一种自润滑齿轮箱及其工作方法与流程

本发明涉及机械传动，具体为一种自润滑齿轮箱及其工作方法。

背景技术：

1、微电机齿轮箱中的齿轮在高速运转过程中需要良好的润滑，以减少摩擦磨损并延长设备使用寿命，传统齿轮箱采用填充润滑脂或浸油润滑的方式，采用脂润滑时，封闭式齿轮箱内部的润滑脂在长期运转中被甩离齿轮啮合面，引发润滑不足并加剧齿轮磨损；由于封闭式齿轮箱在不拆卸的情况下难以向内部补充润滑脂，耗尽后往往需要整体更换，维护成本较高，采用浸油润滑时，需要在齿轮箱内填充润滑油，浸油润滑对箱体的密封性要求极高，润滑油从轴端等位置发生泄漏；

2、在实际运行中，高速轻载或低速重载等不同工况对润滑的需求存在显著差异，而常规润滑方式无法根据工况动态调节供油量，为实现自动润滑，现有的一些改进方案在齿轮箱内增设润滑机构，但增设机构的润滑控制往往高度依赖电磁铁等电气元件，不仅增加齿轮箱内部的结构复杂度和故障节点，还要求在设备运行时持续为润滑机构供电，现有依靠重力滴油或电磁控制的供油方案相对单一，依然无法使供油量随齿轮转速和负载变化进行自适应调节；

3、此外，现有自动润滑结构的供油位置较为局限，导致润滑介质集中在箱体的某一区域，远离供油点的齿轮啮合面无法得到均匀、充分的润滑，同时，现有齿轮箱普遍缺乏润滑油的内部循环机制，工作过程中由于摩擦产生的金属磨屑无法被过滤和清除，含有杂质的油液滞留在箱体内，造成齿轮的二次磨损。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供了一种自润滑齿轮箱及其工作方法，解决了现有齿轮箱润滑依赖外部动力、供油量无法随转速自适应调节且需频繁维护的技术问题。

2、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种自润滑齿轮箱，包括：

3、箱体，为封闭式壳体结构，所述箱体的外侧盖设有箱盖，为内部各传动及润滑组件提供封闭的工作环境；

4、两根齿轮轴，转动连接在所述箱体内部，两根所述齿轮轴上分别固定连接有相互啮合的主动齿轮和从动齿轮，用于实现动力的传递；

5、储油机构，设置在所述箱体的内壁，用于储存润滑油并引导润滑油流动，储油机构确保齿轮箱内部拥有充足的润滑介质，同时通过内壁结构防止润滑油局部积聚，提升油液循环效率；

6、离心供油机构，设置在所述主动齿轮或从动齿轮上，用于利用离心力将所述储油机构底部的润滑油抽出，所述离心供油机构利用齿轮自身的旋转动能作为动力源，无需额外的电机或传感器，实现转速高时供油多、转速低时供油少的自适应匹配，提高供油可靠性并降低制造成本；

7、油路分配机构，设置在所述箱体的顶部，用于接收所述离心供油机构抽出的润滑油，并向所述主动齿轮与从动齿轮的啮合面定量滴油润滑，所述油路分配机构的设计保证润滑油能够均匀、精准地覆盖各个齿轮啮合面，避免局部润滑不足造成的磨损；

8、回油槽，设置在所述箱体的底部，用于收集滴落的润滑油并在过滤后引导回流至所述储油机构中，所述回油槽实现润滑油的回收、多级过滤与再利用，使设备一次注油即可长期使用，将维护周期延长3至5倍。

9、优选的，所述储油机构包括储油腔，所述储油腔嵌设于所述箱体的内壁并与所述主动齿轮或从动齿轮的轴向位置对应，所述储油腔为环形腔体结构，且所述储油腔的容积占所述箱体内部总容积的10%至15%，所述储油腔的顶部开设有储油腔出油口，所述箱体的顶部外侧固定连接有与所述储油腔内部连通的注油塞。

10、优选的，所述储油腔的内壁开设有导油槽，所述导油槽为多条螺旋形沟槽，所述导油槽的深度为0.5至1.0mm，所述导油槽用于引导润滑油在所述储油腔内沿周向流动，防止润滑油局部积聚。

11、优选的，所述离心供油机构包括多个离心泵叶和离心泵叶片座，多个所述离心泵叶沿周向均匀分布并固定连接在所述主动齿轮或所述从动齿轮的端面上，所述离心泵叶片座固定连接在多个所述离心泵叶远离齿轮端面的一侧，以使所述离心泵叶夹设在齿轮端面与所述离心泵叶片座之间，形成封闭的离心流道。

