一種齒輪變速箱的制作方法

本發明涉及一種齒輪變速箱，可用于石油天然氣鉆機的絞車，作為絞車的變速機構。

背景技術：

石油鉆機絞車用于鉆井作業時鉆柱的起升和下放，是鉆機的核心設備之一。現有絞車主要由主電機、變速箱、滾筒、盤式剎車、自動送鉆系統等組成，滾筒上纏繞鋼絲繩。其工作過程為，主電機作為動力源提供驅動力，經變速箱變速，驅動滾筒正、反向旋轉，從而使滾筒上的鋼絲繩帶動鉆機游動系統起升和下放鉆柱。其中，實際應用中變速箱主要以兩檔外嚙合圓柱齒輪箱為主，其存在以下問題：(1)體積大，質量重，變速箱的重量占據了絞車重量的較大比重；(2)變速箱的輸入軸和輸出軸不同軸，轉動慣量偏大，對電機的啟動轉矩要求高。

有鑒于此，本發明人根據多年從事本領域和相關領域的生產設計經驗，研制出一種齒輪變速箱，以期解決現有技術存在的問題。

技術實現要素：

本發明的目的是在于提供一種齒輪變速箱，通過優化結構，能降低轉動慣量，減小整體重量及體積，克服現有技術的缺陷。

為此，本發明提出一種齒輪變速箱，其包括：

輸入軸及輸出軸，對應設置于齒輪箱體的前端及后端上，所述輸入軸上安裝有輸入齒輪，所述輸出軸上設有輸出齒輪，所述輸入齒輪及輸出齒輪位于所述齒輪箱體內，所述輸入軸及輸出軸呈同軸設置；

第一檔傳動部，包括第一中間軸及第二中間軸，所述第一中間軸及第二中間軸能轉動的對應安裝于所述齒輪箱體的前端及后端，并呈相對設置，所述第一中間軸及第二中間軸之間設置有第一離合器，所述第一中間軸上安裝有與所述輸入齒輪相嚙合的第一齒輪，所述第二中間軸上設有與所述輸出齒輪相嚙合的第二齒輪。

如上所述的齒輪變速箱，其中，另設有第二檔傳動部，其包括第三中間軸及第四中間軸，所述第三中間軸及第四中間軸能轉動的對應安裝于所述齒輪箱體的前端及后端，并呈相對設置，所述第三中間軸及第四中間軸之間設置有第二離合器，所述第三中間軸上設有與所述輸入齒輪相嚙合的第三齒輪，所述第四中間軸上安裝有與所述輸出齒輪相嚙合的第四齒輪。

如上所述的齒輪變速箱，其中，所述輸入齒輪的齒數多于所述輸出齒輪的齒數，所述第一齒輪的齒數與所述第三齒輪的齒數相異。

如上所述的齒輪變速箱，其中，所述第一齒輪的齒數少于所述第三齒輪的齒數。

如上所述的齒輪變速箱，其中，所述齒輪箱體內間隔設有一前側立板及一后側立板，以將所述齒輪箱體的內腔分隔為一前腔室、一中間腔室以及一后腔室，所述輸入軸、第一中間軸及第三中間軸的兩端分別通過軸承安裝在所述齒輪箱體的前端壁及所述前側立板上，所述輸出軸、第二中間軸以及第四中間軸的兩端分別通過軸承安裝于所述齒輪箱體的后端壁及所述后側立板上，其中，所述輸入齒輪、第一齒輪及第三齒輪位于所述前腔室內，所述輸出齒輪、第二齒輪以及第四齒輪位于所述后腔室內，所述第一離合器及第二離合器位于所述中間腔室內。

