CN101994781B - 用于风轮机用齿轮箱的平行齿轮单元 - Google Patents

用于风轮机用齿轮箱的平行齿轮单元 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种用于风轮机用齿轮箱(30)的平行齿轮单元(20)。平行齿轮单元(20)包括至少两个平行轴(21、22)，轴(21、22)中的至少一个由滚柱轴承(24)支撑并且每一个轴(21、22)均包括带有螺旋齿的齿轮(23、25)，每一个轴(21、22)的齿轮(23、25)适合于相互啮合。平行齿轮单元(20)还包括在轴(21、22)中的至少一个轴上的止推套环(26)。在根据本发明实施例的平行齿轮单元(20)中，支撑齿轮的轴承(24)并不遭受高的轴向作用力或者与现有技术的轴承相比至少更轻地遭受这种轴向作用力。本发明还提供一种包括根据本发明实施例的平行齿轮单元(20)的齿轮箱(30)和一种包括这种齿轮箱(30)的风轮机。

Description

用于风轮机用齿轮箱的平行齿轮单元
技术领域
本发明涉及一种用于风轮机用齿轮箱的平行齿轮单元。更加具体地，本发明涉及一种用于多兆瓦风轮机用齿轮箱的平行齿轮单元。本发明提供一种平行齿轮单元，该平行齿轮单元在它的轴中的至少一个轴上包括止推套环；一种包括这种平行齿轮单元的齿轮箱；和一种多兆瓦风轮机，该多兆瓦风轮机包括具有这种平行齿轮单元的齿轮箱。
背景技术
随着风能商业变得越来越重要，现今齿轮箱原理得到彻底地研究。风轮机用齿轮箱的已知原理可以包括至少一个行星齿轮单元和用于将行星齿轮单元连接到风轮机的发电机的平行齿轮单元。
图1和图2概略地示意根据现有技术的一种类型的风轮机用齿轮箱1。在该实例中，齿轮箱1包括一个行星齿轮单元2和双级平行齿轮单元3。行星齿轮单元2包括支撑多个行星齿轮5的行星架4。行星齿轮单元2还包括环齿轮6和太阳齿轮7。在图1和图2给出的实例中，双级平行齿轮单元3包括低速轴8、中间轴9和高速轴10，所有这些轴相互平行并且每一个轴均被轴承11以可旋转方式支撑。平行齿轮单元3还包括两个齿轮12、13。一个齿轮12在低速轴8和中间轴9上承载并且另一个齿轮13在中间轴9和高速轴10上承载。齿轮12、13分别地与中间轴9上的小齿轮14和高速轴10上的小齿轮15啮合。
根据其它已知原理，风轮机用齿轮箱1可以包括两个行星齿轮单元2和一单级平行齿轮单元3。这是在图3中示意的。在图3中给出的实例中，齿轮箱1包括第一行星齿轮单元2a、第二行星齿轮单元2b和单级平行齿轮单元3。行星齿轮单元2a、2b中的每一个行星齿轮单元均包括支撑多个行星齿轮5的行星架4、环齿轮6和太阳齿轮7。本实例的平行齿轮单元3与图1和图2中所示实例的不同之处在于，它仅仅包括低速轴8和高速轴10，而没有中间轴9。低速轴8和高速轴10由轴承11以可旋转方式支撑。在该实例中，平行齿轮单元3包括一个齿轮16，该齿轮16在低速轴8和高速轴10上承载并且与高速轴10上的小齿轮17啮合。
在风轮机的运行期间，在齿轮箱1中产生作用于轴和行星齿轮上的负载和源自齿接触处的作用力。当前通过使用滚动轴承实现了承受这种负载和作用力。这种轴承被设于例如齿轮箱1的平行齿轮单元3的高速轴处并且必须承受源自齿轮装置的负载。
因为在设计风轮机齿轮箱时并且特别地在设计多兆瓦风轮机齿轮箱时，噪音行为是重要的参数，所以在平行齿轮单元3中的齿轮通常设有带有大螺旋角的螺旋齿。然而，因为这种大的螺旋角，径向和高的轴向作用力得以产生，该作用力将由设于轴上的轴承承受。
例如高速轴的轴承布置能够被设计成定位的轴承布置或者定位和非定位轴承布置的组合。然而，存在至少一个轴承，该轴承承受轴向负载或者轴向负载和径向负载的组合。
