專利名稱：：一種減速器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于通用機(jī)械傳動(dòng)
技術(shù)領(lǐng)域：

背景技術(shù)：
常用圓柱齒輪減速器傳動(dòng)效率高，在任何環(huán)境都能穩(wěn)定可靠工作，在工作循環(huán)中可傳遞交替變動(dòng)的正負(fù)扭矩，且輸出軸可由任一端分別或同時(shí)輸出。其不足之處是單級傳動(dòng)比有限，如果要低輸出轉(zhuǎn)數(shù)或大傳遞力矩，則其體積、物耗都會(huì)急劇增大，整體資源利用率低，即便改換硬齒面，制造工藝難度和成本更會(huì)大幅提高，而體積卻縮減不多，致使連帶用其配套主機(jī)的體積和成本也會(huì)相應(yīng)更加增大。例如，能源油氣的供需問題，是事關(guān)國家和平發(fā)展全局的戰(zhàn)略問題，現(xiàn)正面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。應(yīng)對這一挑戰(zhàn)必須著眼現(xiàn)實(shí)，并首先立足于已開發(fā)油氣田的持續(xù)穩(wěn)產(chǎn)。為此，能立竿見影的，就是提高油氣藏的最終"采收率"。按采油工藝進(jìn)步要求，在一口油氣井的壽命期內(nèi)，只有長期供排協(xié)調(diào)地實(shí)現(xiàn)產(chǎn)量、效率、壽命三者統(tǒng)一，才能提高該井的最終"采收率"。為此對油氣田的開采主要裝備——游梁式抽油機(jī)的體型、負(fù)載能力、沖程、沖數(shù)、單機(jī)可靠工作壽命等參數(shù)，也必須適應(yīng)各界面條件(如井的產(chǎn)能、地質(zhì)狀況、油氣物性、增產(chǎn)措施、甚至天候潮沙漲落等)和時(shí)限的變化，進(jìn)行幅度寬闊地、及時(shí)有效地轉(zhuǎn)化、調(diào)整——即實(shí)行所謂智能化、信息化的"調(diào)參"?，F(xiàn)有游梁式抽油機(jī)在圓柱齒輪減速器的高可靠性支持下，在業(yè)內(nèi)得到歷史性的高信賴，百余年來優(yōu)存劣汰已成為最主要的機(jī)采裝備，但也因該器結(jié)構(gòu)"傻大笨粗"，要能如此調(diào)參，必須改換減速器、更換抽油機(jī)。然而，換機(jī)就必須長時(shí)停產(chǎn)，降低生產(chǎn)時(shí)率，使成本增高，甚至囿于現(xiàn)有機(jī)型，還會(huì)錯(cuò)過良機(jī)，不能適時(shí)應(yīng)變，或造成誤判而提前關(guān)井。這樣，既造成過量消費(fèi)和減產(chǎn)，還會(huì)埋沒最寶貴的油氣資源，使最終"采收率"不升反降。少齒差行星減速器和全對稱平移連桿減速箱(ZL97200443.2)，它們結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕，單級傳動(dòng)比大，承載能力高，零件種類少，資源利用率高，不用特殊材料和加工工藝即可使普硬齒達(dá)到高硬齒的效果。不足之處是前者不能直接用于輸入、輸出軸線必須平行分立的場合，且以少齒差行星輪為核心組成的減速傳力"模塊"，其結(jié)構(gòu)上缺乏直接的疊加性，不利于產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化，也不利于軸端除扭矩外還有較大彎矩的工況；后者其行星齒輪^連桿為一整體，在大模數(shù)時(shí)，要超大型齒輪加工機(jī)床或改該零件為組裝件，難于精確制造；加之雙曲柄連桿機(jī)構(gòu)傳動(dòng)效率會(huì)隨轉(zhuǎn)角變化，當(dāng)其相關(guān)零件如箱體、軸、曲柄等制造精度不足時(shí)，在整機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)中，如遇有正負(fù)扭矩交替變化時(shí)，在該過渡區(qū)，輸出軸會(huì)發(fā)生"爬行"甚至"振動(dòng)"。