如上所述的齒輪變速箱，其中，所述第一檔傳動部及所述第二檔傳動部位于所述中心軸線的兩相對側。

本發明提供的齒輪變速箱，其輸入軸與輸出軸同軸設置，結構緊湊，轉動慣量小，體積小，重量輕，應用于石油鉆機絞車上，可顯著降低絞車的整體重量，實現絞車的輕量化設計。

附圖說明

以下附圖僅旨在于對本發明做示意性說明和解釋，并不限定本發明的范圍。其中：

圖1為本發明的齒輪變速箱的組成結構示意圖。

圖2為本發明的齒輪變速箱的另一組成結構示意圖。

主要元件標號說明：

10 齒輪箱體

101 前側立板 102 后側立板

103 前腔室 104 中間腔室

105 后腔室 11 輸入軸

12 輸出軸 13 輸入齒輪

14 輸出齒輪

2 第一檔傳動部 21 第一中間軸

22 第二中間軸 23 第一離合器

24 第一齒輪 22 第二中間軸

3 第二檔傳動部 31 第三中間軸

32 及第四中間軸 33 第二離合器

34 第三齒輪 35 第四齒輪

具體實施方式

本發明提出一種齒輪變速箱，其包括：輸入軸及輸出軸，對應設置于齒輪箱體的前端及后端上，所述輸入軸上安裝有輸入齒輪，所述輸出軸上設有輸出齒輪，所述輸入齒輪及輸出齒輪位于所述齒輪箱體內，所述輸入軸及輸出軸呈同軸設置；第一檔傳動部，包括第一中間軸及第二中間軸，所述第一中間軸及第二中間軸能轉動的對應安裝于所述齒輪箱體的前端及后端，并呈相對設置，所述第一中間軸及第二中間軸之間設置有第一離合器，所述第一中間軸上安裝有與所述輸入齒輪相嚙合的第一齒輪，所述第二中間軸上設有與所述輸出齒輪相嚙合的第二齒輪。

本發明的齒輪變速箱，通過優化結構，能降低轉動慣量，減小整體重量及體積。

為了對本發明的技術特征、目的和效果有更加清楚的理解，以下結合附圖及較佳實施例，對本發明提出的齒輪變速箱的具體實施方式、結構、特征及功效，詳細說明如后。另外，通過具體實施方式的說明，當可對本發明為達成預定目的所采取的技術手段及功效得以更加深入具體的了解，然而所附圖僅是提供參考與說明用，并非用來對本發明加以限制。

圖1為本發明的齒輪變速箱的組成結構示意圖。圖2為本發明的齒輪變速箱的另一組成結構示意圖，圖中對于齒輪箱體以及各齒輪采用的是簡化畫法表示的。

如圖1所示，本發明提出的齒輪變速箱，包括：

輸入軸11及輸出軸12，對應設置于齒輪箱體10的前端及后端上，所述輸入軸11上安裝有輸入齒輪13，所述輸出軸12上設有輸出齒輪14，所述輸入齒輪13及輸出齒輪14位于所述齒輪箱體10內，所述輸入軸11及輸出軸12呈同軸設置，使得兩者的中心軸線呈同向設置并相互重合，以將所述輸入軸11及輸出軸12呈同軸設置，即兩者的中心軸線位于同一軸心線上，使得本發明的結構比較緊湊，轉動慣量小，工作時對電機的啟動轉矩要求低；

第一檔傳動部2，包括第一中間軸21及第二中間軸22，所述第一中間軸21及第二中間軸22能轉動的對應安裝于所述齒輪箱體10的前端及后端，并呈相對設置，所述第一中間軸21及第二中間軸22之間設置有第一離合器23，所述第一中間軸21上安裝有與所述輸入齒輪13相嚙合的第一齒輪24，所述第二中間軸22上設有與所述輸出齒輪14相嚙合的第二齒輪25。

由此，當所述第一離合器23處于接合狀態時，能使所述第一中間軸21及第二中間軸22相互連接，并進行傳動作業；當所述第一離合器23處于斷離狀態時，所述第一中間軸21及第二中間軸22相互分離，停止傳動工作，從而無需停轉電機即可使本發明停止工作。在實際組裝時，可將上述第一中間軸21及第二中間軸22的其中一個與所述第一離合器23的輸入端相連接，而另一個連接于所述離合器23的輸出端，具體可根據實際情況而定，不做具體限定。

如圖1所示，另設有第二檔傳動部3，其包括第三中間軸31及第四中間軸32，所述第三中間軸31及第四中間軸32能轉動的對應安裝于所述齒輪箱體10的前端及后端，并呈相對設置，所述第三中間軸31及第四中間軸32之間設置有第二離合器33，所述第三中間軸31上設有與所述輸入齒輪13相嚙合的第三齒輪34，所述第四中間軸32上安裝有與所述輸出齒輪14相嚙合的第四齒輪35。至于第三中間軸31及第四中間軸32與所述第二離合器33具體鏈接，可參考前述內容，在此不再贅述。

