[发明专利]具有低速启动功能的高速齿轮箱

说明书

技术领域

本发明涉及机械传动装置，尤其是一种动力拖动用高速齿轮传动装置。

背景技术

目前，高速齿轮传动装置广泛应用于冶金、化学、石油工业中，作用主要是把主动电机输出的动力变矩增速，实现高转速动力输出，拖动相关设备运行。

现有的高速齿轮装置，大多采用平行轴齿轮啮合实现增速功能，即以低速轴为输入轴，上面设置大齿轮，以高速轴为输出轴，上面设置小齿轮，大齿轮和小齿轮相互啮合。在被拖动设备转动惯量大，启动转矩大，或者需要预加载的情况下，由于主动电机最大启动转矩的限制，高速齿轮传动装置本身和被拖动设备的低速启动非常困难。

一般的，本说明书中所称的被拖动设备是由齿轮箱的高速轴驱动，并且需要回转动力输入才能运行的设备。

发明内容

为了克服现有高速齿轮装置低速启动困难的不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种具有低速启动功能的高速齿轮箱，当被拖动设备转动惯量大，启动转矩大，或者需要预加载的情况下，可以容易地完成低速启动。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：具有低速启动功能的高速齿轮箱，包括箱体、输入轴、输出轴，在输出轴上设置有低速传动齿轮，所述齿轮箱还包括低速启动装置，低速启动装置包括低速启动齿轮及其离合控制机构，减速装置以及启动电机，低速启动齿轮通过减速装置与启动电机传动连接，在离合控制机构作用下，所述低速启动齿轮可在低速状态下与低速传动齿轮保持啮合并在高速状态下与低速传动齿轮保持分离。

当需要启动被拖动设备时，通过离合控制机构使其低速启动齿轮与低速传动齿轮保持啮合，以低速启动装置的启动电机作为动力，通过减速装置以及由低速启动齿轮和低速传动齿轮构成的减速增矩装置将动力传递到输出轴，以克服齿轮箱系统本身及被拖动设备的启动转矩，由于启动电机经过几次减速增距后，可以获得很大的转矩输出到高速轴上，启动变得容易，等启动后，再由主动电机驱动输入轴输入高速动力转矩，实现齿轮箱和被拖动设备的高速运转。高速运转的同时，通过离合控制机构使其低速启动齿轮与低速传动齿轮分离并保持分离状态，则低速启动装置与输出轴相互脱离，不影响主动电机对被拖动设备的驱动，并且对低速启动装置的启动电机的启动转矩要求远远低于主动电机，经济性好。

所述低速启动装置中，低速启动齿轮可以是平移齿轮或者摆动齿轮，如果低速启动齿轮采用平移齿轮，相应的离合控制机构采用平移控制机构，启动前，将低速启动齿轮送进至与低速传动齿轮啮合，待启动后，将低速启动齿轮退回至与低速传动齿轮脱离。

例如，可采用以下的设计，低速启动装置包括启动电机、减速装置、离合器与低速启动齿轮，低速启动齿轮的齿轮轴为平行于主轴设置的丝杠，低速启动齿轮与所述丝杠构成螺杆旋转、螺母移动的滑动螺旋，并在低速启动齿轮与低速传动齿轮啮合一侧的行程端点设置有低速启动齿轮轴向限位结构，启动前，离合器接合，低速启动齿轮与低速传动齿轮啮合，当启动后，离合器脱开，由于丝杠静止，低速启动齿轮将因其自身的转动而逐渐反向退回直至脱离低速传动齿轮，脱离后将在空气阻力作用下停止转动，而需要再次启动时，可手动将低速启动齿轮与低速传动齿轮啮合对位。

但上述的低速启动装置结构复杂，而且啮合对位不易实现自动控制，因此，优选所述低速启动齿轮为摆动齿轮，摆动齿轮与低速传动齿轮渐进啮合。所述摆动齿轮通过摆动支架与中心齿轮连接，摆动支架以中心齿轮的轴心线为摆动中心，摆动齿轮的齿轮轴连接在摆动支架上并与中心齿轮的轴心线平行，中心齿轮通过减速装置与启动电机传动连接。

当低速启动齿轮为摆动齿轮时，所述离合控制机构为摆动支架控制机构，摆动支架具有两个工作位置，分别为第一工作位置和第二工作位置，在第一工作位置，摆动齿轮与低速传动齿轮保持啮合，在第二工作位置，摆动齿轮与低速传动齿轮保持分离。

所述摆动支架控制机构包括曲柄、连杆、摆动支架和一对挡块组成的曲柄摇杆机构和由该曲柄和另一连杆、滑块组成的曲柄滑块机构，所述滑块通过压簧与箱体连接，所述的一对挡块限定所述摆动支架的摆动范围，当所述摆动支架位于第一工作位置时，所述曲柄滑块机构的曲柄位于其死点的一侧，当所述摆动支架位于第二工作位置时，所述曲柄滑块机构的曲柄位于其死点的另一侧，其优点是结构简单可靠，摆动齿轮的脱离可依靠低速传动齿轮的转动自动实现，不需要外力驱动，低速驱动装置的复位也非常简单，并可实现自动控制。

上述机构中，所述曲柄可与操作手柄随动连接，实现手动复位，即在摆动齿轮与低速传动齿轮脱离后，可转动操作手柄使得曲柄滑块机构的曲柄反向通过死点，摆动齿轮与低速传动齿轮重新啮合，实现停机后的再次启动。