为此，通常需要在轧机和电机之间布置一齿轮 变速箱， 来适应较宽的轧制速 度变化范围的要求， 且线材的轧制生产中， 要求各连轧机之间的转速有一定的速 比关系， 如秒流量相等的关系。 另外， 也要求各连轧机之间的距离较近， 特别是 精轧机组或减定径机组， 往往采用集中传动方式， 即， 单个齿轮箱采用一输入四 输出或更多的输出的方式，各输出之间通过齿 轮传动形成一定的速比关系， 而现 有的这种类型的齿轮变速箱传动装置，为了获 得多个输出轴之间的速比关系和实 现大范围的变速， 使得其结构复杂， 制造和使用成本高， 且由于全部速比变换通 过离合器实现， 离合器数量较多， 造成变速可靠性低， 可维护性差， 生产中易出 事故， 使得生产效率较低； 另外， 在高速轧制时， 由于现有变速器结构复杂， 齿 轮传动环节多，使得故障率也较高，难以实现 稳定的轧制生产和进一步提高轧制 速度。

鉴于此，本发明旨在提出一种用于高速轧机的 齿轮变速装置， 该用于高速轧 机的齿轮变速装置不仅结构简单、可靠性好， 且能够满足连续轧机间的紧凑布置 和灵活调节速比实现高速轧制的要求。 发明内容

本发明要解决的技术问题是提出一种用于高速 轧机的齿轮变速装置，该用于 高速轧机的齿轮变速装置不仅结构简单、可靠 性好， 且能够满足连续轧机间的紧 凑布置和灵活调节速比实现高速轧制的的要求 。

要实现上述技术目的，本发明用于高速轧机的 齿轮变速装置，包括一级齿轮 传动模块和二级齿轮传动模块；

所述一级齿轮传动模块包括输入轴和过渡轴， 所述输入轴上设有主动齿轮 组，所述过渡轴上设有与所述主动齿轮组啮合 的过渡齿轮组，所述主动齿轮组和 过渡齿轮组中的其中之一与其转轴转动配合， 其中之一与其转轴同步转动，所述 与齿轮转动配合的输入轴或过渡轴上设有用于 接合转轴与齿轮组的离合器 I； 所述二级齿轮传动模块包括输出轴和传动轴， 所述输出轴上设有输出齿轮 组，所述传动轴上设有与所述输出齿轮组啮合 的传动齿轮组，所述输出齿轮组和 传动齿轮的其中之一与其转轴转动配合，其中 之一与其转轴同步转动，所述与齿 轮转动配合的输出轴或传动轴上设有用于接合 转轴与齿轮组的离合器 I I；

所述传动齿轮组与过渡齿轮组啮合。

进一步，所述主动齿轮组包括与所述输入轴转 动配合的两个主动齿轮，所述 过渡齿轮组包括与所述主动齿轮组一一对应并 相互啮合的两个过渡齿轮，所述离 合器 I设置在输入轴上并位于两主动齿轮之间；

进一步，所述离合器 I上设有齿圈，所述两主动齿轮面向离合器 I的一侧均 设有用于与所述齿圈啮合的外齿；

进一步，所述输出齿轮组包括与所述输出轴转 动配合的两个输出齿轮，所述 传动齿轮组包括与所述输出齿轮组一一对应并 相互啮合的两个传动齿轮，所述离 合器 I I设置在输出轴上并位于两输出齿轮之间；

进一步，所述离合器 I I上设有齿圈，所述两输出齿轮面向离合器 I I的一侧 均设有用于与所述齿圈啮合的外齿；

进一步， 所述过渡齿轮组和传动齿轮组中分别有一个齿 轮相互啮合； 进一步， 所述输出轴和传动轴分别向两对轧机辊组输出 动力；

进一步，还包括输出轴 I I，所述输出轴 I I上设有与其同步转动的从动齿轮， 所述从动齿轮与所述传动齿轮组啮合， 所述输出轴和输出轴 I I分别向两对轧机 辊组输出动力；

