CN1085613C - 用于输送人的机械装置中的变速箱 - Google Patents

Abstract

一种用于输送人的机械装置特别是自动楼梯，自动提升机或升降机的变速箱，第一级是双曲线螺旋锥齿轮传动，其后是一级或两级圆柱齿轮传动。双曲线螺旋锥齿轮传动通过一个内壁支承箱体内，支承刚度大。可按简单的方法做轴向调整。所有的变速箱的传动轴都预装配好后装入变速箱中，在变速箱联接电动机的一侧安置有一个带有弹性联轴节的制度鼓。该变速箱的传动效率高，噪声低。它可以很简单的方式安置在以前的带有蜗杆传动的输送机构的安装空间内。

Description

用于输送人的机械装置中的变速箱

本发明涉及一种用于输送人的机械装置，特别涉及一种用于电梯的变速箱。这类变速箱通常是由电动机来驱动的，并在电动机前或在电动机与变速箱之间设置有制动装置。变速箱的输出转速和转矩可以直接传递到输送装置的主轴上，或者间接地通过链传动、绳索传动或者一个装在其间的圆柱齿轮传动而传递到主轴上。对这类变速箱要求很高，特别是要求使用寿命长，噪声低，传动系中的零部件的可靠性高。

这类变速箱普遍是采用蜗轮传动，蜗轮是用青铜制成的。其优点是结构简单紧凑，单级传动比大，及运转噪音小。它的缺点是效率较低，因而发热较严重，能耗大。可将有这种变速箱的传动系统安装在特殊的平台上，电动机，制动装置及变速箱分别固定在该平台上，它们之间用弹性联轴节联接。

这类传动系统中，如果采用蜗杆竖直布置的方式，结构更加紧凑。这种情况下，电动机及制动装置则也必须竖置地固定在变速箱体的上面。在自动楼梯及提升机中，这种传动系统是安置在驱动链区域之外的，维修时容易接近，比较方便且安装高度不大。对于功率很大的传动系统，可采用将两个一左一右分开传动的变速箱并联或串联起来的办法。这样比采用一个大功率变速箱的办法更为经济，尽管它的加工零件少一些。

由于对传动系节约电能的要求越来越高，且在较高功率时要求变速箱体积更小，这必然导致要开发出新型式。其中，其结构型式特别适合自动楼梯传动的变速箱，已经公告过。

这种传动装置是布置在上行与下行的驱动链之间，它的优点是，充分利用了现存结构空间并直接传动驱动链的主轴，变速箱可采用锥齿轮——圆柱齿轮传动和/或行星齿轮条传动(比如：DE-OS2408712)。这种设计方案的缺点是它只能用于上述的特殊场合，另外维修不方便。

另外一种著名的设计方案中，驱动链轮是直接通过一个多级圆柱齿轮变速箱驱动，电动机布置在驱动链区域之外。而变速箱的高速第一段却是采用双轴线螺旋锥齿轮传动，后面几段采用一级接一级啮合的圆柱齿轮传动。其优点是电动机和制动装置的锥修方便，缺点是结构复杂，成本高，变速箱的结构必须与其两端相接的电动机及驱动链轮相适应(DE-OS3232580)。

已经公告的还有一种结构紧凑、适用范围广泛的传动系统，它是采用行星齿轮传动装置。电动机和制动装置为同轴布置(ZF-Ecolift型，德国菲力德夕港齿轮制造厂产品)(EahnradfabrkFriedrichs hafes，BRD，采用前后偶合的两级行星齿轮传动，可达到很高的传动效率。其缺点是，为了降低噪声零部件的加工工艺复杂，加工精度要求很高。另外，由于其结构与通常的蜗轮传动有较大差异，不相适应，因此无法与自动楼梯中现有的传动装置进行变速箱置换。

本发明的目的是提供一种用于电梯的变速箱，它必须能够以经济的，高质量的，适用于大批量生产的加工方法来加工。此外，其齿轮啮合特别在高速段必须能够降低噪声和振动。变速箱体要有足够的刚度，从而能够使得振动和噪声在所有载荷范围内保持在很低的水平上。变速箱的结构尺寸一方面要求高度较小，另一方面其输出轴的位置又要同目前普遍使用的蜗轮传动变速箱具有相同的尺寸，从而可同样应用于通常的蜗轮传动的传动系中。