發(fā)明內(nèi)容為了減速器"既要體積(占地)、重量、成本等盡可能小、輕、低，又要功能、效率、可靠度盡可能全、強(qiáng)、高"這對復(fù)雜難處矛盾得到創(chuàng)新的和諧統(tǒng)一，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題，是提供一種減速器，該減速器有機(jī)地把行星減速器和圓柱齒輪減速器各自的性能優(yōu)勢、結(jié)構(gòu)進(jìn)步融為一體，不僅具有行星減速器的功能和品質(zhì)，而且也能方便地應(yīng)用于通常只有常用圓柱齒輪減速器才適應(yīng)的場合、并承繼、擴(kuò)展常用圓柱齒輪減速器的穩(wěn)定、可靠、效率高等性能。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的方案是一種減速器，它由箱體、輸入軸、輸出軸、輸入級傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、少齒差行星齒輪副等組成，其特征在于箱體[7]采用以水平為主、垂直為輔的組合剖分合箱結(jié)構(gòu)，輸入軸[2]和輸出軸[4]通過軸承[5]，平行分立地安裝在箱體上；輸入軸上的小齒輪[1]與通過軸承[5]安裝在輸出軸上、帶有偏空心軸的大齒輪[6]相嚙合，組成輸入級傳動(dòng)機(jī)構(gòu)主體；帶有偏空心軸的大齒輪、其中心輪轂端部就是呈圓筒形的偏空心軸[6a]和/或[6b]，在這偏空心軸上、通過軸承[5]裝有同體共列雙聯(lián)行星輪[8]——"同體共列"是指通過處于行星輪[8]不同層面或段落的輪齒齒寬中點(diǎn)并垂直該齒輪軸線的對稱面是重合的、或者這對稱面是按層次錯(cuò)落或左右先后有序排列的，其一聯(lián)與箱體固結(jié)的固定中心輪[10]相嚙合，另一聯(lián)則與輸出軸一體可轉(zhuǎn)動(dòng)的中心輪[9]相嚙合——[9]、[IO]即所謂"悖動(dòng)態(tài)雙中心輪"，形成行星軸承有較低負(fù)載傳輸?shù)碾p聯(lián)少齒差行星齒輪副單元模M，模塊M按負(fù)載和結(jié)構(gòu)需要一般成對、或也可單獨(dú)沿輸出軸線串置——有些減速器可以含有單一模塊M、而更多的減速器則可以含有重疊的若干模塊M;負(fù)責(zé)輸出的輸出軸端則與工作負(fù)載聯(lián)結(jié)。為了在傳動(dòng)時(shí)使相關(guān)運(yùn)動(dòng)副達(dá)到動(dòng)平衡，上述雙聯(lián)行星輪[8]可按大齒輪[6]的軸線/心對稱或單邊布置，而大齒輪上的偏空心軸[6a]和/或[6b]軸線也相應(yīng)在圓周上互差18(T/重合，在大齒輪的輪輻或輪輞上設(shè)置平衡塊。根據(jù)同體共列雙聯(lián)行星輪[8]與不同中心輪(如中心輪都是外齒輪——見圖2、圖4、圖7，或都是內(nèi)齒輪——見圖3、圖5、圖6，或是一外一內(nèi)齒輪——見圖l)的不同嚙合，上述安裝在大齒輪偏空心軸[6a]、[6b]上的雙聯(lián)行星輪，可以是雙層輪齒單齒圈[8a]或雙層輪齒雙齒圈[8d]、[8e]、[8f]、[8g]的雙聯(lián)行星輪，也可以是由雙齒圈演變成的在同層輪齒分有不同段落的單層輪齒單齒圈[8b]、[8c]的雙聯(lián)行星輪；這些雙聯(lián)行星輪一般是由一個(gè)整毛坯制成的一個(gè)整體，也可以是由若干零件制成后經(jīng)裝配成的一個(gè)整體。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)對照有以下效果1、本發(fā)明不僅具有現(xiàn)用行星減速器公認(rèn)的優(yōu)點(diǎn)；且它還能方便的應(yīng)用于通常只有常規(guī)圓柱齒輪減速器才適用的場合，例如，石油工業(yè)游梁式抽油機(jī)用減速器、起重運(yùn)輸機(jī)械行走用減速器、風(fēng)力發(fā)電用增速器等等。2、本發(fā)明整體需用零件很少，主要零件軸、齒輪、行星輪、中心輪、箱體等不上十件；且單曲柄取代雙曲柄機(jī)構(gòu)、同體整件取代組裝件，共列雙聯(lián)取代錯(cuò)列雙聯(lián)，悖動(dòng)態(tài)雙中心輪取代單一動(dòng)態(tài)單中心輪，輸入級高速輕載齒輪副采用外嚙合、輸出級低速重載齒輪副采用內(nèi)嚙合，普硬齒面可取代加硬或超硬齒面，尤其還可使用成熟進(jìn)歩發(fā)展的漸開線齒形。