进一步，所述一级齿轮传动模块和二级齿轮传 动模块呈上下两层布置，所述 一级齿轮传动模块位于上层， 二级齿轮传动模块位于下层；

进一步， 所述输入轴位于上层， 所述过渡轴和二级齿轮传动模块位于下层。 本发明的有益效果为：

1、 本发明用于高速轧机的齿轮变速装置的一级齿 轮传动模块通过离合器 I 主动齿轮组或过渡齿轮组选择性的与其转轴接 合， 可组合出多条传动路线， 从而 得到不同的传动比； 二级齿轮传动模块通过离合器 II控制输出齿轮组或传动齿 轮组选择性的与其转轴接合， 也可组合出多条传动路线， 并得到不同的传动比； 采用两级齿轮传动模块能够得到更多的传动比 和传动路线； 因此，本发明用于高 速轧机的齿轮变速装置不仅结构简单， 离合器的数量少， 传动的可靠性高， 维护 容易，制造和使用成本低， 而且能够满足连续轧机间的紧凑布置和灵活调 节速比 实现高速轧制的的要求。

2、通过传动轴或增加输出轴 II输出动力， 与输出轴一起构成一输入两输出 的齿轮变速系统。

3、 通过将一级齿轮传动模块和二级齿轮传动模块 设置为上下两层布置， 结 构更加紧凑， 满足了轧机之间布置紧凑的要求。

4、 将两台或两台以上本发明用于高速轧机的齿轮 变速装置组合使用， 可实 现多输入多输出齿轮变速传动系统， 不仅保证了轧机之间布置紧凑的要求， 而且 通过调节离合器 I和离合器 II的位置以及变频控制调节多个输入电机的转� ��， 可实现无级的速比组合关系，使得轧机间的速 比关系具有更大的柔性和使用灵活 性； 另外，本发明用于高速轧机的齿轮变速装置改 变了旧有的不灵活的齿轮变速 装置的组合传动方式，即将一台电机驱动四台 轧机变为两台电机配合两个变速箱 驱动四台轧机，使得轧机间速比和孔型设计具 有了更大的灵活性，满足了高速线 材多规格、 小批量、 高生产率轧制生产的发展趋势。 附图说明 图 1为本发明用于高速轧机的齿轮变速装置第一� �施例的上层结构示意图； 图 2为本实施例的下层结构示意图；

图 3为本发明用于高速轧机的齿轮变速装置第二� �施例的上层结构示意图； 图 4为本实施例的下层结构示意图；

图 5为本发明用于高速轧机的齿轮变速装置第三� �施例的上层结构示意图； 图 6为本实施例的下层结构示意图；

图 7 为采用第二实施例和第三实施例的用于高速轧 机的齿轮变速装置组合 得到的多输入多输出齿轮变速传动系统的上层 结构示意图；

图 8为多输入多输出齿轮变速传动系统的下层结� �示意图。 附图标记说明：

1-输入轴； 2-过渡轴； 3-离合器 I； 4-主动齿轮； 5-主动齿轮； 6-过渡齿轮； 7-过渡齿轮； 8-齿圈； 9-输出轴； 10-传动轴； 11-离合器 I I； 12-输出齿轮； 13- 输出齿轮； 14-传动齿轮； 15-传动齿轮； 16-齿圈； 17-输出轴 I I； 18-从动齿轮。 具体实施方式 下面结合附图对本发明的具体实施方式作详细 说明。

第一实施例

如图 1所示，为本发明用于高速轧机的齿轮变速装� �第一实施例的上层结构 示意图； 图 2为本实施例的下层结构示意图。

本实施例用于高速轧机的齿轮变速装置，包括 一级齿轮传动模块和二级齿轮 传动模块。 一级齿轮传动模块包括输入轴 1和过渡轴 2， 输入轴 1上设有主动齿 轮组， 过渡轴 2上设有与主动齿轮组啮合的过渡齿轮组， 主动齿轮组和过渡齿轮 组中的其中之一与其转轴转动配合，其中之一 与其转轴同步转动， 与齿轮转动配 合的输入轴 1或过渡轴 2上设有用于接合转轴与齿轮组的离合器 I 3。

如图所示， 本实施例的主动齿轮组包括与输入轴 1 转动配合的两个主动齿 轮， 分别为主动齿轮 4和主动齿轮 5， 主动齿轮 4和主动齿轮 5均通过轴承套装 在输入轴 1上， 实现与输入轴 1转动配合。过渡齿轮组包括与主动齿轮组一� �对 应并相互啮合的两个过渡齿轮， 分别为过渡齿轮 6和过渡齿轮 7， 过渡齿轮 6和 过渡齿轮 7均固定设置在过渡轴 2上与过渡轴 2同步转动，主动齿轮 4和过渡齿 轮 6啮合， 主动齿轮 5与过渡齿轮 7啮合。

