CN115718202A - 齿轮箱测速装置和齿轮箱 - Google Patents

Abstract

本发明提供的齿轮箱测速装置，用于检测齿轮箱的动力输出轴的转速，动力输出轴上设置有输出齿轮，该齿轮箱测速装置包括测速齿轮输出轴、测速齿轮和转速传感器。测速齿轮输出轴用于沿动力输出轴的延伸方向传动连接于动力输出轴的一端，使得测速齿轮输出轴与动力输出轴的转速相同。测速齿轮传动连接于测速齿轮输出轴，具有与测速齿轮输出轴和动力输出轴相同的转速，且测速齿轮的齿数大于输出齿轮的齿数，转速传感器用于测量测速齿轮的转速。通过测量测速齿轮的转速，得到动力输出轴的转速，同时得到转速精度大于通过测量输出齿轮得到的转速。本发明提供的齿轮箱包括齿轮箱体和齿轮箱测速装置。

Description

齿轮箱测速装置和齿轮箱

技术领域

本发明涉及齿轮箱技术领域，更具体地说，涉及一种齿轮箱测速装置和齿轮箱。

背景技术

跨座式单轨车辆与常见的地铁、轻轨等钢轮车辆在结构和外形上有很大不同，它的车辆骑跨在单根轨道梁上运行，且走行轮由橡胶充气轮胎取代传统车辆的钢制车轮实现载运。

现有跨座式单轨车辆的齿轮箱测速方案是将测速传感器安装于齿轮箱的动力输出轴，将动力输出轴上的输出齿轮作为测速齿轮，一般输出齿轮为输出被动斜齿轮，其主要功能为传递扭矩，具有模数较大、齿数较少的特点，采用输出齿轮作为测速齿轮会导致测速精度较低，在对行车数据准确程度要求越来越高的前提下，这种测速方案已无法满足测速需求。

因此，如何提高齿轮箱的测速精度，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种齿轮箱测速装置，以提高齿轮箱的测速精度。

本发明的另一目的在于提供一种具有上述齿轮箱测速装置的齿轮箱。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种齿轮箱测速装置，用于检测齿轮箱的动力输出轴的转速，所述动力输出轴上设置有输出齿轮，包括：

测速齿轮输出轴，用于沿所述动力输出轴的延伸方向传动连接于所述动力输出轴的一端；

测速齿轮，传动连接于所述测速齿轮输出轴，且所述测速齿轮的齿数大于所述输出齿轮的齿数；

转速传感器，用于测量所述测速齿轮的转速。

优选地，在上述的齿轮箱测速装置中，所述测速齿轮输出轴包括：

齿轮安装部，所述齿轮安装部的第一端为连接端板，所述测速齿轮固定套装于所述齿轮安装部的第二端；

输出轴配合部，第一端连接于所述连接端板，第二端向所述测速齿轮的方向延伸，并与所述动力输出轴的端部孔嵌套配合，且所述输出轴配合部与所述齿轮安装部之间具有间隙；

输出轴连接部，连接于所述输出轴配合部的第二端，用于与所述动力输出轴的端面连接。

优选地，在上述的齿轮箱测速装置中，所述输出轴连接部、输出轴配合部与所述齿轮安装部为一体式结构，且所述输出轴连接部通过紧固件安装于所述动力输出轴的端面上。

一种齿轮箱，包括：

齿轮箱体，所述齿轮箱体内转动设置有动力输出轴；

齿轮箱测速装置，为上述的齿轮箱测速装置，所述测速齿轮输出轴沿所述动力输出轴的延伸方向传动连接于所述动力输出轴的一端，所述转速传感器设置于所述齿轮箱体。

优选地，在上述的齿轮箱中，所述转速传感器为霍尔传感器，且为设置于所述齿轮箱体的两个。

优选地，在上述的齿轮箱中，所述齿轮箱体包括：

箱体本体，所述动力输出轴转动设置于所述箱体本体内；

输出轴外端盖，设置于所述箱体本体的一侧，所述测速齿轮输出轴穿设于所述输出轴外端盖；

测速连接盖，设置于所述输出轴外端盖远离所述箱体本体的一侧，且所述测速连接盖与所述输出轴外端盖之间形成测速齿轮腔，所述测速齿轮设置于所述测速齿轮腔内，所述转速传感器设置于所述测速齿轮腔的腔体壁上。

