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CN111075909A - 通轴动力输出轴齿轮箱和安装通轴动力输出轴齿轮箱的机械 - Google Patents

通轴动力输出轴齿轮箱和安装通轴动力输出轴齿轮箱的机械 Download PDF

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CN111075909A
CN111075909A CN202010007585.5A CN202010007585A CN111075909A CN 111075909 A CN111075909 A CN 111075909A CN 202010007585 A CN202010007585 A CN 202010007585A CN 111075909 A CN111075909 A CN 111075909A
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ring
shaft
tapered roller
locking
hole
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Abstract

本发明公开一种通轴动力输出轴齿轮箱和安装通轴动力输出轴齿轮箱的机械。包括齿轮箱壳，齿轮箱壳上设置有轴承孔，轴承孔内设置有圆锥滚子轴承的外圈，在圆锥滚子轴承的内圈设置通轴；齿轮箱壳上对应所述轴承孔的位置设置有封盖，在轴承孔外侧的齿轮箱壳上设置有定环，封盖设置在定环外；在定环内以螺纹连接设置有动环，动环与圆锥滚子轴承的外圈接触；在动环上设置有锁紧槽孔；在封盖上对应锁紧槽孔设置有用于将动环锁定的凸起，或者在定环与封盖之间设置有与锁紧槽孔适配的用于将动环锁定的锁环。本发明的通轴动力输出轴齿轮箱，能地解决目前齿轮箱使用纸垫来调节圆锥滚子轴承的径向间隙造成圆锥滚子轴承的轴向间隙过大或过小的问题。

Description

通轴动力输出轴齿轮箱和安装通轴动力输出轴齿轮箱的机械
技术领域
本发明涉及一种通轴动力输出轴齿轮箱和安装通轴动力输出轴齿轮箱的机械。
背景技术
现有的通轴动力输出轴齿轮箱包括齿轮箱壳，齿轮箱壳上设有轴承孔，齿轮箱的通轴动力输出轴是用圆锥滚子轴承来支撑的，圆锥滚子轴承的外圈安装在齿轮箱壳的轴承孔内，圆锥滚子轴承的内圈设置在通轴动力输出轴上，圆锥滚子轴承的圆锥滚子设置与圆锥滚子轴承的外圈和圆锥滚子轴承的内圈之间。安装油封的壳体内安装有油封，安装油封的壳体是用螺栓总成安装在齿轮箱壳上的，齿轮箱壳内有齿轮，在齿轮箱壳和安装油封的壳体之间设置有纸垫。纸垫的作用是密封以防止润滑油从齿轮箱壳内和安装油封的壳体之间渗漏，其另一个作用是用来调整圆锥滚子轴承的轴向间隙和径向间隙，显然，用增减纸垫的数量来调整圆锥滚子轴承的轴向和径向间隙的做法是不合理的，若纸垫数量少，会造成安装油封的壳体过度压紧圆锥滚子轴承的外圈，使圆锥滚子轴承在工作时产生很大的热量，缩短圆锥滚子轴承的使用寿命；若纸垫的数量过多，使圆锥滚子轴承的轴向间隙和径向间隙过大，甚至使圆锥滚子轴承的外圈和圆锥滚子脱离，同样会降低圆锥滚子轴承的使用寿命，也会使通轴动力输出轴在转动过程中产生晃动，缩短油封的使用寿命。
图1是现有通轴动力输出轴齿轮箱1的剖视图，齿轮箱壳1-1的材料为q450(铁素体球墨铸铁450号)，由图1可见齿轮箱1有动力输入轴1-10，图2是图1沿A-A线的剖视图，图2展示了现有齿轮箱1调节圆锥滚子轴承1-3径向间隙和轴向间隙一种结构形式，该结构是在轴承孔1-1-1外侧的齿轮箱壳1-1与封盖1-9之间设置多个纸垫1-8，首先是利用纸垫1-8的微可压缩性来防止齿轮箱1内的润滑油从轴承孔1-1-1外侧的齿轮箱壳1-1与封盖1-9之间渗漏，同时用增减纸垫1-8的数量来调节封盖1-9与圆锥滚子轴承1-3的外圈1-3-3之间的间隙，因为齿轮箱壳1-1的材料为q450(铁素体球墨铸铁450号)，轴的材料为45#钢。
传统的理论认为：不同材质的金属受热后的体积变化是不同的，45#钢材质的轴受热后体积的变化大于q450(铁素体球墨铸铁450号)材质的齿轮箱壳受热后的体积变化，所以过去所有机械设计的教科书中都规定：“考虑到轴受热会伸长，一般在轴承盖与轴承外圈端面间留有补偿间隙为0.2-0.40mm。”这种理论在实践当中有这样一个缺陷，因为圆锥滚子轴承属于分离型轴承，所以圆锥滚子轴承的外圈1-3-3与圆锥滚子轴承1-3的圆锥滚子1-3-2已经脱离接触。圆锥滚子轴承就不是一个整体轴承。这会造成圆锥滚子轴承的支承刚度降低，圆锥滚子轴承的旋转精度降低，圆锥滚子轴承工作时产生振动，圆锥滚子轴承在工作也会产生很高的温度。