离合器 I 3设置在输入轴 1上并位于主动齿轮 4和主动齿轮 5之间， 离合器 I 3上设有齿圈 8， 主动齿轮 4和主动齿轮 5面向离合器 I 3的一侧均设有用于 与齿圈啮合的外齿。

离合器 I 3有三个位置状态： 分别与主动齿轮 4或主动齿轮 5啮合， 使得主 动齿轮 4或主动齿轮 5与输入轴 1接合并转动； 离合器 I 3位于主动齿轮 4和主 动齿轮 5之间时， 不与主动齿轮 4和主动齿轮 5啮合， 此时输入轴 1空转。

二级齿轮传动模块包括输出轴 9和传动轴 10， 输出轴 9上设有输出齿轮组， 传动轴 10上设有与输出齿轮组啮合的传动齿轮组， 输出齿轮组和传动齿轮的其 中之一与其转轴转动配合，其中之一与其转轴 同步转动， 与齿轮转动配合的输出 轴或传动轴上设有用于接合转轴与齿轮组的离 合器 II 11。

输出齿轮组包括与输出轴 9转动配合的两个输出齿轮， 分别为输出齿轮 12 和输出齿轮 13， 输出齿轮 12和输出齿轮 13均通过轴承套装在输出轴 9上， 实 现与输出轴 9之间的转动配合。传动齿轮组包括与输出齿� �组一一对应并相互啮 合的两个传动齿轮， 分别为传动齿轮 14和传动齿轮 15， 传动齿轮 14和传动齿 轮 15均固定设置在传动轴 10上， 实现与传动轴 10同步转动，传动齿轮 14与输 出齿轮 12啮合， 传动齿轮 15与输出齿轮 13啮合。

离合器 II 11设置在输出轴 9上并位于输出齿轮 12和输出齿轮 13之间； 离 合器 II 11上设有齿圈 16， 输出齿轮 12和输出齿轮 13面向离合器 II 11的一 侧均设有用于与齿圈 16啮合的外齿。

离合器 II 11有三个位置状态： 分别与输出齿轮 12或输出齿轮 13啮合， 使 得输出齿轮 12或输出齿轮 13与输出轴 9接合并驱动输出轴 9转动， 当离合器 II 11位于输出齿轮 12和输出齿轮 13之间时， 不与输出齿轮 12和输出齿轮 13 啮合， 此时输出齿轮 12和输出齿轮 13空转。

本实施例的传动齿轮组与过渡齿轮组啮合，且 过渡齿轮组和传动齿轮组中分 别只有一个齿轮相互啮合， 具体的为传动齿轮 15和过渡齿轮 7啮合， 使得二级 齿轮传动模块在一级齿轮传动模块带动下转动 。

本实施例的输出轴 9和传动轴 10分别向两对轧机辊组输出动力， 即为一轴 输入两轴输出， 且输出轴 9和传动轴 10的转动方向相反。

本实施例用于高速轧机的齿轮变速装置呈上下 两层结构，即一级齿轮传动模 块和二级齿轮传动模块呈上下两层布置，一级 齿轮传动模块位于上层， 二级齿轮 传动模块位于下层，采用该结构的齿轮变速装 置结构更加紧凑， 能够满足轧机之 间布置紧凑的要求。

本实施例用于高速轧机的齿轮变速装置的一级 齿轮传动模块通过离合器 I 3 主动齿轮组或过渡齿轮组选择性的与其转轴接 合， 可组合出多条传动路线， 从而 得到不同的传动比； 二级齿轮传动模块通过离合器 II 11控制输出齿轮组或传动 齿轮组选择性的与其转轴接合，也可组合出多 条传动路线，并得到不同的传动比， 本实施例用于高速轧机的齿轮变速装置的两级 齿轮传动模块组合具有四种传动 路线， 即可得到四种不同的传动比。 通过输出轴 9和传动轴 10—起向轧机辊组 输出动力， 构成一输入两输出的齿轮变速系统。通过将一 级齿轮传动模块和二级 齿轮传动模块设置为上下两层布置， 结构更加紧凑，满足了轧机之间布置紧凑的 要求。且本实施例用于高速轧机的齿轮变速装 置还具有结构简单、离合器的数量 少、 传动的可靠性高、 维护容易、 制造和使用成本低的优点。