优选地，在上述的齿轮箱中，所述输出轴外端盖包括：

支撑端板，所述支撑端板上开设有供所述测速齿轮输出轴穿过的支撑孔；

第一连接部和第二连接部，均设置于所述支撑端板的外侧，且分别向所述支撑端板的两侧延伸，所述第一连接部的一端嵌入所述箱体本体的端部孔内，且所述第一连接部的外侧设置有与所述箱体本体的端面连接的紧固板，所述第二连接部与所述测速连接盖连接，且所述支撑端板、第二连接部与所述测速连接盖之间形成所述测速齿轮腔。

优选地，在上述的齿轮箱中，所述测速齿轮输出轴与所述支撑孔之间通过迷宫型密封结构进行密封。

优选地，在上述的齿轮箱中，所述测速齿轮输出轴设置有通油槽，所述支撑端板靠近所述动力输出轴的一侧设置有用于向所述通油槽内导油的导油板。

优选地，在上述的齿轮箱中，所述支撑端板开设有回油道，所述回油道的两端分别与所述测速齿轮腔和所述箱体本体连通；

所述箱体本体设置有第一进油道，所述第一连接部设置有第二进油道，所述第一进油道和所述第二进油道连通。

本发明提供的齿轮箱测速装置，用于检测齿轮箱的动力输出轴的转速，动力输出轴上设置有输出齿轮，该齿轮箱测速装置包括测速齿轮输出轴、测速齿轮和转速传感器。测速齿轮输出轴用于沿动力输出轴的延伸方向传动连接于动力输出轴的一端，使得测速齿轮输出轴与动力输出轴的转速相同。测速齿轮传动连接于测速齿轮输出轴，具有与测速齿轮输出轴和动力输出轴相同的转速，且测速齿轮的齿数大于输出齿轮的齿数，转速传感器用于测量测速齿轮的转速。通过测量测速齿轮的转速，得到动力输出轴的转速，同时得到转速精度大于通过测量输出齿轮得到的转速。

本发明提供的齿轮箱包括齿轮箱体和齿轮箱测速装置。齿轮箱体内转动设置有动力输出轴，齿轮箱测速装置为上述的齿轮箱测速装置，测速齿轮输出轴沿动力输出轴的延伸方向传动连接于动力输出轴的一端，转速传感器设置于齿轮箱体。由于具有上述齿轮箱测速装置，所以同样具有上述优点，在此不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的齿轮箱的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的齿轮箱的局部结构示意图；

图3为本发明实施例提供的齿轮箱测速装置的油道示意图；

图4为本发明实施例提供的齿轮箱测速装置的结构示意图；

图5为图4中K处的局部放大图；

图6为本发明实施例提供的测速齿轮输出轴的局部剖视图；

图7为本发明实施例提供的测速齿轮输出轴的剖面图。

其中，10为测速齿轮输出轴，11为齿轮安装部，12为连接端板，13为输出轴配合部，14为输出轴连接部，15为通油槽，16为轴连接孔，20为测速齿轮，30为转速传感器，40为轴端螺母；

100为齿轮箱体，110为箱体本体，111为第一进油道，112为第二进油道，120为输出轴外端盖，121为导油板，122为回油道，130为测速连接盖，140为输出轴内端盖，150为动力输出轴，151为圆锥滚子轴承内圈，152为圆锥滚子轴承外圈，153为花键，160为输出齿轮，170为积油池。

具体实施方式

本发明的核心在于公开一种齿轮箱测速装置，以提高齿轮箱的测速精度。

本发明的另一核心在于公开一种具有上述齿轮箱测速装置的齿轮箱。

以下，参照附图对实施例进行说明。此外，下面所示的实施例不对权利要求所记载的发明内容起任何限定作用。另外，下面实施例所表示的构成的全部内容不限于作为权利要求所记载的发明的解决方案所必需的。