特别是通轴动力输出轴齿轮箱1的通轴动力输出轴1-5部位，如图3和图5所示如果齿轮箱1的通轴动力输出轴1-5是采用圆锥滚子轴承1-3来支承的，而且是采用增减纸垫1-8的方法来调节圆锥滚子轴承1-3的径向间隙和轴向间隙的。那么在使用纸垫1-8的数量过少的情况下，安装油封的环形封盖1-12就会对圆锥滚子轴承1-3产生个额外的轴外载荷，这个额外的轴向载荷是由用于紧固安装油封的环形封盖1-12的N个螺栓1-7产生的，这种情况下，通轴动力输出轴齿轮箱1会产生很高的热量，这个额外的轴外的轴向载荷甚至会造成圆锥滚子轴承1-3在运转过程中卡死。在使用纸垫1-8过多的情况下，如过去所有机械设计的教科书中都规定：“考虑到轴受热会伸长，一般在轴承盖与轴承外圈端面间留有补偿间隙为0.2-0.40mm。”，那么圆锥滚子轴承的外圈1-3-3与圆锥滚子1-3-2和圆锥滚子轴承的内圈1-3-1已经脱离接触。圆锥滚子轴承1-3的旋转精度就无从谈起，通轴动力输出轴1-5会产生轴向窜动和径向摆动，而且通轴动力输出轴1-5一定是外接其他装备进行工作，通轴动力输出轴1-5过大的径向摆动量还会产生振动，其危害是使通轴动力输出轴1-5断裂，通轴动力输出轴1-5过大的径向摆动量还会损坏在安装油封的环形封盖1-12内安装的油封1-4，导致油封1-4失效，通轴动力输出轴齿轮箱1内的润滑油会从油封1-4与通轴动力输出轴1-5的接触部位处溢出，使通轴动力输出轴齿轮箱1及安装通轴动力输出轴齿轮箱1的机械无法继续工作。
图4是现有的通轴动力输出轴齿轮箱壳1—1的剖视图，由图4可以看出现有的通轴动力输出轴齿轮箱壳1—1上的螺栓孔1-1-3必须为盲孔，即钻孔攻丝的时候不能把齿轮箱壳1—1钻透，以防止齿轮箱内的润滑油顺着螺栓与螺栓孔接触的螺纹处渗漏出齿轮箱1之外。
图6是东风EQ1090型汽车后桥主减速器的剖视图，在主减速器壳2(主减速器壳2为铸钢件)的轴承孔2—1内安装有圆锥滚子轴承1—3，在主减速器壳2的轴承孔2—1内加工内螺纹，环形调整螺母2—2以外螺纹与轴承孔2—1内加工的内螺纹连接，环形调整螺母2—2与圆锥滚子轴承1—3的外圈1—3—3接触，利用螺纹连接可以无差级进给的特性，使圆锥滚子轴承1—3的径向间隙和轴向间隙都归零。然后以锁片2—3将环形调整螺母2—2锁定。这就是汽车后桥的主减速器不容易损坏、可靠性高、使用寿命长的原因。
另外，东风EQ1090型汽车后桥的动力输出轴并不是通轴，而是半轴，两个半轴2-4与半轴齿轴2-5之间是花键连接，而且配合间隙是滑动配合，并且两个半轴2-4的轴头之间留有空隙，主减速器壳2为铸钢件，半轴齿轮2-5、圆锥滚子轴承1-3也是钢件，因此，东风EQ1090型汽车后桥的主减速器壳2与半轴2-4之间不涉及热胀冷缩的问题。
图7是解放CA1091型汽车双级主减速器的剖视图，在主减速器壳2(主减速器壳2为铸钢件)的轴承孔2—1内安装有圆锥滚子轴承1—3，在主减速器壳2的轴承孔2—1内加工有内螺纹，环形调整螺母2—2上加工外螺纹，环形调整螺母2—2以外螺纹与轴承孔2—1内加工的内螺纹连接，环形调整螺母2—2与圆锥滚子轴承1—3的外圈1—3—3接触，利用螺纹连接可以无差级进给的特性。使圆锥滚子轴承1—3的径向间隙和轴向间隙都归零，然后以锁片2—3将环形调整螺母2—2锁定。另外，解放CA1091型汽车后桥的动力输出轴并非是通轴，而是两个半轴，两个半轴2-4与半轴齿轮2-5之间是花键连接，而且配合间隙是滑动配合，并且两个半轴2-4的轴头之间留有空隙，主减速器壳2为铸钢件，半轴齿轮2-5、圆锥滚子轴承1-3也是钢件，因此，解放CA1091汽车后桥的主减速器壳2与两个半轴2-4之间不涉及热胀冷缩的问题。
但是解放CA1091型汽车一级主减速器通轴4的两端安装的圆锥滚子轴承1—3的外圈1—3—3与封盖1-9之间的径向间隙和轴向间隙依然是靠纸垫1—8米调整的，因此，这也是CA1091型汽车双级主减速器的一级主减速轴4的两端安装的圆锥滚子轴承1—3经常损坏的原因。
普通的车床的卡盘有三爪卡盘和四爪卡盘，因此，普通的车床只能使用三爪卡盘装卡横截面为圆形的工件，使用四爪卡盘装卡横截面为矩形的工件，而类似汽车后桥主减速器壳这种不规则几何形状的工件无法在普通的车床上装卡，当然也就无法用普通的车床来加工汽车后桥主减速器壳2上的轴承孔2—1和轴承孔2—1内的螺纹了。能在类似汽车后桥主减速器壳2这种不规则几何形状的工件上加工出轴承孔2—1,并在轴承孔2—1内加工出螺纹的装备只有大型的精密加工中心，而大型的精密加工中心的价格都在500万元以上，价格昂贵，并且大型的精密加工中心在轴承孔2—1内加工内螺纹的效率极低。所以，即使如汽车这种高附加值的工业产品，也只是在后桥的主减速器壳2的轴承孔2—1内加工螺纹，并使用圆锥滚子轴承1—3。这还是在主减速壳2为铸钢件的情况下。
