在中擋傳動路線，斷開離合器(6)與齒輪(7)活動聯(lián)接，使齒輪(5、7)各成單獨齒輪。因為在低擋傳動路線，離合器(6)連接板與齒輪(7)是固聯(lián)，則齒輪(5)與齒輪(7)變成雙聯(lián)齒輪，在中擋傳動路線，離合器(4)與齒輪(5)固聯(lián)，其齒輪(5)的速度為nm，而齒輪(7)的轉(zhuǎn)速＝nm× (Z8)/(Z12) × (Z14)/(Z7) ，故齒輪(5)與齒輪(7)不能成雙聯(lián)齒輪，應(yīng)為單獨齒輪。這種特殊結(jié)構(gòu)也可以將離合器(6)放在齒輪(12、14)之間完成。但它的結(jié)構(gòu)性能和工作條件較差，故不宜選用。
總之，按照本實施例設(shè)計制造的 共 用 齒輪 變速機。就具有優(yōu)化組合和共用齒輪的新穎傳動結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)僅用三根軸、三個離合器和四對齒輪，用單速電機帶動就能實現(xiàn)三擋傳動路線，以獲得高、中、低三種傳動比和速度，滿足Vmax／Vmin≥10，Vmin≤5m／min，并能在動態(tài)負載中安全換擋。此外，本實用新型還具有結(jié)構(gòu)緊湊簡單，操作穩(wěn)定可靠，制造成本低和適用廣泛的特點。
本實用新型的共 用 齒 輪 變 速 機。除用于25噸塔機起升機構(gòu)外，其結(jié)構(gòu)形式與設(shè)計方法也適合用于其他頓位的塔機，此外還可以用于帶式輸送機作傳動裝置，以及建筑安裝的井架及扒桿吊重提升機中的傳動裝置，也可以與滑動齒輪配合調(diào)速可作金屬切削機床主運動的變速箱裝置。
權(quán)利要求1.一種共用齒輪變速機，它是由單速電機(1)經(jīng)過彈性柱銷聯(lián)軸器(2)聯(lián)接變速機(3)的主動軸(9)，通過變速機(3)內(nèi)的傳動結(jié)構(gòu)傳至輸出軸(13)，并通過齒輪聯(lián)軸器(19)聯(lián)接鋼絲繩卷筒(20)，以及制動器(11)與傳動軸(10)右外端固聯(lián)等組成。其特征在于變速機(3)是由三根軸(9、10、13)、三個離合器(4、6、15)和四對齒輪(5、7、8、12、14、16、17、18)組成三擋傳動路線、傳動比和轉(zhuǎn)速的優(yōu)化組合共用齒輪傳動機構(gòu)，該轉(zhuǎn)動機構(gòu)的齒輪(8、16和17、18)是分別與主動軸(9)、傳動軸(10)和輸出軸(13)通過鍵固聯(lián)，齒輪(12、14)是雙聯(lián)齒輪用軸承空套在軸(10)上，帶外伸套軸齒輪(5)用軸承空套在主動軸(9)上，齒輪(7)用軸承空套在齒輪(5)外伸套軸上，以及低擋離合器(6)裝在齒輪(5、7)之間，并使左端與齒輪(5)右端面固聯(lián)，右端連接板與齒輪(7)活動聯(lián)接，中擋離合器(4)固聯(lián)在軸(9)左端上并與空套齒輪(5)左端面聯(lián)接，高擋離合器(15)固聯(lián)在軸(10)中間并與雙聯(lián)齒輪(12、14)左端面聯(lián)接。
2.如權(quán)利要求1所述的共用齒輪變速機，其特征在于變速機(3)內(nèi)有一個用低擋離合器(6)聯(lián)接齒輪(5)與齒輪(7)離、合的雙聯(lián)齒輪固聯(lián)與脫開的特殊結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)在低擋傳動路線，接通離合器(6)與齒輪(7)固聯(lián)，使齒輪(5、7)變成雙聯(lián)齒輪，在中擋傳動路線，斷開離合器(6)與齒輪(7)活動聯(lián)接，則齒輪(5、7)各成單獨齒輪。
3.如權(quán)利要求1所述的共用齒輪變速機，其特征在于變速機(3)是用離合器(4、6、15)分別接通三擋傳動路線、傳動比和轉(zhuǎn)速接通高擋離合器(15)電機(1)→軸(9)→ (Z18)/(Z12) →軸(10)→(Z17)/(Z18) →軸(13)→卷筒(20)，傳動比iH＝ (Z12)/(Z8) × (Z18)/(Z17)轉(zhuǎn) 速n3＝nm／iH；接通中擋離合器(4)電機(1)→軸(9)→ (Z5)/(Z16) →軸(10)→(Z17)/(Z18) →軸(13)→卷筒(20)，傳動比iM＝ (Z16)/(Z5) × (Z18)/(Z17)轉(zhuǎn) 速n2＝nm／iM；接通低擋離合器(6)電機(1)→軸(9)→ (Z8)/(Z12) → (Z14)/(Z7) → (Z5)/(Z16)→軸(10)→ (Z17)/(Z18) →軸(13)→卷筒(20)，傳動比iL＝ (Z12)/(Z8) × (Z7)/(Z14) × (Z16)/(Z5) × (Z18)/(Z17) ，轉(zhuǎn) 速n1＝nm／iL。
專利摘要一種塔機起升機構(gòu)用的共用齒輪變速機，它的變速機是由三根軸、三個離合器和四對齒輪組成三擋傳動路線、傳動比和轉(zhuǎn)速的共用齒輪傳動機構(gòu)，可直接由離合器換擋輸出5、30、50米/分三擋起升速度(倍率為2)。并適合動態(tài)負載換擋和相互自鎖。這種共用齒輪變速機的結(jié)構(gòu)形式和計算方式，也適合作其他帶式輸送機、建筑安裝井架和扒桿吊重提升機的傳動裝置。本實用新型具有結(jié)構(gòu)緊湊簡單，操作穩(wěn)定可靠和制造成本低的優(yōu)點。
文檔編號F16H3/02GK2096671SQ9120861
公開日1992年2月19日 申請日期1991年5月16日 優(yōu)先權(quán)日1991年5月16日
發(fā)明者顧學(xué)仁, 袁禮平, 唐明清, 袁理仲, 朱曉梅 申請人:重慶建筑工程學(xué)院