为了实现上述目的，按照本发明提供的一种用于电梯的变速箱，输入轴和输出轴呈十字交叉布置，其后还可以接以其它型式的传动机构，其特点在于下列特征的组合和布置：

a)该变速箱由双曲线螺旋锥齿轮传动及圆柱齿轮传动构成，双曲线螺旋锥齿轮放置在第一级即高速级，其后是一或两级圆柱齿轮传动；

b)变速箱是整体式的，箱体内有一个平行于侧壁的内壁，它与其它的箱体壁联接在一起；

c)双曲线螺旋锥齿轮传动的输入轴是小齿轮轴，此输入轴的一端用一个杯形轴承组件支承着，被配装上的该轴承组件与一个侧壁、内壁及安装电动机的法兰盘形成刚性联接；

d)双曲线螺旋锥齿轮传动的从动轮布置在箱体的一个侧壁和内壁之间，从动轮轴支承在这两个箱体壁之间；

e)其后的一级或两级圆柱齿轮传动充分利用变速箱体的处于两个外侧箱体壁之间的结构空间。

本发明的这一种用于电梯的变速箱可以化费较低的改装费而使用于自动楼梯、自动提升机或升降机上。该变速箱结构紧凑，承载能力大，效率高，可利用目前的蜗轮传动变速箱的结构空间，且在很大程度上可与蜗轮传动变速箱进行置换。此外，该变速箱的噪声不超过运输平稳的蜗轮传动的噪声。齿轮啮合频率可以按照要求很简单地进行匹配，从而不会在自动扶梯托架上引起振动。最后，其结构型式便于加工，从而加工成本较低。

在本发明的变速箱中，首先通过双曲线螺旋锥齿轮传动降低来自电动机的高转速。双曲线螺旋锥齿轮传动具有噪声低的特性。后接的圆柱齿轮传动采用斜齿轮，使得传动噪声进一步降低。由于变速箱中所有齿轮的啮合参数与汽车齿轮箱的啮合参数相一致，因此这些齿轮的加工方法有成本低，质量高的优点，特别是所有的齿面都经过淬火及磨削加工，因而可达到最高的传动效率，传动也非常平稳。此外，双曲线螺旋从动锥齿轮轴借助于中间箱体壁的刚性支承，因而可以设计出最佳的齿轮接触表面曲线图，特别是对双曲线螺旋锥齿轮传动。采用侧向偏置的双曲线螺旋锥齿轮传动轴，使得齿轮及轴的布置更节省变速箱的空间，并且可以更自由地选择输出轴的高度位置。

本发明另一显著的优点，是将双曲线螺旋锥齿轮传动中的主动齿轮轴，用一个杯形轴承组件支承着，该组件可做成一个单独构件。可以将主动齿轮轴与该轴承组件先组装好，用调整垫圈来调整其在箱体内的轴向位置，然后用螺栓将其固定在箱体上。将整个主动齿轮轴组件推下来，例如拆下来为了检验接触表面曲线图也是适用方便的，此时不会影响事先调整好的双曲线螺旋锥齿轮啮合状态。

双曲线螺旋锥齿轮传动的从动齿轮可以单独地或与从动齿轮轴一起沿轴向用调整垫圈进行调整。从动齿轮轴可以从箱体外直接地或间接地做调整。因此本发明具有对齿轮啮合进行简单而最优的调整这一明显的优点。

本发明的变速箱体上有一个或多个侧面上开的孔，因此可以将双曲线螺旋从动锥齿轮及圆柱齿轮预先安装在各自的轴上，然后将轴的部件一起放入箱体内。箱体上的各个开孔应用一端盖封住，端盖也可以设计成为相应的传动轴的刚性轴承盖。采用这种方法，变速箱体虽然有几个安装开孔，箱体整体的刚度仍然很大。

本发明的变速箱中，为了将主动的双曲线螺旋锥齿轮轴竖直地安装，装有一个由传动轴，比如说由从动的双线螺旋锥曲面齿轮轴带动一个旋转油泵。油泵可以布置在一个相关的轴承端盖内，或者就做成如P3924071及PCT/EP91/00122中所述的轴承端盖。油泵用来给主动的双曲线螺旋锥齿轮轴的上方轴承供以循环的齿轮油，因为上方轴承离开较远。这样设计可以降低变速箱中的齿轮油位，从而也相应降低了旋转齿轮拍打油的功耗。