就目前的工业技术而言，考虑加工效率和加工成本，就连汽车的变速齿轮箱内都不使用圆锥滚了轴承，而是安装深沟球轴承。众所周知，深沟球轴承的承载力不如圆锥滚子轴承的承载力大，而且深沟球轴承安装到变速齿轮箱的轴承孔内以后，依然存在着轴承游隙不能确保完全消除的问题。而所有的汽车后桥的主减速器，都是在主减速器壳2(主减速器壳2为铸钢件)的轴承孔2—1内加工出内螺纹，然后以环形调整螺母2—2来调整圆锥滚子轴承1—3的径向间隙和轴向间隙，并使圆锥滚子轴承1—3的径向间隙和轴向间隙都归零的。
因此，如何在通轴动力输出轴齿轮箱内安装圆锥滚子轴承1—3,并使圆锥滚子轴承1—3的径向间隙和轴向间隙都归零，还要对圆锥滚子轴承进行预紧而不是过度压紧，并确保在通轴动力输出轴齿轮箱工作时产生温度的情况下圆锥滚子轴承不至于卡死，以提高圆锥滚子轴承对轴的支承刚度和自身的旋转精度，还要降低通轴动力输出轴齿轮箱的生产成本，提高通轴动力输出轴齿轮箱的生产效率，这成了机械制造行业的一个难题。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种方便调节圆锥滚子轴承轴向间隙的通轴动力输出轴齿轮箱。
为达到上述目的，本发明通轴动力输出轴齿轮箱，包括齿轮箱壳，所述齿轮箱壳上设置有轴承孔，所述轴承孔内设置有圆锥滚子轴承的外圈，在圆锥滚子轴承的内圈设置有通轴；在所述齿轮箱壳上对应所述轴承孔的位置设置有封盖，在轴承孔外侧的齿轮箱壳上设置有定环，封盖设置在定环外；在定环内以螺纹连接设置有动环，动环与圆锥滚子轴承的外圈接触；
所述的动环上设置有锁紧槽孔；
在封盖上对应锁紧槽孔设置有用于将动环锁定的凸起，或者在定环与封盖之间设置有与锁紧槽孔适配的用于将动环锁定的锁环。
为达到上述目的，本发明安装通轴动力输出轴齿轮箱的机械，包括上述的通轴动力输出轴齿轮箱。
本发明的通轴动力输出轴齿轮箱，能有效地解决目前齿轮箱的通轴使用圆锥滚子轴承支承，并在齿轮箱壳与安装油封的封盖之间使用纸垫来调节圆锥滚子轴承的径向间隙和轴向间隙，造成圆锥滚子轴承的径向间隙和轴向间隙过小，使圆锥滚子轴承承受过大的额外的轴向载荷,降低圆锥滚子轴承的使用寿命；圆锥滚子轴承的径向间隙和轴向间隙过大，使圆锥滚子轴承的外圈与圆锥滚子和圆锥滚子轴承的内圈处于分离状态，通轴动力输出轴会轴向窜动和径向摆动的问题。
为达到上述目的，本发明通轴动力输出轴齿轮箱，包括齿轮箱壳，在所述的齿轮箱壳上设置有轴承孔，在轴承孔内设置有圆锥滚子轴承的外圈，在圆锥滚子轴承的内圈设置有通轴动力输出轴，在通轴动力输出轴上设置有齿轮，所述齿轮箱壳上对应所述通轴动力输出轴的位置设置有环形封盖，在轴承孔外侧的齿轮箱壳与环形封盖之间设置有定环，在定环内以螺纹连接有动环，动环与圆锥滚子轴承的外圈接触；
所述的动环上设置有锁紧槽孔；
在环形封盖上对应锁紧槽孔设置有用于将动环锁定的凸起，或者在定环与环形封盖之间设置有与锁紧槽孔适配的用于将动环锁定的锁环。
锁环为环形，锁环上设置有用于螺钉固定用的多个长孔，锁环的内环上对应锁紧槽孔设置有一个或多个用于将动环锁定的凸起。
进一步的，在环形封盖的外圆周朝向定环位置一体设置有止口，所述的止口的内径与定环的外径相适配。
为达到上述目的，本发明安装通轴动力输出轴齿轮箱的机械，包括上述的通轴动力输出轴齿轮箱。
为达到上述目的，本发明通轴动力输出轴齿轮箱，包括齿轮箱壳，在所述的齿轮箱壳上设置有轴承孔，在轴承孔内设置有圆锥滚子轴承的外圈，在圆锥滚子轴承的内圈设置有通轴动力输出轴，在通轴动力输出轴上设置有齿轮，所述齿轮箱壳上对应所述通轴动力输出轴的位置设置有环形封盖，在轴承孔外侧的齿轮箱壳与环形封盖之间设置有定环，在定环内以螺纹连接有动环，动环与圆锥滚子轴承的外圈接触；
所述的动环上设置有锁紧槽孔；
在环形封盖上对应锁紧槽孔设置有用于将动环锁定的凸起，或者在定环与环形封盖之间设置有与锁紧槽孔适配的用于将动环锁定的锁环；
所述的环形封盖内设置有双唇油封，在双唇油封的两个唇口之间设置注油通孔，在安装油封的封盖上设置油道和注油口。
进一步的，所述油封为双唇油封，包括环形金属骨架和包裹着在环形金属骨架表面的环形橡胶体，环形橡胶体的内壁沿轴向形成有第一唇口和第二唇口；所述环形橡胶体位于第一唇和口和第二唇口之间的位置设置有注油通孔，注油通孔与所述注油口对应。
为达到上述目的，本发明通轴动力输出轴齿轮箱，包括齿轮箱壳，所述齿轮箱壳上设置有轴承孔，所述轴承孔内设置有圆锥滚子轴承的外圈，在圆锥滚子轴承的内圈设置有通轴；在所述齿轮箱壳上对应所述轴承孔的位置设置有封盖，在轴承孔外侧的齿轮箱壳上设置有定环，封盖设置在定环外；在定环内以螺纹连接设置有动环，动环与圆锥滚子轴承的外圈接触；