因而可使用普通材質(zhì)、通用機(jī)床、常規(guī)工藝、一般刀具就可以制成質(zhì)量高、成本低、完全能承繼可靠度很高的常用圓柱齒輪減速器的本發(fā)明減(或增)速器。本發(fā)明由關(guān)鍵件組成的單元模塊M，既可以獨(dú)立，也可以疊加成串組成減速器；便于產(chǎn)品的模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、小型化、集成化，也便于用其配套之主機(jī)的發(fā)展與技術(shù)進(jìn)步。3、本發(fā)明機(jī)型小巧，占地少，成本低，承載力強(qiáng)。故可用于現(xiàn)有減速器不能適應(yīng)的工況，擴(kuò)大配套主機(jī)的功能和其參數(shù)的調(diào)整范圍。<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>可配業(yè)內(nèi)現(xiàn)最大抽油機(jī)18型，產(chǎn)品少數(shù)*0抽油機(jī)用，YCQ-圓柱齒輪減速器，H-點(diǎn)嚙合雙圓弧齒形，無標(biāo)注號(hào)"H"者代表漸開線齒形。由表可見，用同質(zhì)同量的材料和工時(shí)，按本發(fā)明就可制成輸出額定扭矩高4倍、沖數(shù)調(diào)控范圍寬3倍的抽油機(jī)用減速器。配這種減速器的新型抽油機(jī)便于開拓采油新工藝和調(diào)參作業(yè)，可實(shí)現(xiàn)'用一機(jī)在采油井壽命期內(nèi)全程服務(wù)到終，的"終生一機(jī)"理想。進(jìn)而為建立"信息化抽油機(jī)"提供堅(jiān)固的實(shí)施平臺(tái)，保證提高最終"采收率"，使油田延年持續(xù)穩(wěn)產(chǎn)。按價(jià)值工程學(xué)的價(jià)值指數(shù)計(jì)算，本發(fā)明的"價(jià)值指數(shù)"要高達(dá)12以上(此指數(shù)高于1.2吋，產(chǎn)品在市場上就有強(qiáng)大競爭力，如能達(dá)到1.5，產(chǎn)品在市場上即具有壓倒優(yōu)勢)。4、節(jié)能。本發(fā)明有較高的傳動(dòng)效率，有直接節(jié)能效果;又因它的特殊功能和低成本，可以配套主機(jī)創(chuàng)新節(jié)能裝備和節(jié)能技術(shù)，生成"間接"節(jié)能效果。下面，仍以石油開采這個(gè)高能耗產(chǎn)業(yè)為例，其中抽油機(jī)井是主要能耗大戶，石油系統(tǒng)年總耗電量約XXX億千瓦小時(shí)，其中抽油機(jī)井電動(dòng)機(jī)直接耗電量約占50%，如果應(yīng)用本發(fā)明技術(shù)就可以1)直接節(jié)能A.本發(fā)明效率與效率最高的常規(guī)圓柱減速器基本持平或略高；B.抽油機(jī)可利用本發(fā)明巨大的輸出扭矩儲(chǔ)備，以增加扭矩，即增大負(fù)載(泵徑、沖程、下泵深度等)換取沖數(shù)(輸出轉(zhuǎn)數(shù))降至極小，而使油井日產(chǎn)量仍保持不變和增長；故無需面對拖動(dòng)電機(jī)按常規(guī)硬啟動(dòng)必須采用"大馬拉小車"的困惑，使拖動(dòng)電機(jī)的名義功率容量可下降2.53倍之多。C.本發(fā)明可以直接使用效率較高的常規(guī)高轉(zhuǎn)速電動(dòng)機(jī)，無需使用效率較低而價(jià)高的超高轉(zhuǎn)差率、或調(diào)頻等特定電動(dòng)機(jī)。僅以上這些，如在采油全行業(yè)使用，可年節(jié)電達(dá)幾十億甚至上百億千瓦小時(shí)。2)"間接"節(jié)能用本發(fā)明配套的抽油機(jī)有充分的能力和幅度調(diào)整系統(tǒng)各參數(shù)，一般無需停產(chǎn)，就能及時(shí)方便地進(jìn)行"調(diào)參"作業(yè)，使抽油機(jī)-桿-泵系統(tǒng)平均總效率提高近1倍和使該系統(tǒng)穩(wěn)定地保持在經(jīng)濟(jì)運(yùn)行狀態(tài)，大幅度延長采油單井的有效壽命，增加油藏"采收率"。