卧式双速齿轮箱.pdf

本发明公开一种卧式双速齿轮箱，包括一体式结构的壳体，壳体的一侧设置有刀具主轴，壳体远离刀具主轴的一侧设置有驱动刀具主轴运动的主轴驱动电机，壳体内安装有依次传动连接的主动齿轮、中间齿轮和输出齿轮，主动齿轮与主轴驱动电机的输出端传动连接，输出齿轮与刀具主轴传动连接，壳体内还设置有用于对齿轮和轴承进行冷却的冷却系统。本方案通过设置可对齿轮和轴承进行冷却的冷却系统，降低齿轮箱内部各个动连接部位的温度，通过将齿轮壳体和主轴壳体设置为一体式结构，提高齿轮箱的整体刚性。另外，将各齿轮轴通过深沟球轴承安装在壳体内，抵消齿轮箱轴间距的误差，使齿轮箱传动更平稳，噪音很小。

权利要求书
1.  一种卧式双速齿轮箱，其特征在于，包括一体式结构的壳体，所述壳体 的一侧设置有刀具主轴，所述壳体远离所述刀具主轴的一侧设置有驱动所述刀 具主轴运动的主轴驱动电机，所述壳体内安装有依次传动连接的主动齿轮、中 间齿轮和输出齿轮，所述主动齿轮与所述主轴驱动电机的输出端传动连接，所 述输出齿轮与所述刀具主轴传动连接，所述壳体内还设置有用于对齿轮和轴承 进行冷却的冷却系统。

2.  根据权利要求1所述的卧式双速齿轮箱，其特征在于，所述冷却系统包 括嵌入所述壳体的壳壁内的冷却输送管和若干喷洒装置，所述喷洒装置分别紧 靠所述主动齿轮、所述中间齿轮、所述输出齿轮和各个轴承设置，所述喷洒装 置与所述冷却输送管连通。

3.  根据权利要求2所述的卧式双速齿轮箱，其特征在于，所述壳体包括用 于容纳主动齿轮、中间齿轮、输出齿轮的齿轮壳体和用于安装刀具主轴的主轴 壳体，所述齿轮壳体与所述主轴壳体是一体式结构。

4.  根据权利要求3所述的卧式双速齿轮箱，其特征在于，所述齿轮壳体远 离所述主轴驱动电机的一端设置有用于回收冷却液的集液箱。

5.  根据权利要求4所述的卧式双速齿轮箱，其特征在于，所述冷却输送管 包括设置在所述齿轮壳体远离所述集液箱一端壳壁内的水平输送管，以及设置 在所述齿轮壳体远离所述主轴驱动电机一侧壳壁内的竖直输送管，所述水平输 送管与所述竖直输送管连通。

6.  根据权利要求5所述的卧式双速齿轮箱，其特征在于，所述主轴壳体的 壳壁上设置有与所述竖直输送管连通的主轴输送管，所述刀具主轴上开设有螺 旋状的导液槽，所述主轴输送管远离所述竖直输送管的一端与所述导液槽远离 所述主轴驱动电机的一端连通。

7.  根据权利要求6所述的卧式双速齿轮箱，其特征在于，所述主轴壳体靠 近所述集液箱一侧的壳壁内开设有回流通孔，所述回流通孔的一端与所述导液 槽靠近所述主轴驱动电机的一端连通，所述回流通孔的一端与所述集液箱连通。

8.  根据权利要求7所述的卧式双速齿轮箱，其特征在于，所述喷洒装置与 所述水平输送管或者所述竖直输送管通过过渡连接管连通。

9.  根据权利要求8所述的卧式双速齿轮箱，其特征在于，所述齿轮壳体远 离所述主轴壳体的一侧并位于所述主轴驱动电机的下方设置有用于限定所述中 间齿轮位置的高速档传感器和低速档传感器。

10.  根据权利要求1至9任一项所述的卧式双速齿轮箱，其特征在于，所 述主动齿轮安装在主动轴上，所述主动轴通过深沟球轴承可转动安装在所述壳 体内；所述中间齿轮安装在中间轴上，所述中间轴通过深沟球轴承可转动安装 在所述壳体内；所述输出齿轮安装在输出轴上，所述输出轴通过深沟球轴承可 转动安装在所述壳体内。