在定环的侧壁上径向设置有锁紧螺孔，锁紧螺孔内设置用于将动环锁定的锁紧螺钉。
为达到上述目的，本发明安装通轴动力输出轴齿轮箱的机械，包括上述的通轴动力输出轴齿轮箱。
本发明的安装了通轴动力输出轴齿轮箱的机械，能有效地解决目前机械上安装的齿轮箱的通轴动力输出轴使用圆锥滚子轴承支承，并在齿轮箱壳与安装油封的封盖之间使用纸垫来调节圆锥滚子轴承的径向间隙和轴向间隙，造成圆锥滚子轴承的径向间隙和轴向间隙过小，使圆锥滚子轴承承受额外的轴向载荷，降低圆锥滚子轴承的使用寿命；圆锥滚子轴承的径向间隙和轴向间隙过大，使圆锥滚子轴承的外圈与圆锥滚子和圆锥滚子轴承的内圈已经脱离接触，通轴动力输出轴会轴向窜动和径向摆动，损坏安装油封的封盖内安装的双唇油封，造成齿轮箱漏油，以及油封的唇口与通轴动力输出轴的接触部位无油润滑，处于干摩擦的状态，缩短油封的使用寿命和安装了齿轮箱的机械使用寿命的问题。
附图说明
图1是现有通轴动力输出轴齿轮箱1的剖视图。
图2是图1中的通轴动力输出轴齿轮箱1沿A-A线的剖视图。
图3是图2的局部放大示意图。
图4是现有的齿轮箱壳1-1的剖视图。
图5是圆锥滚子轴承1-3的剖视图，圆锥滚子轴承1-3有圆锥滚子轴承的内圈1-3-1，圆锥滚子1-3-2，圆锥滚子轴承的外圈1-3-3。圆锥滚子轴承1-3属于分离型轴承，即圆锥滚子轴承的外圈1-3-3可以拿掉。
图6是东风EQ1090型汽车后桥主减速器的剖视图。
图7是解放CA1091型汽车双级主减速器的剖视图。
图8是定环5的示意图。
图9是图8中的定环5沿B-B线的剖视图。定环5上设置有沉头螺丝钉孔5-1。
图10是动环6的示意图，动环6有锁紧槽孔6-1。
图11是图10中的动环沿C-C线的剖视图。
图12是锁环7的视图。锁环7有螺栓孔7-1和锁舌7-2。
图13是图12的沿D-D线剖视图。
图14是环形封盖1-12的示意图，在环形封盖上可设置用于将动环锁定的凸起1-12-1。
图15是图14中环形封盖1-12的左视图。
图16是本发明实施例的结构示意图。
图17是图16中的A部放大图。
图18是图16中的B部放大图。
图19是图16中的C部放大图。
图20是图16中的B部另一实施例的放大图。
图21是图18中的双唇油封的剖视示意图。
图22是本发明应用于旋耕机的结构示意图。
图23是本发明另一实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面结合图7-图23对本发明作进一步的说明。
本发明旨在对通轴动力输出轴齿轮箱进行改进。
实施例1
本实施例提供一种通轴动力输出轴齿轮箱，包括齿轮箱壳，在所述的齿轮箱壳上设置有轴承孔，在所述的轴承孔内设置有圆锥滚子轴承的外圈，在圆锥滚子轴承的内圈设置有通轴，在通轴上设置有齿轮，在所述齿轮箱壳上对应所述轴承孔的位置设置有封盖1-9，在轴承孔外侧的齿轮箱壳上设置有定环5，在定环内以螺纹连接设置有动环6，动环与圆锥滚子轴承的外圈接触，所述的动环上设置有锁紧槽孔6-1；锁紧槽孔6-1可以设置在所述的动环的内环上或在所述的动环朝向封盖一侧的侧壁上；锁紧槽孔6-1还可以设置在动环的外环上。
在封盖1-9上设置有用于将动环锁定的凸起，或者在定环与封盖之间设置有与锁紧槽孔适配的用于将动环锁定的锁环。锁紧槽孔6-1的数量可以为一个或多个(图中为均布有多个锁紧槽)，其形状可以根据封盖1-9上的凸起或锁环上的凸起而定，可以为槽、也可以为孔。
具体如图17-图19所示，包括齿轮箱壳1-1、在所述的齿轮箱壳1-1上设置有轴承孔1-1-1，在所述的轴承孔1-1-1内设置有圆锥滚子轴承的外圈1-3，在圆锥滚子轴承的内圈1-3-1内设置有通轴1-11，在所述的齿轮箱壳1-1上对应轴承孔1-1-1的位置设置有封盖1-9；在所述的轴承孔1-1-1外侧的齿轮箱壳1-1上设置有定环5，封盖1-9设置在定环5外，在定环5内以螺纹连接设置有动环6，动环的内环上设置有锁紧槽孔6-1,锁紧槽孔6-1的数量可以是一个，也可以是多个；动环6与圆锥滚子轴承1-3的外圈1-3-3接触，在封盖1-9上对应锁紧槽孔6-1设置有将动环6锁定的凸起1-9-1，或者在定环5上与封盖1-9之间设置有将动环6锁定的锁环7。如图12-13所示锁环7为环形，锁环上设置有用于螺钉固定用的多个长孔，锁环的内环上设置有一个或多个凸起7-2，锁环上采用长孔有利于锁环根据定环上锁紧槽孔的位置来调整锁环上的凸起能在任何位置均内插入其内，从而利用封盖或单独的固定螺丝将锁环和定环的位置进行固定。