如图1所示，本发明实施例公开的齿轮箱测速装置，用于检测齿轮箱的动力输出轴150的转速，动力输出轴150上设置有输出齿轮160。现有技术中，输出齿轮160作为测速齿轮，由于其功能为传递扭矩，齿数较少，使得通过检测输出齿轮160的轮齿来判断转速的转速传感器30的检测精度较低。

基于此，本发明实施例公开的齿轮箱测速装置包括测速齿轮输出轴10、测速齿轮20和转速传感器30。

其中，测速齿轮输出轴10用于沿动力输出轴150的延伸方向传动连接于动力输出轴150的一端，具体的可通过直连的方式连接在动力输出轴150的一端，使得测速齿轮输出轴10与动力输出轴150具有相同的转动速度，以便通过检测测速齿轮输出轴10的转速间接得到动力输出轴150的转速。若通过传动装置实现动力输出轴150与测速齿轮输出轴10的传动连接，可通过软件抵消掉传动比导致的转速变化。

测速齿轮20传动连接于测速齿轮输出轴10，使测速齿轮20与测速齿轮输出轴10具有相同的转速，进一步地，使测速齿轮20与动力输出轴150具有相同的转速，从而可以通过检测测速齿轮20的转速间接得到动力输出轴150的转速。且测速齿轮20的齿数大于输出齿轮160的齿数。具体地，测速齿轮20与测速齿轮输出轴10之间可以通过键连接，同时测速齿轮输出轴10上设置有限位台阶，可以通过轴端螺母40将测速齿轮20压紧于测速齿轮输出轴10的限位台阶上。本领域技术人员可以理解的是，测速齿轮20的齿数越多，测量精度越高，但制造难度越大，本领域技术人员可以根据需求设计测速齿轮20的齿数。

转速传感器30，用于测量测速齿轮20的转速。

本发明公开的齿轮箱测速装置，可以通过检测测速齿轮20的转速间接得到动力输出轴150的转速。相较于现有技术通过测量输出齿轮160的转速得到动力输出轴150的转速，本发明通过检测齿数多于输出齿轮160的测速齿轮20的转速来得到动力输出轴150的转速，提高了测速的精度。

为了使测速齿轮输出轴10更好地实现传递动力的作用，结合图6和图7，测速齿轮输出轴10包括齿轮安装部11、输出轴配合部13和输出轴连接部14。

齿轮安装部11的第一端为连接端板12，连接端板12用于与输出轴配合部13连接，测速齿轮20固定套装于齿轮安装部11的第二端，使得测速齿轮20与齿轮安装部11具有相同的转速。

输出轴配合部13的第一端连接于连接端板12，第二端向测速齿轮20的方向延伸，即输出轴配合部13和测速齿轮20位于连接端板12的同一侧，且输出轴配合部13与齿轮安装部11沿动力输出轴150的延伸方向具有一定的重合区间；输出轴配合部13的第二端与动力输出轴150的端部孔嵌套配合，形成定位，可增强测速齿轮输出轴10与动力输出轴150之间的连接强度；输出轴配合部13与齿轮安装部11之间具有间隙，用于形成凹腔，以与齿轮箱内的油路进行配合。

在本发明公开的一具体的实施例中，输出轴连接部14、输出轴配合部13与齿轮安装部11为一体式结构，以使测速齿轮输出轴10具有足够的连接强度。且输出轴连接部14通过紧固件安装于动力输出轴150的端面上。具体地，紧固件可以为螺栓，输出轴连接部14上开设有轴连接孔16，紧固件穿过轴连接孔16螺纹连接在动力输出轴150的螺纹孔上。

本发明还公开了一种齿轮箱，包括齿轮箱体100和齿轮箱测速装置。齿轮箱体100内转动设置有动力输出轴150，用于输出动力。齿轮箱测速装置为上述的齿轮箱测速装置，测速齿轮输出轴10沿动力输出轴150的延伸方向传动连接于动力输出轴150的一端，转速传感器30设置于齿轮箱体100。由于具有上述的齿轮箱测速装置，所以同样具有上述优点，在此不再赘述。