在运行期间，风轮机并且特别地多兆瓦风轮机对齿轮箱1产生高的动力并且在齿轮箱1中产生速度变化。因此，在齿轮箱运行期间的负载和速度能够不同于设计负载和速度，即不同于在齿轮箱设计期间的预测负载和速度，并且甚至能够发生反向负载。
然而，对于多兆瓦风轮机，可在市场上获得的滚柱轴承11可能不再能够承受来自轴向作用力和径向作用力的组合负载。特别地，在滚柱轴承11上，轴向作用力能够是危险性的。这种动态行为能够导致轴承损坏并且因此导致轴承失效。
等效动态轴承负载由下式确定：
P≈x·Fr+y·Fa
其中Fr是实际径向轴承负载，Fa是实际轴向轴承负载，x是用于轴承的径向负载系数并且y是用于轴承的轴向负载系数。系数x和y依赖于所用轴承的类型。在例如锥形滚柱轴承的情形中，x可以是0.4并且y可以在1.3和1.6之间，这说明了轴向负载对于总体负载的贡献比径向负载的贡献高得多。
随着多兆瓦风轮机的传输功率的增加和带有大的螺旋角的齿轮装置的使用，需要轴承具有高的承载能力从而能够承受实际负载。然而，其缺点在于，随着承载能力变得更高，轴承的尺寸增加并且轴承的非常重要的极限速度或者最大速度降低。
很多风轮机具有以1500rpm至2000rpm运行的发电机，2000rpm是它们的最大速度并且因此是齿轮箱轴的额定速度。在具有来自径向负载和轴向负载的组合作用力时，合成负载能够高于径向负载。在这些情形中，不能够找到适当的滚柱轴承来承受在要求速度下的负载。
发明内容
本发明的实施例的目的在于提供一种用于多兆瓦风轮机中的齿轮箱的平行齿轮单元、一种包括这种平行齿轮单元的齿轮箱和一种包括具有这种平行齿轮单元的齿轮箱的多兆瓦风轮机。
利用根据本发明实施例的方法和设备实现了以上目的。
本发明的实施例旨在提供一种用于风轮机用齿轮箱的平行齿轮单元，其中轴承能够承受源自齿轮啮合的轴向负载和径向负载并且仍然允许例如在1500rpm和2000rpm之间的高旋转速度。
本发明是基于以下理解，即，因为在多兆瓦风轮机的齿轮箱内侧产生的增加的输出功率和由此增加的负载，所以发现或者开发实现对于用于齿轮箱的平行齿轮单元的全部上述要求的适当的轴承是非常困难的或者甚至不再是可能的，但是适当的轴承布置的组合和止推套环在平行齿轮单元的至少一个轴例如高速轴上的使用能够提供对于源自齿轮啮合的轴向负载和径向负载的适当的承受，同时仍然允许例如在1500rpm和2000rpm之间的高旋转速度。
通过与根据本发明实施例的止推套环一起地使用适当的轴承布置，轴向负载不被传递到轴承，而是仅仅径向负载被传递到轴承。进而，至少在其上设置止推套环的轴(一个或者多个)例如高速轴仅仅被施加有径向作用力。
在第一方面，本发明提供一种用于多兆瓦风轮机用齿轮箱的平行齿轮单元。多兆瓦风轮机指的是能够产生多于1兆瓦的电力的风轮机。平行齿轮单元包括至少两个平行轴，轴中的至少一个由滚柱轴承支撑并且每一个轴均包括带有螺旋齿的齿轮，每一个轴的齿轮适合于相互啮合。该平行齿轮单元还包括在轴中的至少一个上的止推套环。
根据本发明的实施例，每一个轴均可以由滚柱轴承支撑。
根据本发明的其它实施例，所述轴中的一个轴(优选地设有具有最小直径的齿轮的轴)可以由滑动轴承支撑，而(一个或者多个)其它的轴可以由滚柱轴承支撑。例如，该平行齿轮单元可以包括至少一高速轴和一低速轴，并且，根据本发明的实施例，该平行单元的高速轴可以由滑动轴承支撑，而该平行齿轮单元的低速轴可以由滚柱轴承支撑。
在本发明的一个方面，提供了一种用于风轮机用齿轮箱的平行齿轮单元，该平行齿轮单元包括至少两个平行轴，第一轴被联接到具有螺旋齿和第一直径的第一齿轮，第二轴被联接到与第一齿轮啮合并且具有螺旋齿和小于第一直径的第二直径的第二齿轮，第一轴和第二轴中的至少一个由滚柱轴承支撑，其中该平行齿轮单元还包括在第二轴上的止推套环。
