技术领域
[0001] 本发明涉及齿轮驱动装置技术领域，特别涉及一种用于混合动力机车的传动齿轮箱。
相关背景技术
[0002] 传动齿轮箱属于机械备中的重要部件，承担机械设备的动力传递。现有技术中，由于液力传动装置中的泵轮、涡轮使得齿轮箱不仅体积较大大，还具有传动效率较低、可靠性差的缺点。而且，常用的齿轮箱的齿轮轴两侧各设一个轴承，齿轮轴两端同时承受径向力和轴向力，齿轮轴双向受力，长期使用会影响齿轮轴的寿命。对于混合动力机车的传动装置，由于输入端与输出端的结构限定，不能够通过增大中心距增加轴承的寿命。因此，现有技术的齿轮箱存在体积大、重量重，以及不能有效传递扭矩的缺点。
具体实施方式
[0027] 为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。
[0028] 下面结合附图1-9对本发明的具体实施方式进行说明。
[0029] 实施例，如图1-3所示，一种用于混合动力机车的传动齿轮箱，包括下箱体1、中箱体2、上箱体3和盖板4，其中下箱体为顶部开口结构，中箱体和上箱体均为上下开口结构，通过中箱体的上下开口分别连接上箱体和下箱体，并通过盖板盖合上箱体的顶部开口，对整个齿轮箱进行闭合。作为优选，盖板下设置有纤维垫5，盖板通过纤维垫紧密的盖合在上箱体上，保证齿轮箱的密封性。
[0030] 本实施例的齿轮箱外表面设置有铭牌、第一箱盖8、第二箱盖9、安装座6、加油口10、放油口11和油标12；中箱体的左右两侧对称的设置有安装座，用于对齿轮箱进行安装固定；第一箱盖和第二箱盖均通过螺栓和垫圈固定设置于下箱体的四周，其中，第一箱盖设置于下箱体的左右两侧，第二箱盖设置于下箱体的前后两侧，用于对齿轮箱下箱体内部进行观察或维护；且前侧还设置有铭牌、加油口、放油口和油标，通过加油口、放油口和油标对齿轮箱进行加减油，并观察齿轮箱内的油量。
[0031] 本实施例的齿轮箱内设置有润滑系统组成、通气器7、以及相互平行的输入轴组成和输出轴组成，其中，输入轴组成的输入轴13设置于上箱体与中箱体之间，输出轴组成的输出轴14设置于中箱体与下箱体之间。润滑系统组成的润滑系统设置于下箱体内，用于对齿轮箱内的装置进行冷却和润滑，防止驱动装置内温度过高对各零件造成影响；通气器7设置于中箱体内，用于平衡齿轮箱驱动装置内外置内外的压力，保证齿轮箱的平衡，并防止润滑油的外泄。输入轴与输出轴之间的传动可以通过齿轮传动机构、蜗轮蜗杆传动机构、皮带轮传动机构或行星轮传动机构等实现。
[0032] 在另一个实施例中，本实施例的输入轴13与输出轴14之间采用齿轮传动。通过输入轴与输出轴的齿轮结构相啮合，完成齿轮箱的驱动转换。
[0033] 如图4所示，本实施例的输入轴组成包括：输入轴13、第一轴承组件、第二轴承组件和输入齿轮101，输入轴的中部固定设置有输入齿轮，前后两端分别穿过第一轴承组件、第二轴承组件并伸出齿轮箱外，通过第一轴承组件和第二轴承组件将输入轴设置于齿轮箱内，并能够相对于齿轮箱进行转动。