说明书卧式双速齿轮箱
技术领域
本发明涉及机床主轴齿轮箱的技术领域，尤其涉及一种卧式双速齿轮箱。
背景技术
变速齿轮箱是设备动力系统中的重要组成部分，它能改变设备的驱动装置 与输出装置的传动连接关系，使设备输出不同的扭矩和转速，以满足设备对于 大扭矩和高转速的使用要求。部分机床主轴需要使用齿轮箱，该类齿轮箱在工 作过程中负载较大，在较高的转速下会产生大量的热量，如果热量不能得到较 好的散发，将会降低设备工作的可靠性，导致设备异常，以及缩短设备的使用 寿命。因此，齿轮箱的温度是制约高转速输出的重要因素。基于上述情况，我 们有必要提供一种冷却效果较佳的齿轮箱。
发明内容
本发明的一个目的在于：提供一种卧式双速齿轮箱，通过设置可对齿轮和 轴承进行冷却的冷却系统，有效降低齿轮箱内部各个动连接部位的温度，保证 设备可靠运转，延长设备的使用寿命。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种卧式双速齿轮箱，包括一体式结构的壳体，所述壳体的一侧设置有刀 具主轴，所述壳体远离所述刀具主轴的一侧设置有驱动所述刀具主轴运动的主 轴驱动电机，所述壳体内安装有依次传动连接的主动齿轮、中间齿轮和输出齿 轮，所述主动齿轮与所述主轴驱动电机的输出端传动连接，所述输出齿轮与所 述刀具主轴传动连接，所述壳体内还设置有用于对齿轮和轴承进行冷却的冷却 系统。
优选的，所述主动齿轮包括沿其轴向方向设置的主动传动齿。
优选的，所述中间齿轮包括沿其轴向方向并列设置的中间大齿和中间小齿， 所述中间大齿位于靠近所述主轴驱动电机的一端，所述中间小齿位于远离所述 主轴驱动电机的一端，所述中间大齿紧靠所述中间小齿设置，所述中间大齿与 所述中间小齿固定连接。
优选的，所述输出齿轮包括沿其轴向方向间隔设置的输出大齿和输出小齿， 所述输出大齿位于远离所述主轴驱动电机的一端，所述输出小齿位于靠近所述 主轴驱动电机的一端，所述输出大齿与所述输出小齿固定连接。所述输出大齿 与所述输出小齿之间的距离大于所述中间大齿与所述中间小齿之间的距离。
具体地，所述中间大齿与所述主动传动齿一直保持传动连接，所述中间大 齿与所述输出小齿选择性传动连接，所述中间小齿与所述输出大齿选择性传动 连接。当所述中间大齿与所述输出小齿传动连接时，所述刀具主轴处于高转速 输出状态，所述刀具主轴的最高转速可达6000r/min；当所述中间小齿与所述输 出大齿传动连接时，所述刀具主轴处于大扭矩输出状态，所述刀具主轴的最大 扭矩可达1000N.m。
通过设置所述冷却系统，可有效降低齿轮箱内部各个动连接部位的温度， 保证设备可靠运转，延长设备的使用寿命。
作为一种优选的技术方案，所述冷却系统包括嵌入所述壳体的壳壁内的冷 却输送管和若干喷洒装置，所述喷洒装置分别紧靠所述主动齿轮、所述中间齿 轮、所述输出齿轮和各个轴承设置，所述喷洒装置与所述冷却输送管连通。
优选的，所述中间大齿与所述主动传动齿啮合的两个位置均对应设置有所 述喷洒装置。所述输出小齿与所述中间大齿啮合的位置对应设置有所述喷洒装 置。所述输出大齿与所述中间小齿啮合的位置对应设置有所述喷洒装置。
优选的，所述冷却系统内充满恒温的冷却油。
具体地，在工作过程中，所述喷洒装置一直对各个可啮合的位置和轴承喷 洒冷却油，或者所述喷洒装置只对处于实际啮合状态的位置和轴承喷洒冷却油， 对处于未啮合状态的位置停止喷洒冷却油。
作为一种优选的技术方案，所述壳体包括用于容纳主动齿轮、中间齿轮、 输出齿轮的齿轮壳体和用于安装刀具主轴的主轴壳体，所述齿轮壳体与所述主 轴壳体是一体式结构。
具体地，通过将所述齿轮壳体和所述主轴壳体设置为一体式结构，可提高 齿轮箱的整体刚性。
作为一种优选的技术方案，所述齿轮壳体远离所述主轴驱动电机的一端设 置有用于回收冷却液的集液箱。
优选的，所述集液箱的一端与所述齿轮壳体的底部连通，用于收集冷却油， 所述集液箱的另一端通过回油管与冷却系统的温控装置连通，用于将冷却油输 送至所述温控装置进行温度调节。