由此，在本發明中，通過控制第一離合器23以及第二離合器33，利用所述第一檔傳動部2及第二檔傳動部3與輸入軸11、輸出軸12相配合，使本發明能實現兩檔換檔作業。

其中，為了滿足不同的傳動要求，所述輸入齒輪13的齒數多于所述輸出齒輪14的齒數，所述第一齒輪24的齒數與所述第三齒輪34的齒數相異，以使本發明具有不同的傳動比。較佳地，優選所述第一齒輪24的齒數少于所述第三齒輪34的齒數。

請一并參見圖2，在優選的實施方式中，所述齒輪箱體10內間隔設有一前側立板101及一后側立板102，以將所述齒輪箱體10的內腔分隔為一前腔室103、一中間腔室104以及一后腔室105，所述輸入軸11、第一中間軸21及第三中間軸31的兩端分別通過軸承51安裝在所述齒輪箱體10的前端壁及所述前側立板101上，所述輸出軸12、第二中間軸22以及第四中間軸32的兩端分別通過軸承52安裝于所述齒輪箱體10的后端壁及所述后側立板102上，其中，所述輸入齒輪13、第一齒輪24及第三齒輪34位于所述前腔室103內，所述輸出齒輪14、第二齒輪25以及第四齒輪35位于后腔室105內，所述第一離合器23及第二離合器33位于所述中間腔室104內。通過設置所述前側立板101及后側立板102，能更好的進行支撐，確保傳動過程中的平穩性及可靠性。

如圖所示，所述第一檔傳動部2及所述第二檔傳動部3對應位于所述輸入軸11及輸出軸12的中心軸線的兩相對側，以使兩者呈軸對稱設置。如在圖1及圖2中，所述第一檔傳動部2的第一軸21、第二軸22位于所述輸入軸11及輸出軸12的左側，而第二檔傳動部3的第三軸31、第四軸32等對應位于所述輸入軸11及輸出軸12的左側，在齒輪箱體10的布局更加合理，使本發明整體的穩定性高。

請參見圖1及圖2，本發明提出的的齒輪變速箱，在實際工作時，通過控制所述第一離合器23、第二離合器33，即可根據需要，由第一檔傳動部2或第二檔傳動部3傳動作業，例如：

當需要通過所述第一檔傳動部2傳動時，合上所述第一離合器23，同時打開所述第二離合器33，使所述第一中間軸21通過所述第一離合器23與所述第二中間軸22相連接，由于所述輸入齒輪13與所述第一齒輪24之間、所述第二齒輪25與輸出齒輪14之間分別相嚙合，所述輸入軸11在電機帶動下進行轉動時，能通過上述連接關系傳遞至所述輸出軸12處，實現輸入軸11到輸出軸12之間的一檔變速傳動；

當需要通過所述第二檔傳動部3傳動時，合上所述第二離合器33，同時打開所述第一離合器23，使所述第三中間軸31通過所述第二離合器33與所述第四中間軸32相連接，當所述輸入軸11在電機帶動下進行轉動時，能通過所述第二檔傳動部3傳遞至所述輸出軸12處，實現輸入軸11到輸出軸12之間的二檔變速傳動。

當需要本發明臨時停止工作時，可以同時打開第一離合器23及第二離合器33，這樣，第一中間軸21與第二中間軸22之間、第三中間軸31與第四中間軸32之間分別處于相互分離狀態，使所述輸入軸11處于空轉狀態即可，無需頻繁的開關電機，提高了工作的便利性。

本發明提供的齒輪變速箱，其輸入軸與輸出軸同軸設置，結構緊湊，轉動慣量小，體積小，重量輕，應用于石油鉆機絞車上，可顯著降低絞車的整體重量，實現絞車的輕量化結構；通過設置第一離合器及第二離合器，使本發明能實現兩檔換檔作業。

以上所述僅為本發明示意性的具體實施方式，并非用以限定本發明的范圍。任何本領域的技術人員，在不脫離本發明的構思和原則的前提下所作的等同變化與修改，均應屬于本發明保護的范圍。