專利名稱：一種用于異向平行雙螺桿擠出機的高轉速齒輪箱的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種齒輪箱，特別是一種用于異向平行雙螺桿擠出機的高 轉速齒輪箱。
背景技術：
目前，雙螺桿擠出機己經廣泛應用于塑料、橡膠領域，特別是異向平行雙 螺桿擠出機應用于共混改性加工領域，能實現良好的物料拉伸變形，從而使得 物料的混煉分散效果優良。除了用于通用工程塑料的加工，異向平行雙螺桿擠
出機在PVC大口徑管材、PVC片板材、高速型材擠出及木塑擠出加工中也得到
了有效的應用。
長期以來，作為擠出成型裝備主要性能指標的"高扭矩、高轉速、高產量"， 一直是擠出成型機發展的主要方向，高的產出與價格比不僅是企業家最為關心
的，也是科技T.作者鉆研的目標。擠出機高速、高產固然可使投資者以較低的 投入獲得較大的產出和高額的回報，但從技術角度看，為確保擠出機的高產量， 必須有為螺桿提供高扭矩的傳動系統，同時保證螺桿高的轉速，這必將為傳動 系統(扭矩分配箱)帶來丫一系列需要克服的技術難點，其中齒輪箱的齒輪和 軸承在高負荷、高速運轉的情況下如何保證其使用壽命，即是在傳動方面需要 解決的首要問題。 發明內容
本實用新型的目的在于針對上述現有技術的缺點，提供一種適用于異向 平行雙螺桿擠出機的高轉速高扭矩齒輪箱，使其中受力狀態最弱的齒輪受力降 低一倍，薄弱環節軸承具有最佳受力狀態，解決異向平行雙螺桿擠出機提高螺 桿扭矩和轉速后帶來的齒輪、軸承壽命降低、不能滿足使用要求的難題。
本實用新型的目的是通過實施下述技術方案來實現的
4一種用于異向平行雙螺桿擠出機的高轉速齒輪箱，包括輸入軸、輸出軸--、 上傳動軸一、上傳動軸二、下傳動軸一、下傳動軸二、中間傳動軸以及輸出軸 二；所述輸入軸上設置有輸入齒輪，所述輸入齒輪與所述輸出軸一上的齒輪嚙 合，所述輸出軸一上設置有推力軸承；所述輸入軸齒輪同時與所述中間傳動軸 上的齒輪一嚙合，所述中間傳動軸通過齒輪二同時與所述上傳動軸二上的齒輪 和所述下傳動軸二上的齒輪嚙合，所述上傳動軸二齒輪和所述下傳動軸二齒輪 分別與所述上傳動軸一上的齒輪和所述下傳動軸一上的齒輪嚙合，所述上傳動 軸一上的齒輪和所述下傳動軸一齒輪同時與所述輸出軸二上的齒輪嚙合，所述 輸出軸二上設置有串列推力軸承。
附加技術特征是
① 所述輸出軸二的軸心線與所述輸出軸二齒輪相嚙合的所述上傳動軸一齒 輪的軸心線所構成的平面與豎直平面形成的夾角在-25° 0° 25°范圍內；
所述輸出軸二的軸心線與所述輸出軸二齒輪相嚙合的所述下傳動軸一齒輪
的軸心線所構成的平面與豎直平面形成的夾角在_25° 0° 25°范圍內。
② 所述輸出軸二的軸心線與所述輸出軸二齒輪相嚙合的所述上傳動軸一齒 輪和所述下傳動軸一齒輪或齒輪軸的軸心線在同一平面上。
(D所述輸出軸一、輸出軸二的中心距在15 270mm之間，適用的異向雙螺 桿擠出機的螺桿直徑范圍在19 320咖之間。
④所述輸出軸一、輸出軸二的輸出轉速為200 1000rpm。
