阅读说明：本技术 一种平地机用蜗轮箱及平地机 (Worm gear box for land leveler and land leveler ) 是由 王明燕 侯志强 刘汉光 于 2019-12-13 设计创作，主要内容包括：本公开涉及一种平地机用蜗轮箱,用于将马达的动力传递给控制铲刀回转角度的回转齿轮,包括：箱体；蜗杆,可转动地设置于所述箱体内部,且第一端动力连接于所述马达；蜗轮,可转动地设置于所述箱体内部,并在与所述蜗杆啮合传动的过程中不发生自锁；输出轴,一端与所述蜗轮可传动地连接,另一端动力连接于所述回转齿轮；以及制动装置,设置于所述蜗杆的第二端,能够有选择地对所述蜗杆制动,并能承载由回转齿轮传递给所述蜗轮的冲击载荷。本申请实施例具有自锁能力强、传动效率高的优点,并且制动装置的占用空间小,部件磨损程度较弱,使用寿命长。(The present disclosure relates to a worm gear box for land leveller for transmitting the power of a motor to a rotary gear controlling the rotation angle of a scraper knife, comprising: a box body; the worm is rotatably arranged in the box body, and the first end of the worm is in power connection with the motor; the worm wheel is rotatably arranged in the box body and does not self-lock in the process of meshing transmission with the worm; one end of the output shaft is in transmission connection with the worm wheel, and the other end of the output shaft is in power connection with the rotary gear; and the braking device is arranged at the second end of the worm, can selectively brake the worm and can bear the impact load transmitted to the worm wheel by the rotary gear. The embodiment of the application has the advantages of strong self-locking capacity and high transmission efficiency, and the braking device has the advantages of small occupied space, weaker part abrasion degree and long service life.)

一种平地机用蜗轮箱及平地机

技术领域

本公开涉及工程机械领域，尤其涉及一种平地机用蜗轮箱及平地机。

背景技术

平地机在平整路面时，控制铲刀回转角度的回转圈不动，铲刀保持一定角度对路面进行平整作业，此时蜗轮箱需要制动装置锁住铲刀。而平地机铲刀回转时所需的动力由蜗轮箱提供，因此平地机在行进过程中，当铲刀承受较大冲击时，冲击载荷可能经由平地机的传动机构，对蜗轮箱内的齿轮传动机构或蜗轮蜗杆传动机构造成损坏，因此蜗轮箱需要设有防止蜗轮蜗杆冲击过大的防护装置。

针对冲击载荷，目前大多数方案应用蜗杆副的自锁特性来实现铲刀的自锁，但是蜗轮蜗杆副的自锁扭矩和传动效率是一对矛盾体，具有自锁能力的蜗杆副传动效率也大幅下跌，这就导致蜗轮箱传动效率极低，发热量极大，因此导致传递到铲刀上的扭矩也大大降低。

基于此，越来越多的客户要求平地机可实现带载回转，这就要求蜗轮箱自锁可靠的同时，传动效率要大幅提升。相关的防护装置安装在蜗轮与输出轴上，其作用是防止铲刀的冲击损坏蜗轮蜗杆，但是由于作用在蜗轮上的扭矩很大，防护装置需要提供很大的防护扭矩，因此常存在摩擦片磨损严重，需要经常更换摩擦片。还有部分防护装置采用液压马达进行制动，但是这会使液压系统结构更加复杂，并且增加了液压马达所承载的扭矩和冲击力。