12、优选的，所述离心泵叶的数量为2至4个，且所述离心泵叶为自齿轮中心向边缘延伸的径向直叶片或后弯叶片。

13、优选的，所述离心供油机构还包括吸油管，所述吸油管为静止固定件，所述吸油管的一端固定插入所述储油机构的底部，所述吸油管的另一端延伸至所述离心泵叶片座的中心处，所述吸油管的管口与所述离心泵叶的入口处呈不接触的悬空状态并形成间隙配合。

14、优选的，所述油路分配机构包括出油管和分配管，所述分配管为固定连接在所述箱体顶部的环形管状结构，所述出油管的底端连通至所述离心泵叶的最外缘出口处，所述出油管的顶端与所述分配管固定连通，所述分配管的下方连通有多个滴油嘴，多个所述滴油嘴的数量与齿轮啮合面的数量相对应，且各所述滴油嘴的出口分别对准所述主动齿轮与从动齿轮啮合面的入口侧，所述分配管的一端固定连接有延伸至所述储油机构顶部的定位支撑杆。

15、优选的，各所述滴油嘴的内径为0.5至1.0mm，且所述滴油嘴的出油口处设有防堵滤网，所述防堵滤网的孔径为0.2mm。

16、优选的，所述回油槽为v形或弧形槽，且所述回油槽的槽底向所述储油腔的方向倾斜，倾斜角度为2°至5°，所述回油槽的最底端开设有与所述储油腔连通的回油孔，所述回油孔与所述储油腔的连通通道内依次设置有粗滤网和精滤网，沿润滑油的回流方向，所述粗滤网设置在所述精滤网的前端，所述粗滤网的孔径为0.5mm，所述精滤网的孔径为0.1mm。

17、本发明还提供一种自润滑齿轮箱工作方法，使用上述的自润滑齿轮箱，包括以下步骤：

18、步骤一：启动电机使齿轮轴驱动主动齿轮旋转，进而带动从动齿轮同步旋转；

19、步骤二：离心泵叶随齿轮同步高速旋转，在离心泵叶片座的中心入口处产生离心负压，将储油机构底部的润滑油经静止的吸油管吸入离心流道内；

20、步骤三：进入离心流道内的润滑油在离心力的作用下向外侧甩出，经由离心泵叶最外缘的出油管泵出，并向上压入至顶部的分配管中，且齿轮转速越高、离心力越大、供油量越大；

21、步骤四：分配管中的润滑油经由各个滴油嘴向下滴落，滴入主动齿轮与从动齿轮啮合面的入口侧，并在齿轮啮合过程中被带入啮合面缝隙，形成保护油膜；

22、步骤五：完成润滑后多余的润滑油及杂质在重力作用下滴落，经由箱体内壁汇聚至底部的回油槽，并顺着倾斜的槽底流向最底端的回油孔；

23、步骤六：汇聚在回油孔的润滑油在自身重力及储油机构抽油负压的双重牵引下，依次穿过粗滤网和精滤网，完成拦截大颗粒铁屑及吸附细粉末的过滤自清洁，随后流回储油腔内，电机持续运转期间，循环进行步骤二至步骤六。

24、本发明提供了一种自润滑齿轮箱及其工作方法。具备以下有益效果：

25、1、本发明通过在主动齿轮或从动齿轮端面设置离心泵叶组成离心供油机构，能够利用齿轮自身的旋转动能作为抽油动力源，无需额外配置电机或传感器，使润滑油的供油量与齿轮转速建立正相关联系，转速低时供油少以避免过量供油造成的搅油损失，转速高时供油多以满足高负荷运转的润滑需求，实现供油量随工况的自适应匹配，提高供油可靠性并降低制造成本。

26、2、本发明通过在箱体顶部设置连通离心供油机构的分配管，并在分配管下方连通多个出口对准齿轮啮合面的滴油嘴，能够将润滑油均匀分配并定量滴入主动齿轮与从动齿轮啮合面的入口侧，确保主动齿轮与从动齿轮之间的每个啮合面都能获得充分的润滑介质，形成稳定的保护油膜，避免因局部润滑不足造成的机械磨损。

27、3、本发明通过在箱体底部设置向储油腔方向倾斜的回油槽，并在回油孔的连通通道内依次布置粗滤网和精滤网，能够依靠重力收集完成润滑后滴落的多余润滑油，经过滤网拦截大颗粒铁屑及吸附金属粉末后引导洁净油液回流至储油腔中，实现润滑油的回收、自清洁过滤和循环再利用，设备一次注油即可长期使用，将维护周期延长3至5倍。