根据本发明的实施例，在该至少两个平行轴上的齿轮每一个可以具有不同的直径并且止推套环可以设于包括具有最小直径的齿轮例如小齿轮的轴上。
根据本发明的特殊实施例，止推套环可以设于高速轴上。
在本发明的一个方面中，提供了一种用于风轮机用齿轮箱的平行齿轮单元，该平行齿轮单元包括至少两个平行轴，该两个平行轴中的至少一个由滚柱轴承支撑，第一轴被联接到具有螺旋齿的大齿轮并且第二轴被联接到具有螺旋齿的小齿轮，其中该平行齿轮单元还包括在包括小齿轮的轴上的止推套环。
根据本发明的实施例，该止推套环可以与具有最大直径的齿轮直接接触。止推套环与具有最大直径的齿轮直接接触指的是在止推套环和具有最大直径的齿轮中间不存在任何部件。
根据本发明的其它实施例，该止推套环可以与具有最大直径的齿轮间接接触。止推套环与具有最大直径的齿轮间接接触指的是可以在止推套环和具有最大直径的齿轮中间存在另外的部件例如磨损环。磨损环可以具有在0.8×d0和1.4×d0之间的外径dw，这里
d0＝z·mn，
其中z是齿的数目并且mn是法向模数。
根据本发明进一步的实施例，在该至少两个平行轴上的齿轮每一个可以具有不同的直径并且止推套环可以设于包括具有最大直径的齿轮的轴上。
根据本发明的实施例，该止推套环可以与具有最小直径的齿轮直接接触。止推套环与具有最小直径的齿轮直接接触指的是在止推套环和具有最小直径的齿轮中间不存在任何部件。
根据本发明的其它实施例，该止推套环可以与具有最小直径的齿轮间接接触。止推套环与具有最大直径的齿轮间接接触指的是可以在止推套环和具有最小直径的齿轮中间存在另外的部件例如磨损环。
该止推套环可以具有在0.8×d0和1.4×d0之间的接触直径dc和在0.1×d0和0.3×d0之间的宽度wc，这里
d0＝z·mn
其中z是齿的数目并且mn是法向模数。
止推套环倒角可以在0°和15°之间，例如在0.5°和5°之间或者在0.5°和2.5°之间，并且可以例如是1°。
滚柱轴承可以选自包括锥形滚柱轴承、圆柱滚柱轴承、球面滚柱轴承或者CARB曲面滚柱轴承的列表。根据本发明的实施例，该至少两个轴中的每一个均可以由滚柱轴承支撑。根据本发明的实施例，可以为第一轴和第二轴选择不同的滚柱轴承。根据本发明的其它实施例，可以为第一轴和第二轴选择相同的滚柱轴承。替代滚柱轴承，还可以在带有具有最小直径的齿轮的轴上使用滑动轴承。例如，该平行齿轮单元可以包括至少高速轴和低速轴，并且，根据本发明的实施例，该平行单元的高速轴可以由滑动轴承支撑，而该平行齿轮单元的低速轴可以由滚柱轴承支撑。
在本发明进一步的方面，提供了一种风轮机用齿轮箱。该齿轮箱包括至少一个行星齿轮单元和平行齿轮单元。该平行齿轮单元包括至少两个平行轴，轴中的至少一个由滚柱轴承支撑并且每一个轴均包括带有螺旋齿的齿轮，每一个轴的齿轮适合于相互啮合，其中该平行齿轮单元还包括在轴中的至少一个上的止推套环。
在本发明的一个方面，为风轮机提供一种齿轮箱，该齿轮箱包括至少一个行星齿轮单元和平行齿轮单元，其中该平行齿轮单元包括：
-被联接到齿轮的至少两个平行轴，该轴中的至少之一由滚柱轴承支撑，并且平行轴中的至少一个包括小齿轮，和
-在包括小齿轮的至少一个平行轴上的止推套环。
根据本发明的实施例，每一个轴均可以由滚柱轴承支撑。根据本发明的其它实施例，轴中之一，优选地设有具有最小直径的齿轮的轴，可以由滑动轴承支撑，而其它的轴(一个或者多个)可以由滚柱轴承支撑。例如，该平行齿轮单元可以包括至少高速轴和低速轴，并且，根据本发明的实施例，该平行单元的高速轴可以由滑动轴承支撑，而该平行齿轮单元的低速轴可以由滚柱轴承支撑。