发明内容

有鉴于此，本公开实施例提供一种平地机用蜗轮箱及平地机，具有自锁能力强、传动效率高的优点，并且制动装置的占用空间小，部件磨损程度较弱，使用寿命长。

在本公开的一个方面，提供一种平地机用蜗轮箱，用于将马达的动力传递给控制铲刀回转角度的回转齿轮，包括：

箱体；

蜗杆，可转动地设置于箱体内部，且第一端动力连接于马达；

蜗轮，可转动地设置于箱体内部，并在与蜗杆啮合传动的过程中不发生自锁；

输出轴，一端与蜗轮可传动地连接，另一端动力连接于回转齿轮；以及

制动装置，设置于蜗杆的第二端，能够有选择地对蜗杆制动，并能承载由回转齿轮传递给蜗轮的冲击载荷。

在一些实施例中，制动装置包括：

摩擦片组，包括可随蜗杆转动的多个动片和不随蜗杆转动的多个静片，且多个动片与多个静片可在垂直于蜗杆轴向的平面相互摩擦；以及

调压组件，能够沿蜗杆的轴向调整多个动片与多个静片之间的压力，以改变多个动片和多个静片之间的摩擦力。

在一些实施例中，多个动片套装于蜗杆第二端的外周面，并通过花键与蜗杆在周向相对固定；多个静片套设于蜗杆的外周，固定设置于箱体，并与多个动片以蜗杆为轴交替贴设。

在一些实施例中，蜗轮箱还包括：

第一端盖，可拆卸地连接于箱体，位于蜗杆第二端的外侧，并在靠近蜗杆的一侧设有安装座；

调压组件包括：

弹簧，设置于安装座内，且第一端抵接于安装座的底部；以及

滑块，沿蜗杆的轴向可滑动地设置于弹簧和摩擦片组之间，抵接于弹簧的第二端，能够在弹簧的弹力作用下抵紧调压组件。

在一些实施例中，所述滑块沿所述蜗杆的外侧壁上设有第一阶梯，所述箱体内壁上设有与所述第一阶梯相对应的第二阶梯，所述第一阶梯与所述第二阶梯在所述蜗杆的径向互相配合，所述第一阶梯与所述第二阶梯在所述蜗杆的轴向具有间隙，所述间隙使所述第一阶梯与所述第二阶梯之间围合成油腔。

在一些实施例中，调压组件包括：

第一密封圈，设置于滑块的外侧壁和箱体的内壁之间，并沿蜗杆的轴向位于油腔靠近第一端盖的一侧；以及

第二密封圈，设置于滑块的外侧壁和箱体的内壁之间，并沿蜗杆的轴向位于油腔远离第一端盖的一侧。

在一些实施例中，箱体上开设有油孔，油孔连通于油腔，以使油腔能够在压力油源的作用下改变自身的容积，进而驱动滑块沿蜗杆的轴向滑动。

在一些实施例中，所述油腔靠近所述第一端盖一侧的壁面由所述滑块上的壁面构成，所述油腔远离所述第一端盖一侧的壁面由所述箱体上的壁面构成，以使所述油腔的容积发生变化时，所述滑块能够相对于所述箱体朝向所述第一端盖的一侧滑动。

在一些实施例中，蜗杆第一端的外表面设有外花键，蜗轮箱还包括：

联轴器，连接于蜗杆的第一端，内表面设有内花键，用于与蜗杆第一端的外花键配合以传递扭矩；

销子，卡设于联轴器与蜗杆，用于对联轴器在蜗杆的轴向进行限位。

在一些实施例中，蜗轮箱还包括：

第二端盖，可拆卸地连接于箱体，位于蜗杆第一端的外侧，并沿蜗杆的轴向开设有通孔，以使马达的输出轴能够穿过通孔并连接于联轴器；以及

第三密封圈，设置于第二端盖和箱体之间。

在一些实施例中，蜗轮箱还包括：

第一轴承，支撑于蜗杆的第一端与第二端盖之间，并由蜗杆第一端的第一轴环和第二端盖内侧的第一定位阶梯进行相对于蜗杆轴向的限位；

第二轴承，支撑于蜗杆的第二端与箱体之间，并由蜗杆第二端的第二轴环和箱体内侧的第二定位阶梯进行相对于蜗杆轴向的限位；以及

调整垫片，垫设于第二端盖和箱体之间，用于调整第二端盖相对于箱体沿蜗杆轴向的位置。

在本公开的一个方面，提供一种平地机，包括如前文任一实施例的蜗轮箱。

因此，根据本公开实施例，蜗轮箱不使用蜗轮蜗杆本身的自锁功能，使蜗轮蜗杆的传动效率提升，进而增加铲刀的回转力矩，满足客户带重载回转的使用需求，提升作业效率；并且，由于蜗轮箱的传动效率提升，蜗轮箱的发热量也随之降低，增加了传动润滑油和蜗轮箱密封件的使用寿命；此外，将制动装置放置于蜗杆，由于蜗杆所承受的扭矩较蜗轮的扭矩小很多倍，因此不但缩小了制动装置的空间安装需求，而且降低了制动扭矩，可有效减少摩擦片的磨损速率，并且当铲刀冲击力超过弹簧预紧力时，制动装置摩擦片开始打滑，防止蜗轮蜗杆受到铲刀的冲击而引起的蜗轮蜗杆齿面的损坏。