安装通轴动力输出轴齿轮箱1时，首先在齿轮箱壳1-1内安装通轴1-11，在通轴1-11上设置有齿轮1-2，在通轴1-11上设置圆锥滚子轴承的内圈1-3-1，在齿轮箱壳1-1的轴承孔1-1-1内设置圆锥滚子轴承的外圈1-3-3，然后在轴承孔1-1-1外侧的齿轮箱壳1-1上设置有定环5。在定环5内以螺纹连接设置有动环6。旋紧动环6，动环6与圆锥滚子轴承的外圈1-3-3接触，圆锥滚子轴承的外圈1-3-3与圆锥滚子轴承的圆锥滚子1-3-2接触，继续旋紧齿轮箱壳1-1两侧动环6，动环6会过渡压紧圆锥滚子轴承的外圈1-3-3。这时旋转通轴1-11，会感觉到旋转通轴1-11时的所需的动力明显增加，此刻动环6就是过渡压紧圆锥滚子轴承的外圈1-3-3。然后退出齿轮箱壳1-1一侧的动环6，这样圆锥滚子轴承的外圈1-3-3就失去了压力，旋转通轴1-11 360°，圆锥滚子轴承的圆锥滚子1-3-2会把圆锥滚子轴承的外圈1-3-3向外推出,因为齿轮箱壳1-1的轴承孔1-1-1的直径在设计和加工上都是小于圆锥滚子轴承的外圈1-3-3，公差是负值，如型号32312的圆锥滚子轴承的外圈1-3-3直径是110mm，那么轴承孔1-1-1的直径是
Figure BDA0002355874360000081
轴承孔1-1-1对圆锥滚子轴承的外圈1-3-3有预紧度，这时圆锥滚子轴承的圆锥滚子1-3-2与圆锥滚子轴承的外圈1-3-3之间的间隙归零。重新手动拧入动环6，使动环6与圆锥滚子轴承的外圈1-3-3接触。这时动环6与圆锥滚子轴承的外圈1-3-3之间的间隙也归零。
这种使齿轮箱1内的圆锥滚子轴承的外圈1-3-3与圆锥滚子1-3-2之间的间隙归零。圆锥滚子轴承的外圈1-3-3与动环6之间的间隙也归零的设计方案，与所有的教科书上规定的，“考虑到轴受热会伸长，一般在轴承盖与轴承外端面间留有补偿间隙为0.2—0.40mm”，这种理论是相悖的。
本发明的通轴动力输出轴齿轮箱1，因为能使圆锥滚子轴承的外圈1-3-3与圆锥滚子1-3-2，以及圆锥滚子轴承的外圈1-3-3与动环6之间的间隙都归零。所以圆锥滚子轴承1-3对通轴1-11的支承刚度增加、圆锥滚子轴承1-3自身的回转精度提高，通轴1-11只转动不晃动，通轴1-11上安装的齿轮1-2也是只能转动不能晃动，与通轴动力输出轴齿轮箱1的其他轴上安装的齿轮啮合时能达到最好的啮合状态，这样通轴动力输出轴齿轮箱1内的温度会明显降低，圆锥滚子轴承1-3和齿轮1-2的寿命会延长。
即使通轴动力输出轴齿轮箱1在工作时产生温度，通轴1-11受热会伸长，q450(球墨铸铁450号)材质的齿轮箱壳1-1受热也会加宽。假设当齿轮箱1在工作中温度达到90℃时，齿轮箱壳1-1的宽为130mm,通轴1-11的长度也必定是130mm。
根据新的权威实验结果显示:
一、在0-100℃时，45#钢材质的通轴1-11的线膨胀系数为12×0.000001/℃
二、在0-100℃时，q450(铁素体球墨铸铁450号)材质的齿轮箱壳1-1的线膨胀系数为11.2×0.000001/℃
三、则通轴1-11膨胀的出来长度：130mm×90℃×12×0.000001/℃
四、齿轮箱壳1-1膨胀出来的宽度：130mm×90℃×11.2×0.000001/℃
五、用通轴1-11膨胀出来的长度减去齿轮箱壳1-1膨胀出来的宽度就是：130mm×90℃×12×0.000001/℃-130mm×90℃×11.2×0.000001/℃＝130mm×90℃×0.000001/℃×(12-11.2)＝0.00936mm
通轴1-11比齿轮箱壳1-1在工作温度90℃时在长度方向上多膨胀出来0.00936mm。因为一切物体都具有弹性，这时齿轮箱壳1-1会表现出弹性变形，定环5、动环6，也会产生弹性变形，圆锥滚子轴承1-3也能承受这个弹性变形的压力，因为圆锥滚子轴承的特点就是既能承受轴向力，也能承受径向力。圆锥滚子轴承1-3在齿轴油中浸泡，所以不必担心圆锥滚子轴承1-3会卡死。这一计算数据也说明了以前机械制造的教科书上：“考虑到轴受热会伸长，一般在轴承盖与轴承外圈端面间留有补偿间隙为0.2-0.40mm”，这一数据是没有理论根据的，也是错误的。
本发明的通轴动力输出轴齿轮箱1，其齿轮箱壳1-1上的轴承孔1-1-1可使用镗床加工(见图3)，一个镗床的价格在30万元，螺栓孔1-1-3可在钻床上加工，钻床的价格在2万元，定环5和动环6可在普通车床上加工，一台普通车床的价格在4万元，因为在圆形的工件上加工螺纹是普通车床的基本功能，不但精度高，而且速度快，不必要使用造价在500万元以上的加工中心在轴承孔1-1-1内加工螺纹，提高齿轮箱1的生产速度，大幅度地降低了齿轮箱1的生产成本。
实施例2