在该至少两个平行轴上的齿轮每一个可以具有不同的直径并且止推套环可以设于包括具有最小直径的齿轮的轴上。
根据本发明进一步的实施例，在该至少两个平行轴上的齿轮每一个可以具有不同的直径并且止推套环可以设于包括具有最大直径的齿轮的轴上。
在本发明再进一步的方面，提供一种包括根据本发明实施例的齿轮箱的风轮机。
与附图相结合，根据以下详细说明，本发明的以上和其它特性、特征和优点将变得明显，该附图通过实例示意本发明的原理。
附图说明
图1到图3示意根据现有技术的齿轮箱原理。
图4示意根据本发明的实施例的平行齿轮单元。
图5示意能够与根据本发明实施例的平行齿轮单元一起使用的止推套环。
图6示意根据本发明的实施例的平行齿轮单元。
图7示意能够与根据本发明实施例的平行齿轮单元一起使用的磨损环。
图8示意在磨损环和止推套环之间的接触区域或者接触区的可能的形状。
图9到图11示意根据本发明不同实施例的平行齿轮单元。
图12示意根据其中滑动轴承设于带有具有最小直径的齿轮的轴上的实施例的平行齿轮单元。
图13示意根据本发明的实施例的平行齿轮单元。
图14示意根据本发明实施例的包括一个行星齿轮单元和双级平行齿轮单元的齿轮箱。
图15示意根据本发明实施例的包括两个行星齿轮单元和单级平行齿轮单元的齿轮箱。
在不同的图中的相同附图标记指示相同或者类似的元件。
具体实施方式
将关于具体实施例并且参考某些非限制性附图描述本发明。必须理解本发明不限于此，而是仅仅由权利要求限制。为了示意性的目的，在图中的一些元件的尺寸可能被夸大而未按照比例绘制。
术语例如“包括”和“联接”不被解释成以任何方式限制本发明。在权利要求中使用的术语“包括”不应该被解释成限制于在此后列出的装置；它并不排除其它元件或者步骤。类似地，应该注意也在权利要求中使用的术语“联接”不应该被解释成仅仅限制于直接的连接。
虽然在这里描述的一些实施例包括一些而非在其它实施例中包括的其它的特征，但是不同实施例的特征的组合意味着在本发明的范围内，并且形成不同的实施例，如本领域技术人员将会理解地。例如，在以下权利要求中，能够以任何组合使用要求保护的任何实施例。
在下文中，将利用不同的实施例描述本发明。必须理解，这些实施例仅仅是为了易于理解本发明而非旨在以任何方式限制本发明。
本发明提供一种用于多兆瓦风轮机中的齿轮箱的平行齿轮单元、一种包括这种平行齿轮单元的齿轮箱和一种包括这种齿轮箱的多兆瓦风轮机。
早先已经描述了在运行期间，风轮机并且特别地多兆瓦风轮机在运行期间对齿轮箱形成高动力且在齿轮箱中形成速度变化。这种动态行为能够导致轴承损坏并且因此导致轴承失效。轴承失效的可能的原因之一能够是由于轴向作用力和这些轴向作用力的动态引起的、轴承中的辊子的轴向运动。因此，在作用于轴承上的径向负载的顶部上，这些轴向作用力可以诱发轴承的轴向振动。
进而，噪音行为被识别为在多兆瓦风轮机齿轮箱的设计中的重要参数。为了最优化噪音行为，齿轮箱的平行齿轮单元被设计成带有螺旋齿，该螺旋齿具有大的螺旋角。这种大的螺旋角导致高的径向负载和轴向负载的形成。为了承受这种多兆瓦风轮机齿轮箱中的实际负载，需要具有高承载能力的轴承。对于更高的轴承承载能力，轴承的尺寸增加并且轴承的限制速度或者最大速度降低。
对于多兆瓦风轮机，用于齿轮箱的平行齿轮单元中的可用轴承可能并不能够足够地分离轴向作用力和径向作用力，因此，可能需要另外的轴向轴承来补偿源自齿轮的螺旋齿的轴向作用力。进而，即便这种可用轴承将能够部分地或者完全地承受轴向作用力和径向作用力，它们也不能在例如1500rpm和2000rpm之间的所需高旋转速度下这样做。
因此，本发明教导了使用适当的轴承布置的组合和在平行齿轮单元的轴中的至少一个轴上设置止推套环。