附图说明

构成说明书的一部分的附图描述了本公开的实施例，并且连同说明书一起用于解释本公开的原理。

参照附图，根据下面的详细描述，可以更加清楚地理解本公开，其中：

图1是根据本公开一些实施例的蜗轮箱的截面结构示意图；

图2是根据本公开一些实施例的蜗轮箱中的制动装置局部的结构示意图。

图中：

1、箱体，11、油孔，12、第二定位阶梯，2、蜗杆，21、第一轴环，22、第二轴环，3、蜗轮，4、输出轴，5、制动装置，51、摩擦片组，511、动片，512、静片，52、调压组件，521、弹簧，522、滑块，523、油腔，524、第一密封圈，525、第二密封圈，6、第一端盖，61、安装座，71、联轴器，72、销子，81、第二端盖，811、第一定位阶梯，82、第三密封圈，91、第一轴承，92、第二轴承，93、调整垫片。

应当明白，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。此外，相同或类似的参考标号表示相同或类似的构件。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本公开的各种示例性实施例。对示例性实施例的描述仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。本公开可以以许多不同的形式实现，不限于这里所述的实施例。提供这些实施例是为了使本公开透彻且完整，并且向本领域技术人员充分表达本公开的范围。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、材料的组分、数字表达式和数值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。

本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指在该词前的要素涵盖在该词后列举的要素，并不排除也涵盖其他要素的可能。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

在本公开中，当描述到特定器件位于第一器件和第二器件之间时，在该特定器件与第一器件或第二器件之间可以存在居间器件，也可以不存在居间器件。当描述到特定器件连接其它器件时，该特定器件可以与所述其它器件直接连接而不具有居间器件，也可以不与所述其它器件直接连接而具有居间器件。

本公开使用的所有术语(包括技术术语或者科学术语)与本公开所属领域的普通技术人员理解的含义相同，除非另外特别定义。还应当理解，在诸如通用字典中定义的术语应当被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义相一致的含义，而不应用理想化或极度形式化的意义来解释，除非这里明确地这样定义。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

如图1～2所示：

在本公开的一个方面，提供一种平地机用蜗轮箱，用于将马达的动力传递给控制铲刀回转角度的回转齿轮，包括：

箱体1；

蜗杆2，可转动地设置于箱体1内部，且第一端动力连接于马达；

蜗轮3，可转动地设置于箱体1内部，并在与蜗杆2啮合传动的过程中不发生自锁；

输出轴4，一端与蜗轮3可传动地连接，另一端动力连接于回转齿轮；以及

制动装置5，设置于蜗杆2的第二端，能够有选择地对蜗杆2制动，并能承载由回转齿轮传递给蜗轮3的冲击载荷。

本公开中的蜗轮3和蜗杆2之间在啮合传动过程中不发生自锁，意指在蜗杆2停止转动时，蜗轮3转动不能使蜗杆2反向转动。蜗轮3和蜗杆2达成自锁的条件为蜗杆2的展开螺旋角小于蜗轮3蜗杆2接触的摩擦角，而本公开中的蜗轮3和蜗杆2之间不发生自锁，此时蜗轮3蜗杆2副的传动效率相对于发生自锁的蜗轮3蜗杆2而言更高，使得铲刀的回转力矩相应增加，满足客户带重载回转的使用需求，提升作业效率。此外，由于蜗轮箱的传动效率提升，蜗轮箱的发热量也随之降低，增加了传动润滑油和蜗轮箱密封件的使用寿命。

而由于本公开中的蜗轮3和蜗杆2之间无法自锁，因此通过在蜗杆2的第二端设置制动装置5对蜗杆2进行制动。由于蜗杆2所承受的扭矩较蜗轮3的扭矩小很多倍，因此本公开中的制动装置5的空间安装需求较低，制动扭矩也较低，进而可有效减少制动装置5的磨损速率。

并且本申请中的制动装置5能够承载由回转齿轮传递给蜗轮3的冲击载荷，即制动装置5与防护装置一体化，使得当平地机的回转齿轮受到较大的冲击载荷时，可由制动装置5对冲击载荷进行承担，防止蜗轮3蜗杆2受到铲刀的冲击而引起的蜗轮3蜗杆2齿面的损坏。

进一步的，为了实现制动装置5对蜗杆2的有选择的制动，在一些实施例中，制动装置5包括：

摩擦片组51，包括可随蜗杆2转动的多个动片511和不随蜗杆2转动的多个静片512，且多个动片511与多个静片512可在垂直于蜗杆2轴向的平面相互摩擦；以及

调压组件52，能够沿蜗杆2的轴向调整多个动片511与多个静片512之间的压力，以改变多个动片511和多个静片512之间的摩擦力。

基于摩擦片组51和调压组件52的配合，本公开可以通过调压组件52调整施加给摩擦片组51中多个动片511和多个静片512之间的压力，改变摩擦片组51内的摩擦力：在需要对蜗杆2制动时，增大摩擦片组51的摩擦力，并通过随蜗杆2转动的多个动片511将制动力矩传递给蜗杆2，从而使蜗杆2相对于箱体1区域静止；而在不需要对蜗杆2制动时，减少摩擦片组51的摩擦力，使得动片511和静片512之间可发生相对转动，进而不对蜗杆2的旋转产生制动力矩。