结合图18和图21，作为实施例1的进一步改进，本实施例中的油封为双唇油封，包括环形金属骨架和包裹着在环形金属骨架表面的环形橡胶体91，环形橡胶体的内壁沿轴向形成有第一唇口和第二唇口93，图中的第一唇口和第二唇口沿轴向的截面呈V字形；环形橡胶体位于第一唇和口和第二唇口之间的位置设置有注油通孔94，注油通孔94与环形封盖1-12的注油口1-12-3对应。
本实施例中，环形橡胶体位于所述第一唇口位置、沿第一唇口的周向设置有锁紧弹簧。所述环形橡胶体位于所述第二唇口位置、沿第二唇口的周向也设置有锁紧弹簧931。
较佳的，环形橡胶体对应注油通孔的位置设置有凹槽，且凹槽是沿着沿环形橡胶体的周向设置的。
实施例中设置的双唇油封，通过在橡胶体内壁沿胶体轴向、向左右两侧形成的第一唇口和第二唇口以及对应唇口设置的锁紧弹簧能够更好的对润滑油进行密封，通过设置的注油通孔，能够将润滑油注入到油封内，减少了油封的更换，同时方便操作，减少了成本。
实施例3
本实施例提供一种通轴动力输出轴齿轮箱，包括齿轮箱壳，在所述的齿轮箱壳上设置有轴承孔，在所述的轴承孔内设置有圆锥滚子轴承的外圈，在圆锥滚子轴承的内圈设置有通轴动力输出轴，在通轴动力输出轴上设置有齿轮，所述齿轮箱壳上对应所述通轴动力输出轴的位置设置有环形封盖1-12，在轴承孔外侧的齿轮箱壳上设置有定环5，在定环内以螺纹连接设置有动环6，动环与圆锥滚子轴承的外圈接触，所述的动环上设置有锁紧槽孔6-1；锁紧槽孔6-1可以设置在所述的动环的内环上或在所述的动环朝向封盖一侧的侧壁上。
在环形封盖1-12上设置有用于将动环锁定的凸起，或者在定环与环形封盖之间设置有与锁紧槽孔适配用于将动环锁定的锁环7。锁紧槽孔6-1的数量可以为一个或多个(图中为均布有多个锁紧槽)，其形状可以根据封盖1-9上的凸起或锁环上的凸起而定，可以为槽、也可以为孔。
本实施例提供一种通轴动力输出轴齿轮箱，包括齿轮箱壳1-1、在所述的齿轮箱壳1-1上设置有轴承孔1-1-1，在所述的轴承孔1-1-1内设置有圆锥滚子轴承的外圈1-3，在圆锥滚子轴承的内圈1-3-1内设置有通轴动力输出轴1-5，在通轴动力输出轴1-5上设置有齿轮，所述的齿轮箱壳上对应所述的通轴动力输出轴1-5的位置设置有安装油封的环形封盖1-12；
在所述的轴承孔1-1-1外侧的齿轮箱壳1-1上设置有定环5，环形封盖1-12设置在定环5外，在定环5内以螺纹连接设置有动环6，动环的内环上设置有锁紧槽孔6-1,锁紧槽孔6-1的数量可以是一个，也可以是多个；动环6与圆锥滚子轴承1-3的外圈1-3-3接触，在安装油封的环形封盖1-12上对应锁紧槽孔6-1设置有将动环6锁定的凸起1-12-1，或者在定环5上与安装油封的环形封盖1-12之间设置有将动环6锁定的锁环7。如图12-13所示锁环7为环形，锁环上设置有用于螺钉固定用的多个长孔，锁环的内环上设置有一个或多个凸起7-2，锁环上采用长孔有利于锁环根据定环上锁紧槽孔的位置来调整锁环上的凸起能在任何位置均内插入其内，从而利用封盖或单独的固定螺丝将锁环和定环的位置进行固定。
上述的安装油封的环形封盖1-12外圆周朝向定环位置设置一体设置有止口1-12-2。所述的止口的内径与定环的外径相适配。图中所示的止口为环形，也可为其它形状。与油封9的唇口9-4为同心圆以便对油封9进行径向定位，使油封9的唇口9-4与通轴动轴输出轴1-5的安装油封的位置的外圆完全贴服，以保证油封9对齿轮箱1内润滑油的密封效果。
具体如图所示，包括齿轮箱壳1-1、在所述的齿轮箱壳1-1上设置有轴承孔1-1-1，在所述的轴承孔1-1-1内设置有圆锥滚子轴承的外圈1-3-3，在圆锥滚子轴承的内圈1-3-1内设置有通轴动力输出轴1-5，在通轴动力输出轴1-5上设置有齿轮，所述的齿轮箱壳1-1上对应所述的通轴动力输出轴的位置设置有安装油封的环形封盖1-12；
在所述的轴承孔1-1-1外侧的齿轮箱壳1-1与安装油封的环形封盖1-12之间设置有定环5，在定环5内以螺纹连接设置有动环6，动环的内环上设置有锁紧槽孔6-1,锁紧槽孔6-1的数量可以是一个，也可以是多个；动环6与圆锥滚子轴承1-3的外圈1-3-3接触，
在安装油封的环形封盖1-12上对应锁紧槽孔6-1设置有将动环6锁定的凸起1-12-1，或者在定环5上与安装油封的环形封盖1-12之间设置有将动环6锁定的锁环7。