本发明是基于以下理解，即，因为在多兆瓦风轮机的齿轮箱内侧产生的增加的输出功率并且因此增加的负载，发现或者研制实现对于用于齿轮箱的平行齿轮单元的全部上述要求的适当的轴承是非常困难的或者甚至不再是可能的，但是适当的轴承布置的组合和止推套环在平行齿轮单元的至少一个轴例如高速轴上的使用能够提供对于源自齿轮啮合的轴向负载和径向负载的适当的承受，同时仍然允许例如在1500rpm和2000rpm之间的高旋转速度。
虽然在齿轮箱的行星级中止推套环的使用是已知的，如例如在DE19852663和EP1857713中描述地，但是，因为这些文献没有教导在平行齿轮单元中如何使用这种止推套环并且在什么位置上使用这种止推套环，它们也没有教导适合于在平行齿轮单元中使用的、这些止推套环应该具有的性质，所以在如在本发明中描述的情形中并不能直接使用这种止推套环。
在一个方面，本发明提供一种用于多兆瓦风轮机用齿轮箱的平行齿轮单元。多兆瓦风轮机指的是能够产生多于1兆瓦的电力的风轮机。平行齿轮单元包括至少两个平行的轴，该轴中的至少一个由滚柱轴承支撑并且每一个轴均包括带有螺旋齿的齿轮，每一个轴的齿轮适合于相互啮合。该平行齿轮单元还包括在轴中的至少一个上的止推套环。
在该至少两个平行轴上的齿轮每一个可以具有相同或者不同的直径。在该至少两个平行轴带有具有不同直径的齿轮的情形中，根据本发明的实施例，止推套环可以被设于包括具有最小直径的齿轮的轴上。根据本发明的其它实施例，该止推套环可以被设于包括具有最大直径的齿轮的轴上。在该至少两个平行轴带有具有相同直径的齿轮的情形中，该止推套环可以被设于轴中之一上或者可以被设于更多的轴上。根据本发明的特殊实施例，该止推套环可以被设于被联接到风轮机的发电机的轴上。
根据本发明实施例的平行齿轮单元的优点在于，因为由齿轮的螺旋齿产生的轴向作用力直接地由止推套环承受，所以在每一个轴上的另外的轴向轴承是不必要的。因此，在根据本发明实施例的平行齿轮单元中，支撑轴的滚柱轴承并不遭受高轴向作用力或者与现有技术轴承相比将至少更轻地遭受这种轴向作用力。因此，滚柱轴承可以具有更长的寿命。
在根据本发明实施例的平行齿轮单元中，在轴上的轴承能够承受产生的负载，然而仍然允许例如在1500rpm和2000rpm之间的高旋转速度。
提供根据本发明实施例的止推套环的效果还在于，因为轴向作用力在齿轮内是在小的回路中被承受，因此降低了在外罩中的、通常严重的轴向负载。这将提供在设计齿轮箱的外罩时使用轻质材料或者较薄壁厚的可能性。
图4示意根据本发明第一实施例的平行齿轮单元20的一部分。在给出的实例中，示意出相互平行的第一轴21和第二轴22。如上已述，齿轮箱的平行齿轮单元20在双级平行齿轮单元的情形中可以包括低速轴、中间轴和高速轴或者在单级平行齿轮单元的情形中可以包括低速轴和高速轴。例如，参考图4，第一轴21可以是平行齿轮单元20的低速轴并且第二轴22可以是平行齿轮单元20的中间轴。或者第一轴21可以是平行齿轮单元20的中间轴并且第二轴22可以是平行齿轮单元20的高速轴。根据本发明再进一步的实施例，在单级平行齿轮单元的情形中，第一轴21可以是平行齿轮单元20的低速轴并且第二轴22可以是平行齿轮单元20的高速轴。必须指出，如本领域技术人员已知地，低速轴还可以被称作低速中间轴并且中间轴还可以被称作高速中间轴。
第一轴21被联接到还可以被称作大齿轮的第一齿轮23，并且由滚柱轴承24a支撑。齿轮23具有螺旋齿并且具有直径d1。第二轴22被联接到还可以被称作小齿轮的第二齿轮25，并且由滚柱轴承或者滑动轴承24b支撑。第二齿轮或者小齿轮25也具有螺旋齿。第二齿轮25与第一齿轮23啮合并且具有小于第一齿轮23的直径d1的直径d2。