进一步的，为了实现动片511与蜗杆2之间可传递转动力矩，并为了使静片512不随蜗杆2旋转，在一些实施例中，多个动片511套装于蜗杆2第二端的外周面，并通过花键与蜗杆2在周向相对固定；多个静片512套设于蜗杆2的外周，固定设置于箱体1，并与多个动片511以蜗杆2为轴交替贴设。

进一步的，为了使调压组件52的压力能够以沿蜗杆2轴线的方向作用于摩擦片组51，在一些实施例中，蜗轮箱还包括：

第一端盖6，可拆卸地连接于箱体1，位于蜗杆2第二端的外侧，并在靠近蜗杆2的一侧设有安装座61；

调压组件52包括：

弹簧521，设置于安装座61内，且第一端抵接于安装座61的底部；以及

滑块522，沿蜗杆2的轴向可滑动地设置于弹簧521和摩擦片组51之间，抵接于弹簧521的第二端，能够在弹簧521的弹力作用下抵紧调压组件52。

所述弹簧521被预设为压缩状态，使得抵接于弹簧521的滑块522能够沿蜗杆2轴线的方向抵紧于摩擦片组51，为摩擦片组51提供预设的压力，进而使蜗杆2处于制动状态。所述弹簧521不限于螺旋弹簧521的形式，也可采用蝶形弹簧521或膜片弹簧521等可以提供弹性力的其他形式。

基于弹簧521的预紧力作用，当平地机的回转齿轮受到冲击载荷时作用给蜗杆2的冲击力超过弹簧521预紧力时，制动装置5摩擦片将开始打滑并通过摩擦生热吸收冲击载荷，不进一步将冲击载荷传递给蜗杆2，防止蜗轮3蜗杆2受到铲刀的冲击而引起的蜗轮3蜗杆2齿面的损坏。

进一步的，为了使调压组件52提供给摩擦片组51的压力可调，在一些实施例中，所述滑块522沿所述蜗杆2的外侧壁上设有第一阶梯，所述箱体1内壁上设有与所述第一阶梯相对应的第二阶梯，所述第一阶梯与所述第二阶梯在所述蜗杆2的径向互相配合，所述第一阶梯与所述第二阶梯在所述蜗杆2的轴向具有间隙，所述间隙使所述第一阶梯与所述第二阶梯之间围合成油腔523。

箱体1上开设有油孔11，油孔11连通于油腔523，以使油腔523能够在压力油源的作用下改变自身的容积，进而驱动滑块522沿蜗杆2的轴向滑动。

基于油腔523的设置，调压组件52对制动装置5的状态控制过程为：

当油腔523不通油时，预紧的弹簧521压紧滑块522一侧的端面，进而使滑块522另一侧的端面压紧摩擦片组51中的静片512，使得静片512与相邻的动片511产生摩擦力，并通过该相邻动片511将压力传递给后续的静片512和动片511，摩擦片组51作为一个整体产生的摩擦力最终作为制动力矩通过花键传递给蜗杆2，因此当弹簧521预紧力足够大的时候，蜗轮3蜗杆2将处于锁止状态；

而当油孔11通压力油时，液压油进入由第一阶梯与第二阶梯所围合而成的油腔523，液压油产生的正压力将推动滑块522沿蜗杆2的轴向运动，滑块522运动过程所产生的正压力与弹簧521的作用力方向相反，将推动弹簧521继续被压缩，使得动片511和静片512之间的压力降低、间隙变大，而当压力足够低或当间隙足够大时，动片511与静片512将处于分离状态，摩擦片组51内部的摩擦力解除，蜗轮3蜗杆2将处于解除制动状态。

进一步的，为了实现对油腔523的良好密封，防止压力油的泄漏，在一些实施例中，调压组件52包括：

第一密封圈524，设置于滑块522的外侧壁和箱体1的内壁之间，并沿蜗杆2的轴向位于油腔523靠近第一端盖6的一侧；以及

第二密封圈525，设置于滑块522的外侧壁和箱体1的内壁之间，并沿蜗杆2的轴向位于油腔523远离第一端盖6的一侧。

进一步的，为了限制滑块522的运动方向朝向于弹簧521一侧，在一些实施例中，所述油腔523靠近所述第一端盖6一侧的壁面由所述滑块522上的壁面构成，所述油腔523远离所述第一端盖6一侧的壁面由所述箱体1上的壁面构成，以使所述油腔523的容积发生变化时，所述滑块522能够相对于所述箱体1朝向所述第一端盖6的一侧滑动。