安装通轴动力输出轴齿轮箱1时，首先在齿轮箱壳1-1的内安装通轴动力输出轴1-5，在通轴动力输出轴1-5上设置圆锥滚子轴承的内圈1-3-1，在齿轮箱壳1-1的轴承孔1-1-1内设置圆锥滚子轴承的外圈1-3-3，然后在轴承孔1-1-1外侧的的齿轮箱壳1-1上设置有定环5。在定环5内以螺纹连接设置有动环6。旋紧动环6，动环6与圆锥滚子轴承的外圈1-3-3接触，圆锥滚子轴承的外圈1-3-3与圆锥滚子轴承的圆锥滚子1-3-2接触，继续旋紧齿轮箱壳1-1两侧动环6，动环6会过渡压紧圆锥滚子轴承的外圈1-3-3。这时旋转通轴动力输出轴1-5，会感觉到旋转通轴动力输出轴1-5时的所需的动力明显增加，此刻动环6就是过渡压紧圆锥滚子轴承的外圈1-3-3。然后退出齿轮箱壳1-1一侧的动环6，这样圆锥滚子轴承的外圈1-3-3就失去了压力，旋转通轴动力输出轴1-5 360°，圆锥滚子轴承的圆锥滚子1-3-2会把圆锥滚子轴承的外圈1-3-3向外推出,因为轴承孔1-1-1的直径在设计和加工上都是小于圆锥滚子轴承的外圈1-3-3，公差是负值，如型号32312的圆锥滚子轴承的外圈1-3-3直径是110mm，那么轴承孔1-1-1的直径是
Figure BDA0002355874360000111
轴承孔1-1-1对圆锥滚子轴承的外圈1-3-3有预紧度，因为有这个预紧度存在，此时圆锥滚子轴承的外圈1-3-3与圆锥滚子1-3-2不会分离。这时圆锥滚子轴承的圆锥滚子1-3-2与圆锥滚子轴承的外圈1-3-3之间的间隙归零。重新手动拧入动环6，使动环6与圆锥滚子轴承的外圈1-3-3接触。这时动环6与圆锥滚子轴承的外圈1-3-3之间的间隙也归零。
这种使齿轮箱1内的圆锥滚子轴承的外圈1-3-3与圆锥滚子1-3-2之间的间隙归零。圆锥滚子轴承的外圈1-3-3与动环6之间的间隙也归零的设计方案，与所有的教科书上规定的，“考虑到轴受热会伸长，一般在轴承盖与轴承外端面间留有补偿间隙为0.2-0.40mm”，这种理论是相悖的。
本发明的通轴动力输出轴齿轮箱1，因为能使圆锥滚子轴承的外圈1-3-3与圆锥滚子1-3-2，以及动环6之间的间隙都归零。所以圆锥滚子轴承1-3对通轴动力输出轴1-5的支承刚度增加、圆锥滚子轴承1-3自身的回转精度提高，通轴动力输出轴1-5只转动不晃动，通轴动力输出轴1-5上安装的齿轮1-2也是只能转动不能晃动，在齿轮箱1的其他轴上安装的齿轮也是只能转动不能晃动，这样通轴动力输出轴齿轮箱1内的温度会明显降低。
即使通轴动力输出轴齿轮箱1在工作时产生温度，通轴动力输出轴1-5受热会伸长，q450(球墨铸铁450号)材质的齿轮箱壳1-1受热也会加宽。假设当齿轮箱1在工作中温度达到90℃时，齿轮箱的宽度为130mm,通轴动力输出轴1-5含在齿轮箱1内的长度也必定是130mm.
根据实验结果显示:
一、在0-100℃时，45#钢材质的通轴1-11的线膨胀系数为12×0.000001/℃
二、在0-100℃时，q450(铁素体球墨铸铁450号)材质的齿轮箱壳1-1的线膨胀系数为11.2×0.000001/℃
三、通轴动力输出轴1-5在齿轮箱1内的部分膨胀出来的长度：130mm×90℃×12×0.000001/℃
四、齿轮箱壳1-1膨胀出来的宽度：130mm×90℃×11.2×0.000001/℃
五、用通轴动力输出轴1-5在齿轮箱1内的部分膨胀出来的长度减去齿轮箱1-1膨胀出的宽度就是：130mm×90℃×12×0.000001/℃-130mm×90℃×11.2×0.000001/℃＝130mm×90℃×0.000001/℃×(12-11.2)＝0.00936mm
这个数值非常小，众所周知，一切物体都具有弹性，这时齿轮箱壳1-1会表现出弹性变形，定环5、动环6，安装油封的环形封盖1-12和螺栓1-7也会产生弹性变形，圆锥滚子轴承1-3也能承受这个弹性变形的压力。圆锥滚子轴承1-3在齿轴油中浸泡，所以不必担心圆锥滚子轴承1-3会卡死。
实施例4
本实施例提供一种安装通轴动力输出轴齿轮箱。
如图所示，包括齿轮箱壳1-1、在所述的齿轮箱壳1-1上设置有轴承孔，在所述的轴承孔内设置有圆锥滚子轴承的外圈，在圆锥滚子轴承的内圈内设置有通轴动力输出轴，在通轴动力输出轴上设置有齿轮，所述的齿轮箱壳上对应所述的通轴动力输出轴的位置设置有安装油封的环形封盖；在轴承孔外侧的齿轮箱壳上设置有定环，在定环内以螺纹连接设置有动环，动环与圆锥滚子轴承的外圈接触，所述的动环上设置有锁紧槽孔；锁紧槽孔6-1可以设置在所述的动环的内环上或在所述的动环朝向封盖一侧的侧壁上。
在安装油封的环形封盖上对应锁紧槽孔设置有将动环锁定的凸起，或者在定环与安装油封的环形封盖之间设置有将动环锁定的锁环。如图12-13所示锁环7为环形，锁环上设置有用于螺钉固定用的多个长孔，锁环的内环上设置有一个或多个凸起7-2，锁环上采用长孔有利于锁环根据定环上锁紧槽孔的位置来调整锁环上的凸起能在任何位置均内插入其内，从而利用封盖或单独的固定螺丝将锁环和定环的位置进行固定。
在安装油封的环形封盖内设置有双唇油封，双唇油封的两个唇口之间的位置设置有注油通孔94，在安装油封的环形封盖上对应设置有油道和注油口。