[0034] 其中，第一轴承组件设置于输入轴的前端，包括圆柱滚子轴承Ⅰ、甩油环Ⅰ102、端盖Ⅰ103、轴承套Ⅰ104、隔环Ⅰ105、螺堵Ⅰ、定距环Ⅰ106、螺栓Ⅰ107和垫圈Ⅰ等结构，圆柱滚子轴承Ⅰ固定套设于输入轴上，圆柱滚子轴承Ⅰ的右侧设置有定距环Ⅰ，用于对圆柱滚子轴承Ⅰ的安装位置进行定距安装，使输入齿轮转动时不与第一轴承组件相接触。圆柱滚子轴承Ⅰ的左侧设置有甩油环Ⅰ，通过甩油环将输入轴内的多余机油甩出齿轮箱。甩油环Ⅰ外侧嵌合有端盖Ⅰ，圆柱滚子轴承Ⅰ上设置有轴承套Ⅰ，端盖Ⅰ与轴承套Ⅰ之间设置有隔环Ⅰ，并通过螺栓Ⅰ和垫圈Ⅰ进行固定。轴承套Ⅰ上还设置有进油孔，并通过螺堵Ⅰ对轴承套Ⅰ的螺堵口进行封合，防止机油从螺堵口甩出。
[0035] 第二轴承组件设置于输入轴的后端，包括圆柱滚子轴承Ⅱ201、甩油环Ⅱ、端盖Ⅱ208、轴承套Ⅱ207、隔环Ⅱ203、螺堵Ⅱ、定距环Ⅱ205、螺栓Ⅱ、垫圈Ⅱ、四点球轴承Ⅰ202、销
206和隔环Ⅲ204等结构。第二轴承组件与第一轴承组件的区别在于，第二轴承组件的轴承由圆柱滚子轴承Ⅱ和四点球轴承Ⅰ组成，之间设置有定距环Ⅱ，还设置有固定四点求轴承Ⅰ的销。
[0036] 如图5所示，本实施例的输出轴组成包括输出轴、第三轴承组件、第四轴承组件、第五轴承组件、输出齿轮301和连接套302，连接套套设于输出轴的中部，并通过螺栓固定连接有输出齿轮，通过输出齿轮于输入齿轮相啮合；连接套外套设有第三轴承组件，第四轴承组件、第五轴承组件分别套设于输出轴的前后两端，通过上述三个轴承组件将输出轴可旋转的设置于齿轮箱内，通过输入轴连接电机传动从而带动输出轴进行转动，连接相应的装置进行驱动。
[0037] 进一步地，第三轴承组件包括轴承压圈303、轴承垫304、轴承套Ⅲ305、圆柱滚子轴承Ⅲ306、四点球轴承Ⅲ和四点球轴承Ⅳ307等结构，其中，圆柱滚子轴承Ⅲ和四点球轴承Ⅲ设置于连接套的左侧，且之间设置有轴承垫；四点球轴承Ⅳ设置于连接套的右侧，并通过轴承套Ⅲ和轴承压圈对圆柱滚子轴承Ⅲ、四点球轴承Ⅲ和四点球轴承Ⅳ进行固定。
[0038] 第四轴承组件包括压盖404、轴承套Ⅳ403、油泵大齿轮401、圆柱滚子轴承Ⅱ402、法兰Ⅰ405、法兰盖板Ⅰ406、垫圈和螺栓等结构。输出轴的前端套设有四点球轴承Ⅱ，四点球轴承Ⅱ的右侧设置有油泵大齿轮，且油泵大齿轮与输出轴的凸起部相抵，用于与润滑系统进行啮合连接；压盖设置于四点球轴承Ⅱ的前侧，轴承套Ⅳ设置于四点球轴承Ⅱ外，通过压盖于轴承套Ⅳ对四点球轴承Ⅱ进行盖合并固定。压盖右侧还嵌合有法兰，法兰的另一端设置有凹槽，法兰压板设置于法兰的凹槽内，并通过螺栓和垫圈将法兰压板固定于输出轴的端部。
[0039] 第五轴承组件与第四轴承组件的区别仅在于，第五轴承组件未设置有油泵大齿轮，且轴承为圆柱滚子轴承，其他结构均与第四轴承组件相同。
[0040] 作为优选，齿轮箱底部还设置有挡油板509，通过挡油板509对输出齿轮进行密封，使下箱体内的机油不会直接进入输出齿轮中。同时，保证机油能够通过相应的通道从齿轮箱的上部进入输入轴和输出轴，对齿轮箱内部的机械进行润滑。