在本實用新型的技術方案中，電動機傳遞給輸入軸的動力從輸入齒輪傳至 輸出軸一齒輪，由輸出軸一直接輸出50%的動力。同時輸入軸上的輸入齒輪將 其余50%的動力傳遞給中間傳動軸齒輪一，中間傳動軸齒輪二將動力傳遞到上 傳動軸二齒輪和下傳動軸二齒輪，通過上傳動軸二齒輪與上傳動軸一齒輪、下 傳動軸二齒輪與下傳動軸一齒輪的嚙合，分別將動力Fl和F2傳遞至輸出軸二 齒輪。每根傳動軸上配有相應的軸承，由螺桿傳至輸出軸的軸向力方向由輸出軸指向輸入軸由推力軸承承受，專用的串列推力軸承承受輸出軸二的軸向力， 推力軸承承受輸出軸一的軸向力。如圖2所示，上傳動軸一齒輪、下傳動軸一 齒輪、輸出軸二齒輪的軸心線在垂直于水平面的同一平面上，所以上傳動軸一
齒輪和下傳動軸一齒輪驅動輸出軸二齒輪時所產生的軸向分力Fal和Fa2也在 該平面上，并且大小相等、方向相反，該作用在輸出軸二上的軸向合力由專用 的串列推力軸承承擔，上傳動軸一齒輪和下傳動軸一齒輪驅動輸出軸二齒輪時 所產生的徑向力Frl和Fr2大小相等、方向相反，所以作用在輸出軸二上的分 力相互抵消，可見輸出軸二僅受到上下嚙合點上的切向分力Ftl和Ft2產生的 扭矩，垂直于軸線方向的徑向力為零，從而實現純扭矩輸出。
另一方面，如圖3所示，上傳動軸一齒輪和下傳動軸一齒輪將動力F3和 F4傳遞至輸出軸二齒輪時，上傳動軸一齒輪和輸出軸二齒輪軸心線所形成的平 面以及下傳動軸一齒輪和輸出軸二齒輪軸心線所形成的平面也可以不重合，兩 平面與豎直平面的夾角在-25° 0° 25°范圍內，如圖4所示。此時，F3、 F4所產生的分力分別為徑向力Fr3、 Fr4，軸向力Fa3、 Fa4和切向力Ft3、 Ft4 見圖4，軸向力Fa3和Fa4方向相同，其軸向合力Fa3+Fa4由專用的串列推力 軸承承擔，由于受力角度的存在，使徑向力Fr3和Fr4方向相同，徑向力 Fr3+Fr4形成的合力會作用在輸出軸二上，使輸出軸二的受力不僅是切向分力 Ft3和Ft4產生的扭矩，還有少量的徑向力，所以輸出軸二的受力狀態變為近 似純扭矩輸出。
因此，本實用新型提供的用于異向平行雙螺桿擠出機的齒輪箱提供了純扭 矩或近似純扭矩的高扭矩輸出。
另外，改變輸入軸的旋轉方向，可使輸出軸的旋轉方向呈現向內異向旋轉 和向外異向旋轉兩種狀態，見圖6。
由于輸出軸二在空間上受到螺桿中心距的限制，從而成為提高雙螺桿擠出 機承載能力的一大難點，而本實用新型上述的這種傳動結構使輸出軸二的受力 處于最佳狀態，最大限度地提高了輸出軸二的承載能力，也即是解決了提高雙螺桿擠出機承載能力的瓶頸問題。所以，該齒輪箱具有輸出轉速高，輸出扭矩 大的特點，上下傳動抵消了輸出軸的徑向力，使輸出軸達到最佳受力狀態，極 大地改善了輸出軸的受力狀態，也使輸出軸軸承處于最佳受力狀態，能夠有效 提高輸出軸的軸承使用壽命，最大限度提高了輸出軸及其軸承的使用壽命，特 別在高轉速情況下，由于輸出軸二所受的徑向力抵消為零，使輸出軸二軸承理 論壽命為無限大，而輸出軸一及其他傳動軸在空間上不受限制，提高輸出轉速 后相應加大軸承，不會對齒輪箱的承載能力產生束縛，所以本實用新型所提供 的齒輪箱適用于高扭矩、高轉速輸出的異向平行雙螺桿擠出機的驅動系統。
圖1為本實用新型的結構示意圖
