紧凑型矫直机用联合齿轮箱改进设计

曹斌

（太原重工股份有限公司齿轮传动分公司， 山西 太原 030024）

试（实）验研究

紧凑型矫直机用联合齿轮箱改进设计

曹斌

（太原重工股份有限公司齿轮传动分公司， 山西 太原 030024）

通过对常规矫直机结构进行改进设计，使减速机在较小的结构空间范围内，在整体质量较轻的情况下满足了功率传动需求，且具有结构紧凑、质量轻等优点，效能明显提高。

矫直机 结构优化 结构紧凑 质量轻

由于市场的快速发展，市场对环保和效率的高要求，使用户对设备的空间和效能提出更为严格的要求，过去曾经使用的传统方案已经无法满足现有用户及市场的需求，为解决以上矛盾，在矫直机用联合齿轮箱的设计中采用了新的设计结构，使减速机在较小的结构空间范围内，在较轻的质量下满足功率传动需求。且结构紧凑、质量轻，效能明显提高，提升了产品竞争力。

1 两种联合齿轮箱结构对比（见图1）

图1 传统11辊联合齿轮结构图纸

图1为传统11辊联合齿轮箱设计结构图纸，由于采用一体设计结构，整个齿轮箱长度方向较大，宽度方向同样较大，且最中间两个长轴，由于跨度较大，为保证轴的刚度和挠度，此轴直径也较大。且为了将力分解到各个辊子，采用中间布局3个齿轮的形式进行传动分解，因此导致这个齿轮箱质量较大，对应尺寸也较大，空间利用程度很有限，在较小的空间内布局困难，效能较低。

图2为新设计17棍联合矫直机，采用改进后结构设计，此设计在高度上有所增加，但是宽度和长度方向上有了很大的缩减，充分提高了空间利用效率。另外，从结构方面将变速部分和齿轮基座部分进行分离，对应的减速机箱体钢板厚度得以减薄箱体质量下降，轴的长度和直径也相对减小，轴件质量减轻，齿轮数量同样得到减少，带齿件质量减轻。传动链减少，效率得以提高。

图2 新设计17棍联合矫直机

2 设计布局和加工问题处理

下页图3齿轮箱部分由序号1减速机实现两入两出，减速机内部两个输出大齿轮互相啮合，保证同步性的情况下同时可以提高电机故障情况下的紧急操作能力。减速机和分配箱联接通过连接花键和序号3、4、5进行空间内定位拧紧，由于两花键同时连接，为防止由于制造误差引起装配内应力而导致设备过早损坏，必须适当选择花键间隙，提高孔的同轴度要求，对定位止口进行相应的尺寸控制。同时将序号4处“套”设计为装配可方便测量，尺寸可以调节的活动结构。分配箱部分由序号6齿轮箱完成，减速机两输出花键分别联连接分配箱两空心轴，然后由上下两个传动链的过轮（图4中1，2，3为一部分过轮）分配到所有输出轴。由于轴系较多，孔与孔的距离较近，图4中1，2，3三个轴系采用一个平盖作为闷盖，同时解决密封和轴向力较大、螺栓布局空间小、螺栓布局困难的问题，而在轴承游隙调整方面则可以采用逐个进行，编号固定方式进行有效调整。

图3 部分齿轮箱

图4 17辊正面主视详图

在安装和装配调整方面的改进是将分配齿轮箱设计成前后分体结构，考虑到安装的方便性，统一采用单列圆锥滚子轴承为标准配置，而为了保证箱体的刚性，在箱体四周布局多个筋板，通过螺栓进行紧固，在箱体中间增加了支撑，其支撑结构如图2中K-K剖图所描述。如此一来，箱体刚度满足使用要求。

在设备正常使用6年过程中，不曾出现任何问题，充分证实此方案可行性与使用优势。

3 结语

以上设计，实现了绿色设计，使设计更优化，更实用。结构设计尤其在大型重载传动设备中拥有非常良好的应用前景，与传统结构相比，其结构紧凑、质量轻、产品性价比高等优点更加突出。可以带来巨大的经济效益和社会效应。同时此种结构的实现具有重大意义，其发展具有非常广阔的空间。为以后在更多的领域尤其是大型重载减速机的设计提供参考意义。

（编辑：苗运平）

Improvement Design of Combined Gear Box for Compact Straightener

Cao Bin

（Gear Transmission Branch Company of Taiyuan Heavy Industry Co.,Ltd.,Taiyuan Shanxi 030024）

Through the improvement of the structure design of conventional straightening machine,the reducer can meet the needs of the power transmission in light weight and small structural space,which has the advantages of compact structure,light weight and significantly improved efficiency.

straightener,structure optimization,structure compact,light weight

TG333.2+3

A

1672-1152（2017）01-0026-02

10.16525/j.cnki.cn14-1167/tf.2017.01.12

2016-12-02

曹斌（1981—），男，从事齿轮箱非标设计工作，工程师。