作为一种优选的技术方案，所述冷却输送管包括设置在所述齿轮壳体远离 所述集液箱一端壳壁内的水平输送管，以及设置在所述齿轮壳体远离所述主轴 驱动电机一侧壳壁内的竖直输送管，所述水平输送管与所述竖直输送管连通。
作为一种优选的技术方案，所述主轴壳体的壳壁上设置有与所述竖直输送 管连通的主轴输送管，所述刀具主轴上开设有螺旋状的导液槽，所述主轴输送 管远离所述竖直输送管的一端与所述导液槽远离所述主轴驱动电机的一端连 通。
具体地，冷却油通过所述主轴输送管进入所述导液槽，并沿所述导液槽从 所述刀具主轴远离所述主轴驱动电机的一端螺旋流动至所述刀具主轴靠近所述 主轴驱动电机的一端，带走所述刀具主轴上的热量，使所述刀具主轴降温。
作为一种优选的技术方案，所述主轴壳体靠近所述集液箱一侧的壳壁内开 设有回流通孔，所述回流通孔的一端与所述导液槽靠近所述主轴驱动电机的一 端连通，所述回流通孔的一端与所述集液箱连通。
具体地，吸收所述刀具主轴热量后的冷却油通过所述回流通孔流动至所述 集液箱内，实现回收。
作为一种优选的技术方案，所述喷洒装置与所述水平输送管或者所述竖直 输送管通过过渡连接管连通。
具体地，所述喷洒装置根据就近原则与所述水平输送管或者所述竖直输送 管连接。
作为一种优选的技术方案，所述齿轮壳体远离所述主轴壳体的一侧并位于 所述主轴驱动电机的下方设置有用于限定所述中间齿轮位置的高速档传感器和 低速档传感器。
作为一种优选的技术方案，所述主动齿轮安装在主动轴上，所述主动轴通 过深沟球轴承可转动安装在所述壳体内；所述中间齿轮安装在中间轴上，所述 中间轴通过深沟球轴承可转动安装在所述壳体内；所述输出齿轮安装在输出轴 上，所述输出轴通过深沟球轴承可转动安装在所述壳体内。
优选的，所述主动轴与所述壳体连接的深沟球轴承位置设置有所述喷洒装 置，所述中间轴与所述壳体连接的深沟球轴承位置设置有所述喷洒装置，所述 输出轴与所述壳体连接的深沟球轴承位置设置有所述喷洒装置。
具体地，将所述主动齿轮、所述中间齿轮和所述输出齿轮通过深沟球轴承 安装在所述壳体内，可抵消齿轮箱内所述主动轴、所述中间轴和所述输出轴间 距的综合误差，使齿轮箱传动更平稳，噪音很小。
本发明的有益效果为：提供一种卧式双速齿轮箱，通过设置可对齿轮和轴 承进行冷却的冷却系统，有效降低齿轮箱内部各个动连接部位的温度，保证设 备可靠运转，延长设备的使用寿命。通过将齿轮壳体和主轴壳体设置为一体式 结构，提高齿轮箱的整体刚性。另外，将主动齿轮、中间齿轮和输出齿轮通过 深沟球轴承安装在壳体内，抵消齿轮箱内主动轴、中间轴和输出轴间距的综合 误差，使齿轮箱传动更平稳，噪音很小。
附图说明
下面根据附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
图1为实施例所述的卧式双速齿轮箱的结构示意图；
图2为图1所示A位置的局部放大图。
图1、图2中：
1、齿轮壳体；
2、主轴壳体；21、主轴输送管；22、回流通孔；
3、主轴驱动电机；
4、刀具主轴；41、导液槽；
51、水平输送管；52、竖直输送管；53、过渡连接管；54、喷洒装置；55、 集液箱；
61、主动轴；62、主动传动齿；
71、中间轴；72、中间大齿；73、中间小齿；
81、输出轴；82、输出大齿；83、输出小齿；
9、深沟球轴承；10、低速档传感器；11、高速档传感器。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
如图1、2所示，于本实施例中，一种卧式双速齿轮箱，包括一体式结构的 壳体，壳体的一侧设置有刀具主轴4，壳体远离刀具主轴4的一侧设置有驱动刀 具主轴4运动的主轴驱动电机3，壳体内安装有依次传动连接的主动齿轮、中间 齿轮和输出齿轮，主动齿轮与主轴驱动电机3的输出端传动连接，输出齿轮与 刀具主轴4传动连接。壳体内还设置有用于对齿轮和轴承进行冷却的冷却系统， 有效降低齿轮箱内部各个动连接部位的温度，保证设备可靠运转，延长设备的 使用寿命。齿轮壳体1远离主轴壳体2的一侧并位于主轴驱动电机3的下方设 置有用于限定中间齿轮位置的高速档传感器11和低速档传感器10。