根据本发明的实施例，在第一轴和第二轴21、22这两者均被滚柱轴承以可旋转方式支撑的情形中，在第一轴21上使用的滚柱轴承24a的类型可以与在第二轴22上使用的滚柱轴承24b相同。然而，根据本发明的其它实施例，在第一轴21上使用的滚柱轴承24a可以不同于在第二轴22上使用的滚柱轴承24b。滚柱轴承24a、24b可以是任何种类的已知滚柱轴承，例如锥形滚柱轴承、圆柱滚柱轴承、球面滚柱轴承或者CARB曲面滚柱轴承(见进一步的说明)。根据本发明进一步的实施例，包括具有最大直径的齿轮23的第一轴21可以由滚柱轴承24a支撑，而包括具有最小直径的齿轮25的第二轴22可以由滑动轴承24b支撑。根据特殊实施例，高速轴可以设有滑动轴承24。
参考以上给出的实例，如果第一轴21是平行齿轮单元20的低速轴并且第二轴22是平行齿轮单元20的中间轴，则齿轮23可以被称作低速齿轮。如果第一轴21是平行齿轮单元20的中间轴并且第二轴22是平行齿轮单元20的高速轴，则齿轮23可以被称作中间齿轮。
平行齿轮单元20还包括止推套环26。该止推套环26可以被设于轴21、22中的至少一个上。根据本发明的实施例，止推套环可以被设于低速轴、中间轴和高速轴中的至少一个上。在图4给出的实例中，止推套环被设于包括具有最小直径的齿轮的轴上，在此情形中该轴是包括小齿轮25的第二轴22，该小齿轮25的直径d2小于大齿轮23的直径d1。然而，根据本发明的其它实施例，止推套环26还可以被设于包括具有最大直径的齿轮的轴上，在此情形中该轴是带有大齿轮23的第一轴21，该大齿轮23的直径d1高于小齿轮25的直径d2(见进一步的说明)。
在图4示意的实施例中，止推套环26被设置成与大齿轮23直接接触。止推套环26与大齿轮23直接接触指的是在止推套环26和大齿轮中间不存在任何其它部件。
在图中，引用数字27概略地示意齿轮箱的外罩。
图5示意能够在根据本发明实施例的平行齿轮单元20中使用的止推套环26的一个实例。必须理解这仅仅是一个实例并且这并非旨在以任何方式限制本发明。在图5左侧处的图示出这种止推套环26的侧视图并且在图5中间的图示出这种止推套环26的顶视图。止推套环26可以具有在0.8×d0和1.4×d0之间的接触直径dc，和在0.1×d0和0.3×d0之间的宽度wc，这里，
d0＝z·mn，
其中z是齿的数目并且mn是法向模数。
图5的右侧图示意如在图5的左侧图中示意的部分A。从这个右侧图，能够看到止推套环包括止推套环倒角X。止推套环倒角X可以在0°和15°之间，例如在0.5°和5°之间或者在0.5°和2.5°之间，并且可以例如是1°。因为存在止推套环倒角X，所以止推套环26可以具有第一接触直径dc1和第二接触直径dc2，如在图5中所示意地，其中dc1小于dc2。在dc1和dc2之间的差是由止推套环倒角X的尺寸确定的。
图6示意根据本发明的平行齿轮单元20的第二实施例。在本实施例和在图4中示意的实施例之间的唯一差异在于，在本实施例中，止推套环26与大齿轮23间接接触。止推套环26与大齿轮23间接接触指的是在止推套环26和大齿轮23中间存在另外的部件。根据本实施例，该另外的部件是磨损环28。
图7示意一种磨损环28，其能够在根据本发明实施例的平行齿轮单元20中使用。根据示例性实施例，磨损环28可以具有在0.8×d0和1.4×d0之间的外径dw，这里，
d0＝z·mn，
其中z是齿的数目并且mn是法向模数。
必须理解这仅仅是一个实例而非旨在以任何方式限制本发明。在图7给出的实例中，当止推套环26被设于包括具有最小直径的齿轮即小齿轮25的轴22上时，磨损环28的宽度Ww依赖于大齿轮23的宽度。根据其它实施例，其中止推凸轮26被设于包括具有最大直径的齿轮即大齿轮25的轴21上，磨损环28的宽度Ww依赖于小齿轮25的宽度。