[0041] 如图6-8所示，本实施例的润滑系统组成设置于齿轮箱的下箱体前端，包括油泵齿轮501、泵座502、油底壳组成503、过滤器504、螺栓和垫圈等结构，油泵齿轮设置于泵座上方，过滤器设置于泵座的下侧，齿轮箱内设置有油道505，油道连接有过滤器，通过过滤器对进入润滑系统组成的机油进行过滤，吸附润滑油中的磁性颗粒物，防止灰尘及杂物进行传动系统。油泵齿轮与输出轴组成的油泵大齿轮相啮合，当输出轴组成工作时，带动润滑系统组成的油泵齿轮进行转动，从而使机油通过过滤器进入油道，将机油运输到相应的结构上，从而对齿轮箱进行给油润滑。泵座底部固定设置于油底壳组成上，并通过螺栓和垫圈进行固定。作为优选，泵座上还设置有调节润滑系统组成内油量的调节机构；泵座上设置有与油道相连接的出油道506，并通过调节机构对出油道进行闭合。调节机构包括钢珠507和弹簧508，当油道内的油量较多时，挤压钢球，对钢球左侧的弹簧进行压缩，使油从出油道放出，进入齿轮箱底部，从而对油道内的油量进行调节。
[0042] 在另一个实施例中输出齿轮与连接套采用螺栓连接，连接套与输出轴采用键连接，优选采用矩形花键连接，通过键连接实现输出轴和连接套的周向固定以及传动运动和转矩。输入齿轮与输出齿轮通过过盈配合传递扭矩，过盈量为0.18-0.20mm，作为优选，输入齿轮与输出齿轮采用1:50锥度过盈配合，过盈量为0.16mm。通过过盈配合不仅装拆方便，还能够提高扭矩和轴向力的传递，保证齿轮的定位精度和扭矩从输入轴传递给输入齿轮。
[0043] 本发明的齿轮箱，输入轴和输出轴的两端均可连接相应的电机或相应的控制部件，完成动力的传输。另外，本发明的输入轴和输出轴的前后两端通过相应的轴承组件设置于齿轮箱内，并且，输入轴与输出轴相互啮合连接，使输入轴带动输出轴进行转动；通过传动轴通采用输入轴与输出轴分开设置，避免了因电机和控制部件的反向作用力，使传动轴产生反向扭矩，对传动轴造成损坏或产生过大的塑性变形影响传动。
[0044] 本发明中输入轴组成的额定输入功率P＝300KW，额定持续输入转速n＝539rpm，圆柱齿轮副的技术参数为：中心距a＝583mm，法向模数为8mm，输出、输入齿轮齿数比可以为97/43、103/37或86/54等，根据不同的齿比适应各种速率及承载的应用要求；螺旋角为9-
14°，优选的，螺旋角为13°；齿轮宽度为30mm，精度等级为6级，采用20CrMnMoA材质。齿轮齿部经渗碳淬火，有效硬化层深为1.2-1.6mm,齿面硬度为58-62HRC，芯部硬度为33-48HRC，啮合侧隙为0.3～0.45mm，所述输入轴上的输入齿轮与输出齿轮相啮合组成圆柱齿轮副。
[0045] 在实际场景中，使用时由输入轴输入功率和转速，通过输入轴上的齿轮与输出齿轮啮合将扭矩传递到连接套，再通过连接套与输出轴的矩形花键副将扭矩和转速传输到输出轴，由输出轴的中部传递到输出轴两端的法兰上。并通过输出轴前端的油泵大齿轮与下箱体内的油泵齿轮齿合，带动油泵齿轮转动使机油通过过滤器进入油道，并将机油运输到相应的结构上对齿轮箱进行给油润滑。本发明采用润滑油进行强迫润滑各轴承和齿轮副，且与外界接触的部位进行了密封处理，防止外物进入同时防止内部油液的渗漏。本发明的齿轮箱安装简便、承载力较强，且体积较小，具有较高的传动性，能够提高齿轮箱的传动效率和可靠性。
[0046] 以上所述实施例仅表达了本发明的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