本发明的通轴动力输出轴齿轮箱1，不但能使通轴动力输出轴1-5上安装的圆锥滚子轴承的外圈1-3-3与动环6之间的间隙都归零。也能使圆锥滚子轴承的外圈1-3-3圆锥滚子1-3-2之间的间隙也归零。提高了圆锥滚子轴承1-3对通轴动力输出轴1-5的支承刚度，而且还能利用安装油封的封盖1-12上的注油口8和油道1-12-3随时向双唇油封9的一个唇口与通轴动力输出轴1-5的接触部位注入润滑油脂，使双唇油封9的一个唇口与通轴动力输出轴1-5的接触部位得到润滑油脂的润滑，并能清除双唇油封9的一个唇口与通轴动力输出轴1-5的接触部位积蓄的橡胶碎屑和铁屑，使双唇油封9与通轴动力输出轴1-5的接触部位不产生磨料磨损，能延长双唇油封9和通轴动力输出轴1-5的使用寿命，进而延长通轴动力输出轴齿轮箱的使用寿命。
实施例5
作为实施例1到4的变形，动环和定环间的固定方式改为：如图23所示，在定环的侧壁上径向设置有锁紧螺孔，锁紧螺孔内设置有用于将动环锁定的锁紧螺钉77。即当动环位置动环位置调好后，利用定环的侧壁上的锁紧螺钉对动环进行锁紧。
以上，仅为本发明的较佳实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种通轴动力输出轴齿轮箱，包括齿轮箱壳，所述齿轮箱壳上设置有轴承孔，所述轴承孔内设置有圆锥滚子轴承的外圈，在圆锥滚子轴承的内圈设置有通轴；在所述齿轮箱壳上对应所述轴承孔的位置设置有封盖，其特征在于，在轴承孔外侧的齿轮箱壳上设置有定环，封盖设置在定环外；在定环内以螺纹连接设置有动环，动环与圆锥滚子轴承的外圈接触；
所述的动环上设置有锁紧槽孔；
在封盖上对应锁紧槽孔设置有用于将动环锁定的凸起，或者在定环与封盖之间设置有与锁紧槽孔适配的用于将动环锁定的锁环。
2.一种安装通轴动力输出轴齿轮箱的机械，其特征在于，包括如权利要求1所述的通轴动力输出轴齿轮箱。
3.一种通轴动力输出轴齿轮箱，包括齿轮箱壳，在所述的齿轮箱壳上设置有轴承孔，在轴承孔内设置有圆锥滚子轴承的外圈，在圆锥滚子轴承的内圈设置有通轴动力输出轴，在通轴动力输出轴上设置有齿轮，所述齿轮箱壳上对应所述通轴动力输出轴的位置设置有环形封盖，其特征在于，在轴承孔外侧的齿轮箱壳与环形封盖之间设置有定环，在定环内以螺纹连接有动环，动环与圆锥滚子轴承的外圈接触；
所述的动环上设置有锁紧槽孔；
在环形封盖上对应锁紧槽孔设置有用于将动环锁定的凸起，或者在定环与环形封盖之间设置有与锁紧槽孔适配的用于将动环锁定的锁环。
4.一种根据权利要求3所述的通轴动力输出轴齿轮箱，其特征在于，在环形封盖的外圆周朝向定环位置一体设置有止口，所述的止口的内径与定环的外径相适配。
5.一种安装通轴动力输出轴齿轮箱的机械，其特征在于，包括如权利要求3所述的通轴动力输出轴齿轮箱。
6.一种通轴动力输出轴齿轮箱，包括齿轮箱壳，在所述的齿轮箱壳上设置有轴承孔，在轴承孔内设置有圆锥滚子轴承的外圈，在圆锥滚子轴承的内圈设置有通轴动力输出轴，在通轴动力输出轴上设置有齿轮，所述齿轮箱壳上对应所述通轴动力输出轴的位置设置有环形封盖，其特征在于，在轴承孔外侧的齿轮箱壳与环形封盖之间设置有定环，在定环内以螺纹连接有动环，动环与圆锥滚子轴承的外圈接触；
所述的动环上设置有锁紧槽孔；
在环形封盖上对应锁紧槽孔设置有用于将动环锁定的凸起，或者在定环与环形封盖之间设置有与锁紧槽孔适配的用于将动环锁定的锁环；
所述的环形封盖内设置有双唇油封，在双唇油封的两个唇口之间设置通孔，在安装油封的封盖上设置油道和注油口。
7.根据权利要求6所述的通轴动力输出轴齿轮箱，其特征在于，所述油封为双唇油封，包括环形金属骨架和包裹着在环形金属骨架表面的环形橡胶体，环形橡胶体的内壁沿轴向形成有第一唇口和第二唇口；所述环形橡胶体位于第一唇和口和第二唇口之间的位置设置有注油通孔，注油通孔与所述注油口对应。
8.一种安装通轴动力输出轴齿轮箱的机械，其特征在于，包括如权利要求6所述的通轴动力输出轴齿轮箱。
9.一种通轴动力输出轴齿轮箱，包括齿轮箱壳，所述齿轮箱壳上设置有轴承孔，所述轴承孔内设置有圆锥滚子轴承的外圈，在圆锥滚子轴承的内圈设置有通轴；在所述齿轮箱壳上对应所述轴承孔的位置设置有封盖，其特征在于，在轴承孔外侧的齿轮箱壳上设置有定环，封盖设置在定环外；在定环内以螺纹连接设置有动环，动环与圆锥滚子轴承的外圈接触；
在定环的侧壁上径向设置有锁紧螺孔，锁紧螺孔内设置用于将动环锁定的锁紧螺钉。
10.一种安装通轴动力输出轴齿轮箱的机械，其特征在于，包括如权利要求9所述的通轴动力输出轴齿轮箱。
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