由于油腔523在垂直于蜗杆径向的两个侧壁之间形成配合关系，在油腔523容积变化的过程中距离不可变；而油腔523在垂直于蜗杆轴向上的两个侧壁分别位于滑块522和箱体1上，且垂直于蜗杆轴向上的两个侧壁之间具有间隙，加之滑块522相对于箱体1在蜗杆的轴向上可滑动，因此当油腔523容积变化时，垂直于蜗杆轴向上的两个侧壁间距离将发生变化，进而推动滑块522相对于箱体1滑动。

特别的，由于所述油腔523靠近所述第一端盖6一侧的壁面由所述滑块522上的壁面构成，所述油腔523远离所述第一端盖6一侧的壁面由所述箱体1上的壁面构成，且箱体1不可移动，因此当油腔523的容积发生变化时，滑块522的滑动方向将被限制为相对于所述箱体1朝向所述第一端盖6的一侧滑动。

进一步的，为了实现蜗杆2与马达的动力连接，在一些实施例中，蜗杆2第一端的外表面设有外花键，蜗轮箱还包括：

联轴器71，连接于蜗杆2的第一端，内表面设有内花键，用于与蜗杆2第一端的外花键配合以传递扭矩；

销子72，卡设于联轴器71与蜗杆2，用于对联轴器71在蜗杆2的轴向进行限位。

进一步的，为了防止蜗轮箱内的滑油泄漏以及杂质入侵，在一些实施例中，蜗轮箱还包括：

第二端盖81，可拆卸地连接于箱体1，位于蜗杆2第一端的外侧，并沿蜗杆2的轴向开设有通孔，以使马达的输出轴4能够穿过通孔并连接于联轴器71；以及

第三密封圈82，设置于第二端盖81和箱体1之间。

进一步的，为了使蜗杆2可旋转地安装于箱体1内部，并对蜗杆2进行合理的轴向限位，在一些实施例中，蜗轮箱还包括：

第一轴承91，支撑于蜗杆2的第一端与第二端盖81之间，并由蜗杆2第一端的第一轴环21和第二端盖81内侧的第一定位阶梯811进行相对于蜗杆2轴向的限位；

第二轴承92，支撑于蜗杆2的第二端与箱体1之间，并由蜗杆2第二端的第二轴环22和箱体1内侧的第二定位阶梯12进行相对于蜗杆2轴向的限位；以及

调整垫片93，垫设于第二端盖81和箱体1之间，用于调整第二端盖81相对于箱体1沿蜗杆2轴向的位置。

由蜗杆2的轴向定位依托于位于蜗杆2两侧的两个轴承，因此对第一轴承91和第二轴承92的轴向限位将直接影响蜗杆2在轴向的安装精度。其中的第二轴承92由箱体1进行限位，第一轴承91由第二端盖81进行限位，因此箱体1和第二端盖81沿蜗杆2轴向的相对位置将传导给蜗杆2在轴向的安装精度。基于此，本公开通过设置在第二端盖81和箱体1之间的调整垫片93，调整第二端盖81相对于箱体1沿蜗杆2轴向的位置，从而可以通过改变调整垫片93的数量和/或规格来避免箱体1、蜗杆2或第二端盖81在加工过程中的误差对蜗杆2安装定位的影响。

进一步的，在本公开的一个方面，提供一种平地机，包括如前文任一实施例的蜗轮箱。

因此，根据本公开实施例，蜗轮箱不使用蜗轮3蜗杆2本身的自锁功能，使蜗轮3蜗杆2的传动效率提升，进而增加铲刀的回转力矩，满足客户带重载回转的使用需求，提升作业效率；并且，由于蜗轮箱的传动效率提升，蜗轮箱的发热量也随之降低，增加了传动润滑油和蜗轮箱密封件的使用寿命；此外，将制动装置5放置于蜗杆2，由于蜗杆2所承受的扭矩较蜗轮3的扭矩小很多倍，因此不但缩小了制动装置5的空间安装需求，而且降低了制动扭矩，可有效减少摩擦片的磨损速率，并且当铲刀冲击力超过弹簧521预紧力时，制动装置5摩擦片开始打滑，防止蜗轮3蜗杆2受到铲刀的冲击而引起的蜗轮3蜗杆2齿面的损坏。

至此，已经详细描述了本公开的各实施例。为了避免遮蔽本公开的构思，没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述，完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。

虽然已经通过示例对本公开的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本公开的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本公开的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改或者对部分技术特征进行等同替换。本公开的范围由所附权利要求来限定。