具体地，动力输出轴150上传动连接有输出齿轮160，输出齿轮160套设于动力输出轴150上，且动力输出轴150与输出齿轮160通过连接件连接，连接件可以为螺栓。动力输出轴150与齿轮箱体100之间可用过圆锥滚子轴承转动连接，圆锥滚子轴承包括圆锥滚子轴承内圈151和圆锥滚子轴承外圈152。位于齿轮箱体100两端的端部口分别通过螺栓连接设置有输出轴内端盖140和输出轴外端盖120，且输出轴内端盖140和输出轴外端盖120与齿轮箱体100之间通过O型密封圈密封。动力输出轴150上设置有两套圆锥滚子轴承，且两个圆锥滚子轴承的圆锥滚子轴承内圈151分别套设于动力输出轴150的两端，动力输出轴150设置于齿轮箱体100内，两个圆锥滚子轴承的圆锥滚子轴承外圈152分别设置于输出轴内端盖140和输出轴外端盖120朝向齿轮箱体100的一侧，使得动力输出轴150转动设置于齿轮箱体100内。

为了提高测速精度，转速传感器30为霍尔传感器。霍尔传感器是一种基于霍尔效应的磁电传感器，测速齿轮20采用导磁性良好的材料，由于霍尔效应，当测速齿轮20旋转时，每转过一个齿根齿顶，霍尔传感器内部的磁场发生一次变化，并产生不同的霍尔电动势，记作一个变化周期，通过计算变化周期的时间可计算动力输出轴150的转速。

为了防止转速传感器30在作业过程中发生故障，转速传感器30为设置于齿轮箱体100的两个，当一个转速传感器30发生故障，另一个可作为备用，以避免一个转速传感器30失灵导致对齿轮箱动力输出轴150的测速数据传输不及时。

为了更好地实现齿轮箱100的功能，齿轮箱体100包括箱体本体110、输出轴外端盖120和测速连接盖130。

动力输出轴150转动设置于箱体本体110内，用于与输出齿轮160传动配合进行动力输出。进一步地，动力输出轴150设置有输出轴内孔，输出轴内孔与动力输出轴150的端部孔连通，用于与驱动轴传动配合，输出轴内孔与驱动轴之间可通过花键153进行连接。

输出轴外端盖120设置于箱体本体110的一侧，此为现有技术，在此不再赘述。测速齿轮输出轴10穿设于输出轴外端盖120，外伸于箱体本体110的一端用于与测速齿轮20传动配合。

测速连接盖130设置于输出轴外端盖120远离箱体本体110的一侧，且测速连接盖130与输出轴外端盖120之间形成测速齿轮腔，测速齿轮20设置于测速齿轮腔内，形成的测速齿轮腔为测速齿轮20提供密闭的作业环境，以避免外界粉尘的影响。转速传感器30设置于测速齿轮腔的腔体壁上，用于通过测量测速齿轮20的转速从而得到动力输出轴150的转速。

本领域技术人员可以理解，相较于将测速齿轮20安装于输出齿轮160旁，并将转速传感器30的探头伸入箱体本体110的内部，本发明公开的齿轮箱结构设计紧凑，且尽可能保证了齿轮箱的现有结构，对齿轮箱的改动量较少，使改动后的齿轮箱的体积较小、重量较轻。同时提高了测速的精度以及并避免了转速传感器30的探头伸入箱体本体110后由于振动等因素对转速传感器30的寿命的影响。