A.僅計(jì)算系統(tǒng)總效率提高的節(jié)能效果，又可年節(jié)電達(dá)百億千瓦小時(shí)。故而，僅在石油業(yè)，W采用本發(fā)明年直接和"間接"節(jié)省電能合計(jì)可達(dá)近200億千瓦小時(shí)。相當(dāng)節(jié)省23個(gè)百萬千瓦級大型電站的年發(fā)電量。B.若"采收率"增加1%,按我國現(xiàn)狀，則在全行業(yè)相當(dāng)增加了一個(gè)年產(chǎn)數(shù)百萬噸石油的大型油田，何況本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)的"采收率"增加遠(yuǎn)不止1%。C.開拓油氣開采新工藝，使難采資源變?yōu)榭刹少Y源。例如煤層氣田、超、高粘稠油田等，前者要抽水引氣，后者要加熱或降粘開采。均要求使用的抽油機(jī)能靈活地、適時(shí)地、高頻率間歇地、大步伐地調(diào)整參數(shù)項(xiàng)目和其幅度，且能進(jìn)步到"信息化"，實(shí)現(xiàn)"一機(jī)終生"。以上B.C.兩項(xiàng)，己突破了一般意義的"節(jié)能"，其節(jié)能效果和經(jīng)濟(jì)意義，直至戰(zhàn)略意義更是不言而喻。以下是本發(fā)明實(shí)施例的一組機(jī)構(gòu)原理圖和一個(gè)實(shí)施例的兩向視圖。圖1是其雙聯(lián)行星輪8之注腳為a。圖2是其雙聯(lián)行星輪8之注腳為b。圖3是其雙聯(lián)行星輪8之注腳為c。圖4是其雙聯(lián)行星輪8之注腳為d。圖5是其雙聯(lián)行星輪8之注腳為e。圖6是其雙聯(lián)行星輪8之注腳為f。圖7是其雙聯(lián)行星輪8之注腳為g。圖8是按本發(fā)明設(shè)計(jì)的抽油機(jī)用C-TGSQ-146減速器——額定扭矩146kN'm，它是現(xiàn)今油氣行標(biāo)SY/T5044-2003規(guī)定的最大型減速器(后備，尚未見市售)，正視圖。圖9是圖8的右側(cè)視圖。諸圖中1小齒輪，2輸入軸，3軸套，4輸出軸，5軸承，6.6a、6b、大齒輪及其所帶右左偏空心軸，7箱體，8同體共列雙聯(lián)行星輪，9可轉(zhuǎn)動(dòng)中心輪，10固定中心輪，11油塞，12油標(biāo)，13視孔蓋，14緊固件，15呼吸器，M雙聯(lián)少齒差行星齒輪副單元模塊。又圖中8a雙層輪齒單齒圈外-內(nèi)齒同體共列雙聯(lián)行星輪，8b單層輪齒單齒圈內(nèi)齒同體共列雙聯(lián)行星輪，8c單層輪齒單齒圈外齒同體共列雙聯(lián)行星輪，8d、8g雙層輪齒雙齒圈內(nèi)齒同體共列雙聯(lián)行星輪，8e、8f雙層輪齒雙齒圈外齒同體共列雙聯(lián)行星輪。圖8、9中W為現(xiàn)在廣為使用之額定扭矩73kNm，點(diǎn)嚙合雙圓弧齒形減速器的外輪廓。具體實(shí)施方式從各原理圖可見本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的動(dòng)力由輸入軸2傳入減速器，固裝在輸入軸兩側(cè)的小齒輪l，嚙合著由軸承5支承在平行的輸出軸4上的大齒輪6;隨大齒輪一體轉(zhuǎn)動(dòng)的偏空心軸6a、6b，通過又一種軸承5，帶動(dòng)行星輪8與固定在箱體7上的不能轉(zhuǎn)動(dòng)中心輪10嚙合，作少齒差行星運(yùn)動(dòng)；同時(shí)行星輪8也與固結(jié)在輸出軸4上隨軸可轉(zhuǎn)動(dòng)的中心輪9按少齒差嚙合，驅(qū)動(dòng)輸出軸4從減速器輸出功率。上述從"隨大齒輪一體轉(zhuǎn)動(dòng)的偏空心軸6a、6b，…"至"…驅(qū)動(dòng)輸出軸4…。"，正是"雙聯(lián)少齒差行星齒輪副單元模塊M"。每一單元模塊M中的行星輪8與輸出軸上中心輪9按少齒差嚙合機(jī)理，至少有3對齒牙同時(shí)進(jìn)入"內(nèi)嚙合"。