第二实施例

如图 3所示，本发明用于高速轧机的齿轮变速装置� �二实施例的上层结构示 意图； 图 4为本实施例的下层结构示意图。

本实施例用于高速轧机的齿轮变速装置将输入 轴 1置于上层，过渡轴 2与二 级齿轮传动模块一起位于下层， 使得齿轮变速装置的重心更低， 工作更稳定。

本实施例的其他结构与第一实施例相同， 不再一一累述。

第三实施例

如图 5所示，为本发明用于高速轧机的齿轮变速装� �第三实施例的上层结构 示意图； 图 6为本实施例的下层结构示意图。

本实施例用于高速轧机的齿轮变速装置还包括 输出轴 II 17， 输出轴 II 17 上设有与其同步转动的从动齿轮 18， 从动齿轮 18与传动齿轮组啮合， 具体的为 从动齿轮 18和传动齿轮 15啮合， 输出轴 9和输出轴 II 17分别向两对轧机辊组 输出动力。 本实施例的传动轴 10不再向轧机辊组输出动力， 由于输出轴 9上的 输出齿轮组和输出轴 II 17上的从动齿轮 18均与传动齿轮组啮合， 因此， 输出 轴 9和输出轴 II 17的转向相同。

本实施例的其他结构与第一实施例相同， 不再一一累述。

上述实施例中虽然均是主动齿轮组和输入轴 1转动配合、输出齿轮组与输出 轴 9转动配合的技术方案，但是需要指出的是： 也可以采用过渡齿轮组与过渡轴 2转动配合、 主动齿轮组和输入轴 1同步转动的技术方案； 或采用传动齿轮组与 传动轴 10转动配合、 输出齿轮组与输出轴 9同步转动的技术方案。 采用这些技 术方案的齿轮变速装置与上述实施方式相当， 不再一一累述。

下面介绍采用多台本发明用于高速轧机的齿轮 变速装置组合得到的多输入 多输出齿轮变速传动系统的实施方式。

如图 7所示，为采用上述第二实施例和第三实施例� �齿轮变速装置组合得到 的多输入多输出齿轮变速传动系统的上层结构 示意图；图 8为多输入多输出齿轮 变速传动系统的下层结构示意图。 多输入多输出齿轮变速传动系统包括至少两台 上述用于高速轧机的齿轮变 速装置，如图 7所示，该多输入多输出齿轮变速传动系统包� �两个齿轮变速装置， 其中一个齿轮变速装置的结构与上述第二实施 例相同， 为一轴输入两轴输出， 且 两输出轴的转动方向相反； 另一个齿轮变速装置的结构与上述第三实施例 相同， 为一轴输入两轴输出， 且两输出轴的转动方向相同。 由于用于高速轧机的齿轮变 速装置的结构紧凑， 能够满足轧机之间布置紧凑的要求。

由于齿轮变速装置具有两根输出轴， 可驱动连续的两台轧机， 使连续的两 台轧机之间通过齿轮变速装置传动形成多组速 比关系，且相邻的两台轧机由一个 电机驱动，在保证了两台轧机之间的布置距离 较近的情况下， 电机可以容易的布 置得下。

同理， 两个这样的齿轮变速装置可驱动连续的四台轧 机， 且四台轧机之间的 距离由于不受电机布置尺寸的限制，可以布置 更紧凑。两两轧机之间的速比关系， 可通过调节离合器位置来调节齿轮变速装置的 转速比和通过变频调节电机的转 速， 实现无级的速比组合关系，使得其中两架轧机 和另外两架轧机间的速比调节 关系具有大的柔性和使用灵活性。

当然，多输入多输出齿轮变速传动系统可采用 任意两台或两台以上的齿轮变 速装置组合得到。

最后说明的是， 以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非 限制，尽管参 照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领 域的普通技术人员应当理解， 可以 对本发明的技术方案进行修改或者等同替换， 而不脱离本发明技术方案的宗旨和 范围， 其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。