本发明另一特点是，在变速箱前面安置有一个制动鼓或制动盘，它与主动的双曲线螺旋锥齿轮轴不打滑地直接或间接地联接在一起，与电动机用一弹性联轴节加以联接。与变速箱体连成一体有一个箱体法兰盘，制动鼓和联轴节安置在这个法兰盘内。这种设计的优点是，整个制动装置可以不依赖于电动机而先装入变速箱体内并调整好。在变速箱法兰盘上可安装符合标准的电动机。

下面通过所附的图1至图4，将对本发明的用于电梯的变速箱的结构做进一步的描述：

图1表示变速箱体4的侧视剖视图，箱体的上、下壁为8，9和前后壁为10，11。圆柱齿轮传动2，3接在双曲线螺旋锥齿轮传动1后面。侧视图中也反映出相互十字交叉的主动小齿轮轴12和从动盘形锥齿轮的轴16在侧向上的偏移位置，以及由此而可以使所有的齿轮及传动轴非常紧凑地安置在箱体内的状态。主动的小齿轮轴预先安装在轴承组件13内。通过垫圈17可以将用螺检固定在箱体上的轴承组件调整到所需要的高度。一个预装的制动鼓23，通过有关的法兰盘与主动双曲线螺旋锥齿轮轴不打滑地联接在一起。制动鼓上装有一个弹性联轴节24，它们都装在法兰盘14内。法兰盘与箱体为一整体。

图2是箱体的俯视剖视图。在图1和图3中可以看到的主动双曲线螺旋锥形齿轮和从动双曲线螺旋锥齿轮15安置在内壁5和侧壁7之间，两壁之间距离较近，用以安置从动的双曲线螺旋锥齿轮的轴16的轴承25。与侧壁6，7平行的内壁5只设置在箱体内的一部分空间内，它分别与上、下壁8，9及正面壁10联接在一起。后面的两级圆柱齿轮传动安置在变速箱的分开的侧壁6，7之间，其间传动轴轴承26，27的跨距较大。

从动双曲线螺旋锥齿轮连同其传动轴一起可做轴向调整，用调整垫圈18经过一个压盖28和一个套筒27可以从箱体外面间接地对从动双曲线螺旋锥齿轮轴组件定位。

从动双曲线螺旋锥齿轮轴及其后的两级圆柱齿轮传动2，3的传动轴，在与其上的齿轮预装配好后，经箱体的侧面开孔19安置在箱体内。用一个端盖20将这个侧面开孔封住。这个端盖同时也可做成圆柱齿轮轴的轴承盖。从动的双曲线螺旋锥齿轮轴带动一个旋转油泵21。该油泵安在装有关的轴承盖22内。从俯视图中也看出，在变速箱体上还装有用于后面的链传动的主动链轮32。

图3是经过双曲线螺旋锥齿轮传动的正视剖视图，图上部分地显示出联接在箱体上的电动机29。电动机经一个弹性联轴节24与制动鼓23相联接。图中可以看出旋转油泵21将齿轮油经油道30吸入，然后输送到轴承组件13中的轴承31上去。这样就保证了远离油池的轴承的润滑。

图4是只经过圆柱齿轮传动级2的俯视剖视图。此图与图2的区别在于，输出轴33上的链轮32是装在安置油泵21的那一侧。输出轴支承在侧壁7和延长了的内壁5之间。后面一级圆柱齿轮传动2则悬空地安置在内壁和侧壁6之间。予安装好的输出轴可通过箱体上的开孔34装入箱体。这个开孔用一个普通的盖板35封住。

同样，予安装好的从动双曲线螺旋锥齿轮轴16可经过开孔36装入变速箱体。此时，油泵21和油泵盖板22以及传动轴轴承37一起装入单独的杯形轴承组件38中。借助于这个轴承组件和轴向固定式轴承37，可以将从动双曲线螺旋锥齿轮15和其传动轴16一起，通过一个调整垫圈38，从箱体外做轴向调整。

依照本发明的基本框架，还可以有其它的减速箱结构型式及组合方式。它们具有在上述描述中，在附图中以及在权利要求中所阐明的特征。

比如说依照本发明，变速箱的输出轴也可以置于箱体右侧或左侧。也可设计成输出轴的一侧装有链传动的链轮，另一侧装有与其它传动机构相联接的联轴节的结构型式。

Claims (13)