为了实现输出轴外端盖120所承担的支撑、密封等多种功能，结合图2，输出轴外端盖120包括支撑端板、第一连接部和第二连接部。

支撑端板上开设有供测速齿轮输出轴10穿过的支撑孔，测速齿轮输出轴10的齿轮安装部11穿过支撑孔并与测速齿轮20传动连接。

第一连接部和第二连接部，均设置于支撑端板的外侧，且分别向支撑端板的两侧延伸。其中，第一连接部的一端嵌入箱体本体110的端部孔内，用于与支撑端板配合并对箱体本体110进行密封，第一连接部的外侧设置有与箱体本体110的端面连接的紧固板，用于将输出轴外端盖120与箱体本体110进行固定。具体地，紧固板开设有通孔，箱体本体110的端面开设有螺纹孔，螺栓穿过通孔并与螺纹孔螺纹配合锁紧。第二连接部与测速连接盖130连接，且支撑端板、第二连接部与测速连接盖130之间形成测速齿轮腔，以为测速齿轮20提供密闭的作业环境。

在本发明公开的一具体的实施例中，第二连接部上设置有两个安装座，且每个安装座上分别设置有一个转速传感器30，两个转速传感器30在第二连接部的安装平面上的夹角为30°，且转速传感器30与第二连接部之间通过O型密封圈密封。第二连接部与测速连接盖130之间通过螺栓进行连接。

为了避免箱体本体110内的润滑油从支撑端板上的支撑孔与测速齿轮输出轴10之间的间隙中过多的流入测速齿轮腔，结合图4和图5，测速齿轮输出轴10与支撑孔之间通过迷宫型密封结构进行密封。

由于齿轮箱体100内的各个传动部件在作业时需要润滑油的润滑，为了使润滑油能在齿轮箱体100内进行流通，齿轮箱体100内设置有用于引导润滑油流向的结构。结合图6和图7，测速齿轮输出轴10设置有通油槽15，通油槽15位于齿轮安装部11的连接端板12上，且与输出轴150内孔连通，支撑端板靠近动力输出轴150的一侧设置有用于向通油槽15导油的导油板121。导油板121的一端伸入测速齿轮输出轴10的输出轴配合部13和齿轮安装部11之间，从支撑端板滑落的润滑油流至导油板121之后，可以进一步流入通油槽15，并由通油槽15流入动力输出轴150的输出轴内孔，进而在离心力的作用下润滑位于输出轴内孔的花键153。

为了进一步实现润滑油在齿轮箱体100内的流通，支撑端板开设有回油道122，回油道122的两端分别与测速齿轮腔和箱体本体110连通，当测速齿轮腔内的润滑油积累过多时可以从回油道122流回箱体本体110。

结合图3和图4，箱体本体110设置有第一进油道111，第一连接部设置有第二进油道112，第一进油道111和第二进油道112连通。由于在输出齿轮160转动的过程中会将润滑油甩出，通过设置于箱体本体110的积油池可以对飞溅的润滑油进行收集，积油池内的润滑油可在重力的作用下流入第一进油道111并进入第二进油道112。进入第二进油道112的部分润滑油会垂直向下流入设置在支撑端板上的导油板121内，并沿导油板121穿过通油槽15最终流入动力输出轴150的输出轴内孔；部分润滑油会沿支撑端板壁向下流动至圆锥滚子轴承处润滑圆锥滚子轴承并最终流回箱体本体110内；部分润滑油会沿支撑端板上的支撑孔流入测速齿轮腔内，并通过回油道122流回箱体本体110内。

相较于现有技术，本发明实施例公开的齿轮箱测速装置的测速齿轮输出轴10和测速齿轮20均密闭设置于齿轮箱体100内，且齿轮箱的密封和回油结构能够保证在输出齿轮160转动的过程中，润滑油能够充分地润滑转动部件并且保证润滑油密封紧密不外漏，同时能够通过回油结构确保润滑油的充分利用。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”和“第二”等是用于区别不同的对象，而不是用于描述特定的顺序。此外术语“包括”和“具有”以及他们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、***、产品或设备没有设定于已列出的步骤或单元，而是可包括没有列出的步骤或单元。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种齿轮箱测速装置，用于检测齿轮箱的动力输出轴(150)的转速，所述动力输出轴(150)上设置有输出齿轮(160)，其特征在于，包括：