在止推套环26和磨损环28中间，可以存在具有在0.029mm和0.098mm之间的宽度的间隙从而允许充分润滑。为了润滑的目的，可以使用与被用于润滑齿轮箱的其它部件的润滑流体相同的润滑流体例如油。因此，不必设置单独的或者不同的润滑机构来润滑止推套环26和/或磨损环28。
在根据上述实施例的平行齿轮单元20中，根据止推套环26是被设于具有最大直径还是最小直径的齿轮23、25上和是否在止推套环26和齿轮23、25中间设置磨损环28，可以在止推套环26和齿轮23或者25中间或者在止推套环26和磨损环28中间限定接触区域或者接触区29。图8示意在止推套环26和齿轮23或者25之间或者在止推套环26和磨损环28之间的接触区域或者接触区29的不同形状。可以使用本领域技术人员已知的任何适当的技术计算接触区域或者接触区29的形状。
在下文中，将描述根据本发明实施例的平行齿轮单元20的实现方式的一些实例。必须理解这仅仅是通过实例并且为了示意的目的而非旨在以任何方式限制本发明。
在图9中，第一轴21由锥形滚柱轴承24a支撑并且第二轴22由圆柱滚柱轴承24b支撑。止推套环26被设于第二轴22上，即带有具有最小直径的齿轮25，即小齿轮25的轴上。在止推套环26和大齿轮23中间，存在磨损环28，从而止推套环26与大齿轮23间接接触。
图10示意与在图9中类似的实现方式。第一轴21由锥形滚柱轴承24a支撑并且第二轴22由圆柱滚柱轴承24b支撑。止推套环26被设于第二轴22上，即带有具有最小直径的齿轮25即小齿轮25的轴上。在本实例和图9中的实例之间的差异在于，在本实例中，止推套环26与大齿轮23直接接触，即在止推套环26和大齿轮23中间不存在磨损环28。
在图11中，第一轴21由圆柱滚柱轴承24a支撑并且第二轴22由CARB曲面滚柱轴承24b支撑。在本实例中，第一轴21上的圆柱滚柱轴承24a设置成X构形。止推套环26被设于第二轴22即带有具有最小直径的齿轮25即小齿轮25的轴上。止推套环26与大齿轮23直接接触，即在止推套环26和大齿轮23中间不存在磨损环28。
在图12中，第一轴21由锥形滚柱轴承24a支撑并且第二轴22由滑动轴承24b支撑。止推套环26被设于第一轴21即带有具有最大直径的齿轮23即大齿轮23的轴上。止推套环26与小齿轮25直接接触，即在止推套环26和小齿轮25中间不存在磨损环28。必须理解，在止推套环26被设于包括具有最小直径的齿轮25的轴22上的情形中，还可以使用用于支撑第二轴22(带有具有最小直径的齿轮25的轴)的滑动轴承24b，无论是否存在磨损环28。
在图13中，第一轴21由圆柱滚柱轴承24a支撑并且第二轴22由球面轴承24b支撑。在本实例中，圆柱滚柱轴承24a设置成0构形。止推套环26被设于第二轴22即带有具有最小直径的齿轮25即小齿轮25的轴上。止推套环26与大齿轮23间接接触，即在止推套环26和大齿轮23中间存在磨损环28。
必须理解，在以上实例中，在第一轴和第二轴21、22上使用的滚柱轴承24a、24b的类型对于第一轴和第二轴21、22这两者而言能够是互换的或者能够是相同的。在本发明中公开了在第一轴和第二轴21、22上的滚柱轴承24a、24b的任何组合。进而，如上所述的滚柱轴承的任何组合能够与设于具有最小直径的齿轮上的止推套环26或者与设于具有最大直径的齿轮上的止推套环26组合。而且，任何的这种组合能够与在齿轮23、25和止推套环26中间以可选方式存在的磨损环28组合。进而，与在包括具有最大直径的齿轮25的第一轴21上的任何类型的滚柱轴承相组合地，滑动轴承可以用于支撑包括具有最小直径的齿轮25的第二轴22。