1.一种用于电梯的变速箱，输入轴和输出轴呈十字交叉布置，其后还可以接以其它型式的传动机构，其特征在于下列特征的组合和布置：

a)该变速箱由双曲线螺旋锥齿轮传动及圆柱齿轮传动构成，双曲线螺旋锥齿轮(1)放置在第一级即高速级，其后是一或两级圆柱齿轮传动(2，3)；

b)变速箱(4)是整体式的，箱体内有一个平行于侧壁(6，7)的内壁(5)，它与其它的箱体壁(8，9，10，11)联接在一起；

c)双曲线螺旋锥齿轮传动的输入轴是小齿轮轴(12)，此输入轴的一端用一个杯形轴承组件(13)支承着，被配装上的该轴承组件(13)与一个侧壁(7)、内壁及安装电动机的法兰盘(14)形成刚性联接；

d)双曲线螺旋锥齿轮传动的从动轮(15)布置在箱体的一个侧壁(7)和内壁之间，从动轮轴(16)支承在这两个箱体壁之间；

e)其后的一级或两级圆柱齿轮传动充分利用变速箱体的处于两个外侧箱体壁(6，7)之间的结构空间。

2.如权利要求1所述的的变速箱，其特征在于，所述轴承组件(13)可以单件方式装入，它与一个侧壁(7)、内壁及安装电动机的法兰盘(14)形成刚性联接。

3.如权利要求1所述的变速箱，其特征在于，所述轴承组件(13)可全面地配合装入，它与一个侧壁(7)、内壁及安装电动机的法兰盘(14)形成刚性联接。

4.如权利要求1所述的变速箱，其特征在于，杯形的构件(13)做成单独的轴承组件，与预先装配好的输入轴一起装在箱体内，通过调整垫圈(17)可以调整其轴向位置，并用螺栓固定在箱体上，与箱体的连接可以拆开。

5.如权利要求1所述的变速箱，其特征在于，从动双曲线螺旋锥齿轮单独地可沿轴向调整，从动轴可以从箱体外直接地进行接触并通过调整垫圈(18，38)定位。

6.如权利要求1所述的变速箱，其特征在于，从动双曲线螺旋锥齿轮与其传动轴一起可沿轴向调整，从动轴可以从箱体外间接地进行接触并通过调整垫圈(18，38)定位。

7.如权利要求1所述的变速箱，其特征在于，其变速箱体上具有一个或几个侧面的开孔(19，34，36)，该变速箱体内装有预装好的、经开孔(19，34，36)装入其内的从动的双曲线螺旋锥齿轮的传动轴和其后的圆柱齿轮传动轴及其上的齿轮，这些开孔上封装有端盖，该端盖可以是简单的封盖(35)。

8.如权利要求1所述的变速箱，其特征在于，其变速箱体上具有一个或几个侧面的开孔(19，34，36)，该变速箱体内装有预装好的、经开孔(19，34，36)装入其内的从动的双曲线螺旋锥齿轮的传动轴和其后的圆柱齿轮传动轴及其上的齿轮，这些开孔上封装有端盖，该端盖可设计成圆柱齿轮传动轴的轴承盖。

9.如权利要求1所述的变速箱，其特征在于，双曲线螺旋锥齿轮传动后面的圆柱齿轮传动，采用斜齿啮合。

10.如权利要求1所述的变速箱，其特征在于，一个旋转式油泵(21)由从动的双曲线螺旋锥齿轮传动轴所驱动，该油泵安装在相关的轴承端盖(22)中。

11.如权利要求1所述的变速箱，其特征在于，一个旋转式油泵(21)由从动的双曲线螺旋锥齿轮传动轴所驱动，该油泵构成为一个轴承端盖。

12.如权利要求1所述的变速箱，其特征在于，变速箱前的制动盘或制动鼓(23)直接与输入轴(12)作无滑动地联接，在其联接电动机的一侧装有一个弹性联轴节(24)，其中制动盘是布置在电动机侧的壳体法兰(14)之中，而壳体法兰与减速箱壳体连接在一起。

13.如权利要求1所述的变速箱，其特征在于，变速箱前的制动盘或制动鼓(23)间接地与输入轴(12)作无滑动地联接，在其联接电动机的一侧装有一个弹性联轴节(24)，其中制动盘是布置在电动机侧的壳体法兰(14)之中，而壳体法兰与减速箱壳体连接在一起。