测速齿轮输出轴(10)，用于沿所述动力输出轴(150)的延伸方向传动连接于所述动力输出轴(150)的一端；

测速齿轮(20)，传动连接于所述测速齿轮输出轴(10)，且所述测速齿轮(20)的齿数大于所述输出齿轮(160)的齿数；

转速传感器(30)，用于测量所述测速齿轮(20)的转速。

2.如权利要求1所述的齿轮箱测速装置，其特征在于，所述测速齿轮输出轴(10)包括：

齿轮安装部(11)，所述齿轮安装部(11)的第一端为连接端板(12)，所述测速齿轮(20)固定套装于所述齿轮安装部(11)的第二端；

输出轴配合部(13)，第一端连接于所述连接端板(12)，第二端向所述测速齿轮(20)的方向延伸，并与所述动力输出轴(150)的端部孔嵌套配合，且所述输出轴配合部(13)与所述齿轮安装部(11)之间具有间隙；

输出轴连接部(14)，连接于所述输出轴配合部(13)的第二端，用于与所述动力输出轴(150)的端面连接。

3.如权利要求2所述的齿轮箱测速装置，其特征在于，所述输出轴连接部(14)、输出轴配合部(13)与所述齿轮安装部(11)为一体式结构，且所述输出轴连接部(14)通过紧固件安装于所述动力输出轴(150)的端面上。

4.一种齿轮箱，其特征在于，包括：

齿轮箱体(100)，所述齿轮箱体(100)内转动设置有动力输出轴(150)；

齿轮箱测速装置，为如权利要求1～3任意一项所述的齿轮箱测速装置，所述测速齿轮输出轴(10)沿所述动力输出轴(150)的延伸方向传动连接于所述动力输出轴(150)的一端，所述转速传感器(30)设置于所述齿轮箱体(100)。

5.如权利要求4所述的齿轮箱，其特征在于，所述转速传感器(30)为霍尔传感器，且为设置于所述齿轮箱体(100)的两个。

6.如权利要求4所述的齿轮箱，其特征在于，所述齿轮箱体(100)包括：

箱体本体(110)，所述动力输出轴(150)转动设置于所述箱体本体(110)内；

输出轴外端盖(120)，设置于所述箱体本体(110)的一侧，所述测速齿轮输出轴(10)穿设于所述输出轴外端盖(120)；

测速连接盖(130)，设置于所述输出轴外端盖(120)远离所述箱体本体(110)的一侧，且所述测速连接盖(130)与所述输出轴外端盖(120)之间形成测速齿轮腔，所述测速齿轮(20)设置于所述测速齿轮腔内，所述转速传感器(30)设置于所述测速齿轮腔的腔体壁上。

7.如权利要求6所述的齿轮箱，其特征在于，所述输出轴外端盖(120)包括：

支撑端板，所述支撑端板上开设有供所述测速齿轮输出轴(10)穿过的支撑孔；

第一连接部和第二连接部，均设置于所述支撑端板的外侧，且分别向所述支撑端板的两侧延伸，所述第一连接部的一端嵌入所述箱体本体(110)的端部孔内，且所述第一连接部的外侧设置有与所述箱体本体(110)的端面连接的紧固板，所述第二连接部与所述测速连接盖(130)连接，且所述支撑端板、第二连接部与所述测速连接盖(130)之间形成所述测速齿轮腔。

8.如权利要求7所述的齿轮箱，其特征在于，所述测速齿轮输出轴(10)与所述支撑孔之间通过迷宫型密封结构进行密封。

9.如权利要求7所述的齿轮箱，其特征在于，所述测速齿轮输出轴(10)设置有通油槽(15)，所述支撑端板靠近所述动力输出轴(150)的一侧设置有用于向所述通油槽(15)内导油的导油板(121)。

10.如权利要求7所述的齿轮箱，其特征在于，所述支撑端板开设有回油道(122)，所述回油道(122)的两端分别与所述测速齿轮腔和所述箱体本体(110)连通；

所述箱体本体(110)设置有第一进油道(111)，所述第一连接部设置有第二进油道(112)，所述第一进油道(111)和所述第二进油道(112)连通。

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