壳体包括用于容纳主动齿轮、中间齿轮、输出齿轮的齿轮壳体1和用于安 装刀具主轴4的主轴壳体2，齿轮壳体1与主轴壳体2是一体式结构，有效提高 齿轮箱的整体刚性。主动齿轮安装在主动轴61上，主动轴61通过深沟球轴承9 可转动安装在齿轮壳体1内。中间齿轮安装在中间轴71上，中间轴71通过深 沟球轴承9可转动安装在齿轮壳体1内。输出齿轮安装在输出轴81上，输出轴 81通过深沟球轴承9可转动安装在齿轮壳体1内。将主动齿轮、中间齿轮和输 出齿轮通过深沟球轴承9安装在齿轮壳体1内，可抵消齿轮箱内主动轴61、中 间轴71和输出轴81间距的综合误差，使齿轮箱传动更平稳，噪音很小。
主动齿轮包括沿其轴向方向设置的主动传动齿62。中间齿轮包括沿其轴向 方向并列设置的中间大齿72和中间小齿73，中间大齿72位于靠近主轴驱动电 机3的一端，中间小齿73位于远离主轴驱动电机3的一端，中间大齿72紧靠 中间小齿73设置，中间大齿72与中间小齿73固定连接。输出齿轮包括沿其轴 向方向间隔设置的输出大齿82和输出小齿83，输出大齿82位于远离主轴驱动 电机3的一端，输出小齿83位于靠近主轴驱动电机3的一端，输出大齿82与 输出小齿83固定连接。输出大齿82与输出小齿83之间的距离大于中间大齿72 与中间小齿73之间的距离。具体地，中间大齿72与主动传动齿62一直保持传 动连接，中间大齿72与输出小齿83选择性传动连接，中间小齿73与输出大齿 82选择性传动连接。当中间大齿72与输出小齿83传动连接时，刀具主轴4处 于高转速输出状态，刀具主轴4的最高转速可达6000r/min；当中间小齿73与 输出大齿82传动连接时，刀具主轴4处于大扭矩输出状态，刀具主轴4的最大 扭矩可达1000N.m。
冷却系统包括嵌入齿轮壳体1的壳壁内的冷却输送管和若干喷洒装置54， 喷洒装置54分别紧靠主动齿轮、中间齿轮、输出齿轮和各个轴承设置，喷洒装 置54与冷却输送管连通。具体地，中间大齿72与主动传动齿62啮合的两个位 置均对应设置有喷洒装置54。输出小齿83与中间大齿72啮合的位置对应设置 有喷洒装置54。输出大齿82与中间小齿73啮合的位置对应设置有喷洒装置54。 主动轴61与齿轮壳体1连接的深沟球轴承9位置设置有喷洒装置54，中间轴 71与齿轮壳体1连接的深沟球轴承9位置设置有喷洒装置54，输出轴81与齿 轮壳体1连接的深沟球轴承9位置设置有喷洒装置54。冷却系统内充满恒温的 冷却油，在工作过程中，喷洒装置54一直对各个可啮合的位置和轴承喷洒冷却 油。
冷却输送管包括设置在齿轮壳体1远离集液箱55一端壳壁内的水平输送管 51，以及设置在齿轮壳体1远离主轴驱动电机3一侧壳壁内的竖直输送管52， 水平输送管51与竖直输送管52连通。喷洒装置54根据就近原则与水平输送管 51或者竖直输送管52通过过渡连接管53连通。主轴壳体2的壳壁上设置有与 竖直输送管52连通的主轴输送管21，刀具主轴4上开设有螺旋状的导液槽41， 主轴输送管21远离竖直输送管52的一端与导液槽41远离主轴驱动电机3的一 端连通。具体地，冷却油通过主轴输送管21进入导液槽41，并沿导液槽41从 刀具主轴4远离主轴驱动电机3的一端螺旋流动至刀具主轴4靠近主轴驱动电 机3的一端，带走刀具主轴4上的热量，使刀具主轴4降温。
齿轮壳体1远离主轴驱动电机3的一端设置有用于回收冷却液的集液箱55， 集液箱55的一端与齿轮壳体1的底部连通，用于收集冷却油，集液箱55的另 一端通过回油管与冷却系统的温控装置连通，用于将冷却油输送至温控装置进 行温度调节。主轴壳体2靠近集液箱55一侧的壳壁内开设有回流通孔22，回流 通孔22的一端与导液槽41靠近主轴驱动电机3的一端连通，回流通孔22的一 端与集液箱55连通。吸收刀具主轴4热量后的冷却油通过回流通孔22流动至 集液箱55内，实现回收。
需要声明的是，上述具体实施方式仅仅为本发明的较佳实施例及所运用技 术原理，在本发明所公开的技术范围内，任何熟悉本技术领域的技术人员所容 易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围内。