當(dāng)減速器工作負(fù)載不大，或體積要求更緊湊時(shí)，減速器可以由單一模塊M構(gòu)成；如果工作機(jī)負(fù)載增大，或工作機(jī)結(jié)構(gòu)要求減速器低矮細(xì)長，可以采用多模塊M并疊裝在輸出軸4上，此時(shí)，如模塊M成雙對稱配置，輸出軸上中心輪9與行星輪8間至少有6對齒牙在"內(nèi)嚙合"，且以互差180。角包纏，組成平衡；如圖l一圖7所示之減速器，各共有2雙即整體共不少于2X6=12對齒牙以"內(nèi)嚙合"傳遞著力；加之，根據(jù)各種公知資料，采用少齒差嚙合、改變齒形齒高、行星軸承有較低負(fù)載傳輸?shù)鹊燃夹g(shù)，使在此之前，齒輪及其相關(guān)零件在傳遞力中多為"點(diǎn)"或"線"、或至多為局部"面"的集中接觸，現(xiàn)在在此則已變?yōu)閯虿嫉慕娴?體"傳遞，同時(shí)，因各嚙合參數(shù)不斷優(yōu)化，無效有害作用力大幅減小。又因機(jī)件整體受力，應(yīng)力應(yīng)變下降。于是，整機(jī)傳動(dòng)效率和資源利用率得到改善。權(quán)利要求1、一種減速器，它由箱體、輸入軸、輸出軸、輸入級傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、少齒差行星齒輪副等組成，其特征在于箱體[7]采用以水平為主、垂直為輔的組合剖分合箱結(jié)構(gòu)，輸入軸[2]和輸出軸[4]通過軸承[5]、平行分立地安裝在箱體上；輸入軸上的小齒輪[1]與通過軸承[5]安裝在輸出軸上、帶有偏空心軸的大齒輪[6]相嚙合，組成輸入級傳動(dòng)機(jī)構(gòu)主體；帶有偏空心軸的大齒輪、其中心輪轂端部就是呈圓筒形的偏空心軸[6a]和/或[6b]，在這偏空心軸上、通過軸承[5]裝有同體共列雙聯(lián)行星輪[8]，其一聯(lián)與箱體固結(jié)的固定中心輪[10]相嚙合，另一聯(lián)則與輸出軸一體可轉(zhuǎn)動(dòng)的中心輪[9]相嚙合，形成雙聯(lián)少齒差行星齒輪副單元模塊M，模塊M一般成對、或也可單獨(dú)沿輸出軸線串置；負(fù)責(zé)輸出的輸出軸端則與工作負(fù)載聯(lián)結(jié)。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的減速器，其特征在于雙聯(lián)行星輪[8]可按大齒輪[6]的軸線/心對稱或單邊布置，在大齒輪的輪輻或輪輞上設(shè)置平衡塊。3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的減速器，其特征在于安裝在大齒輪偏空心軸[6a]、[6b]上的雙聯(lián)行星輪，可以是雙層輪齒單齒圈[8a]或雙層輪齒雙齒圈[8d]、[8e]、[8f]、[8g]的雙聯(lián)行星輪，也可以是由雙齒圈演變成的單層輪齒單齒圈[8b]、[8c]的雙聯(lián)行星輪；這些行星輪一般是由一個(gè)整毛坯制成的一個(gè)整體，也可以是由若干零件制成后經(jīng)裝配成的一個(gè)整體。全文摘要本發(fā)明是一種減速器，它屬于通用機(jī)械傳動(dòng)
技術(shù)領(lǐng)域：
。它有機(jī)地把行星減速器和圓柱齒輪減速器各自的性能優(yōu)勢、結(jié)構(gòu)進(jìn)步融為一體，不僅具有行星減速器的功能和品質(zhì)，而且也便用于通常只有圓柱齒輪減速器才適應(yīng)的場合、并承繼、擴(kuò)展該圓柱齒輪減速器的工程優(yōu)越性；其輸入級與輸出級平行分立布置，高速級外嚙合、低速級少齒差內(nèi)嚙合。其整器小巧、緊湊、牢實(shí)、可靠、輸出參數(shù)幅度寬闊，反映性能與成本比的“價(jià)值指數(shù)”很高；例如，按本發(fā)明設(shè)計(jì)、用于采油抽油機(jī)額定扭矩146kN·m的普硬齒漸開線型減速器，其重量只相當(dāng)現(xiàn)役額定扭矩37kN·m的減速器，中心距也只及后者一半，價(jià)值指數(shù)達(dá)12以上。文檔編號(hào)F16H1/28GK101162038SQ20071016407公開日2008年4月16日申請日期2007年10月18日優(yōu)先權(quán)日2007年10月18日發(fā)明者炘肖,肖南平申請人:肖南平