圖2為本實用新型的輸出軸二純扭矩輸出受力分析圖 圖3為本實用新型的輸出軸二近似純扭矩輸出受力分析圖 圖4為本實用新型的帶夾角的傳動結構受力分析圖 圖5為本實用新型的帶夾角的傳動結構平面受力示意圖 圖6為本實用新型的輸出軸向外旋轉的傳動結構示意圖 圖中標記l為輸入軸，2為輸出軸一，3為上傳動軸一，4為上傳動軸二， 5為下傳動軸一，6為下傳動軸二， 7為輸出軸二， 8為中間傳動軸，9為輸入 齒輪，IO為輸出軸一的齒輪，11為中間傳動軸的齒輪一，12為上傳動軸一的 齒輪，13為下傳動軸一的齒輪，14為上傳動軸二的齒輪，15為中間傳動軸的 齒輪二， 16為下傳動軸二的齒輪，17為輸出軸二齒輪，18為串列推力軸承， 19為推力軸承。
具體實施方式
為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，
以下結合附圖 及實施例，對本實用新型進行進一歩詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
一種用于異向平行雙螺桿擠出機的高轉速齒輪箱，包括輸入軸1、輸出軸
一2、上傳動軸一3、上傳動軸二4、下傳動軸一5、下傳動軸二6、中間傳動 軸8以及輸出軸二 7;所述輸入軸1上設置有輸入齒輪9，所述輸入齒輪9與所 述輸出軸一2上的齒輪10嚙合，所述輸出軸一 2上設置有推力軸承19;所述 輸入軸1齒輪9同時與所述中間傳動軸8上的齒輪一 11嚙合，所述中間傳動軸 8通過齒輪二 15同時與所述上傳動軸二 4上的齒輪14和所述下傳動軸二 6上 的齒輪16嚙合，所述上傳動軸二齒輪14和所述下傳動軸二齒輪16分別與所述 上傳動軸一 3上的齒輪12和所述下傳動軸一 5上的齒輪13嚙合，所述上傳動 軸一 3卜.的齒輪12和所述下傳動軸一 5齒輪13同時與所述輸出軸二 7上的齒 輪17嚙合，所述輸出軸二 7上設置有串列推力軸承丄8。
作為本實用新型的一個優選實施例，所述輸出軸二 7的軸心線與所述輸出 軸二 7齒輪17相嚙合的所述上傳動軸一 3齒輪12的軸心線所構成的平面與豎 直平面形成的夾角在-25° 0° 25°范圍內；所述輸出軸二 7的軸心線與所 述輸出軸二 7齒輪17相嚙合的所述下傳動軸一 5齒輪13的軸心線所構成的平 面與豎直平面形成的夾角在-25° 0° 25°范圍內。
針對上述優選實施例的更佳優選實施例，所述輸出軸二7的軸心線與所述 輸出軸二 7齒輪17相嚙合的所述上傳動軸一 3齒輪12和所述下傳動軸一 5齒 輪13或齒輪軸的軸心線在同一平面上。
作為本實用新型的另一優選實施例，所述輸出軸一 2、輸出軸二 7的中心 距為15 270mm,螺桿直徑19 320mm。
本實用新型還有一個優選實施例，所述輸出軸一 2、輸出軸二 7的輸出轉 速為200 1000rpm。
以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型， 凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應 包含在本實用新型的保護范圍之內。
權利要求1、一種用于異向平行雙螺桿擠出機的高轉速齒輪箱，包含輸入軸、輸出軸、傳動軸和多組齒輪，其特征在于包括輸入軸(1)、輸出軸一(2)、上傳動軸一(3)、上傳動軸二(4)、下傳動軸一(5)、下傳動軸二(6)、中間傳動軸(8)以及輸出軸二(7)；所述輸入軸(1)上設置有輸入齒輪(9)，所述輸入齒輪(9)與所述輸出軸一(2)上的齒輪(10)嚙合，所述輸出軸一(2)上設置有推力軸承(19)；所述輸入軸(1)齒輪(9)同時與所述中間傳動軸(8)上的齒輪一(11)嚙合，所述中間傳動軸(8)通過齒輪二(15)同時與所述上傳動軸二(4)上的齒輪(14)和所述下傳動軸二(6)上的齒輪(16)嚙合，所述上傳動軸二齒輪(14)和所述下傳動軸二齒輪(16)分別與所述上傳動軸一(3)上的齒輪(12)和所述下傳動軸一(5)上的齒輪(13)嚙合，所述上傳動軸一(3)上的齒輪(12)和所述下傳動軸一(5)齒輪(13)同時與所述輸出軸二(7)上的齒輪(17)嚙合，所述輸出軸二(7)上設置有串列推力軸承(18)。
2、 根據權利要求1所述的用于異向平行雙螺桿擠出機的高轉速齒輪箱，其 特征在于所述輸出軸二 (7)的軸心線與所述輸出軸二 (7)齒輪(17)相嚙 合的所述上傳動軸一 (3)齒輪(12)的軸心線所構成的平面與豎直平面形成的 夾角在-25° 0° 25°范圍內；所述輸出軸二 (7)的軸心線與所述輸出軸二 (7)齒輪(17)相嚙合的所 述下傳動軸一 (5)齒輪(13)的軸心線所構成的平面與豎直平面形成的夾角在 -25° 0° 25°范圍內。
3、 根據權利要求2所述的用于異向平行雙螺桿擠出機的高轉速齒輪箱，其 特征在于所述輸出軸二 (7)的軸心線與所述輸出軸二 (7)齒輪(17)相嚙 合的所述上傳動軸一 (3)齒輪(12)和所述下傳動軸一 (5)齒輪(13)或齒 輪軸的軸心線在同一平面上。
4、 根據權利要求1或2或3所述的用于異向平行雙螺桿擠出機的高轉速齒輪箱，其特征在于所述輸出軸一 (2)、輸出軸二 (7)的中心距在15 270mm 之間，適用的異向雙螺桿擠出機的螺桿直徑范圍在19 320mm之間。
5、根據權利要求1或2或3所述的用于異向平行雙螺桿擠出機的高轉速齒 輪箱，其特征在于所述輸出軸一 (2)、輸出軸二 (7)的輸出轉速為200 lOOOrpm。
專利摘要一種用于異向平行雙螺桿擠出機的高轉速齒輪箱包括輸入軸、輸出軸一、上傳動軸一、上傳動軸二、下傳動軸一、下傳動軸二、中間傳動軸以及輸出軸二；輸入軸的輸入齒輪與輸出軸一齒輪嚙合，同時與中間傳動軸齒輪一嚙合，中間傳動軸通過齒輪二同時與上傳動軸二齒輪和下傳動軸二齒輪嚙合，上傳動軸二齒輪和下傳動軸二齒輪分別與上傳動軸一齒輪和下傳動軸一齒輪嚙合，上傳動軸一齒輪和下傳動軸一齒輪同時與輸出軸二齒輪嚙合，輸出軸一上設置有推力軸承，輸出軸二上設置有串列推力軸承。該齒輪箱具有輸出轉速高、輸出扭矩大的特點，上下傳動抵消了輸出軸的徑向力，從而使輸出軸軸承處于最佳受力狀態，最大限度提高了輸出軸及其軸承的使用壽命。
文檔編號B29C47/08GK201348009SQ200820223580
公開日2009年11月18日 申請日期2008年12月19日 優先權日2008年12月19日
發明者何世全, 王國常, 王多勇, 欣 紀, 蔣全康, 陳繼德 申請人:成都中孚高分子工程有限公司