在第二方面，本发明还提供一种齿轮箱30。齿轮箱30包括至少一个行星齿轮单元31和平行齿轮单元20。平行齿轮单元20包括至少两个平行轴21、22，轴21、22中的至少一个由滚柱轴承24支撑并且每一个轴均包括带有螺旋齿的齿轮23、25，每一个轴的齿轮23、25适合于相互啮合，其中平行齿轮单元20还包括在轴21、22中的至少一个上的止推套环26。能够以已经在上面关于本发明的第一方面描述的所有方式实现在根据本发明实施例的齿轮箱30中的平行齿轮单元20。
图14示意根据本发明第二方面的第一实施例的齿轮箱30。齿轮箱30包括外罩27、一个行星齿轮单元31和双级平行齿轮单元20。行星齿轮单元31包括支撑多个行星齿轮334的行星架32。行星齿轮33与太阳齿轮34和环齿轮35啮合。根据第一实施例，平行齿轮单元20是双级平行齿轮单元20并且包括低速轴36、中间轴37和高速轴38。在给出的实例中，止推套环26被设于高速轴38上。然而，必须理解，根据其它实施例，止推套环26还能够被设于中间轴37上或者低速轴36上。进而，在图14中示意的齿轮箱30中的平行齿轮单元20可以是如在本发明的第一方面的实施例中描述的任意平行齿轮单元20。
图15示意根据本发明第二方面的第二实施例的齿轮箱30。齿轮箱30包括两个行星齿轮单元31a和31b和单级平行齿轮单元20。行星齿轮单元31a、31b中的每一个均包括与在第一实施例中关于行星齿轮单元31描述的相同的部件。平行齿轮单元20是单级平行齿轮单元20并且包括低速轴36和高速轴38。止推套环26被设于高速轴38上。然而，根据其它实施例，止推套环26还可以被设到低速轴36。再次，必须理解，在图15中示意的齿轮箱30中的平行齿轮单元20可以是如在本发明第一方面的实施例中描述的任意平行齿轮单元20。
在第三方面中，本发明还提供一种风轮机，该风轮机包括根据本发明实施例的齿轮箱30。齿轮箱30可以包括至少一个行星齿轮单元31和平行齿轮单元20。平行齿轮单元20包括至少两个平行轴21、22，轴21、22中的至少一个由滚柱轴承24a、24b支撑并且轴21、22中的每一个均包括带有螺旋齿的齿轮23、25，每一个轴的齿轮23、25适合于相互啮合，其中平行齿轮单元20还包括在轴21、22中的至少一个上的止推套环26。齿轮箱30可以是如关于本发明第二方面描述的任意齿轮箱，包括在图15中示意的齿轮箱30中的平行齿轮单元20，该平行齿轮单元20可以是如在本发明第一方面的实施例中描述的任意的平行齿轮单元20。

Claims (5)

1.一种用于风轮机用齿轮箱的平行齿轮单元(20)，该平行齿轮单元(20)包括至少两个平行的轴(21、22)，所述轴(21、22)中的至少一个轴由滚柱轴承(24)支撑，并且所述轴(21、22)中的每一个轴包括带有螺旋齿的齿轮(23、25)，每一个轴的齿轮(23、25)适合于相互啮合，
其中，所述平行齿轮单元(20)还包括在所述轴(21、22)中的至少一个轴上的止推套环(26)，
其中在所述至少两个平行的轴(21、22)上的齿轮(23、25)每一个具有不同的直径，其中，所述止推套环(26)设于包括具有最小直径的齿轮(25)的轴(22)上，
其中所述止推套环(26)与具有最大直径的齿轮(23)间接接触，
其中在所述止推套环(26)和所述具有最大直径的齿轮(23)中间存在磨损环(28)，
其中，所述止推套环(26)具有在0.8×d0和1.4×d0之间的接触直径和在0.1×d0和0.3×d0之间的宽度，这里，
d0＝z·mn，
其中，z是齿的数目并且mn是法向模数。
2.一种用于风轮机用齿轮箱的平行齿轮单元(20)，该平行齿轮单元(20)包括至少两个平行的轴(21、22)，所述轴(21、22)中的至少一个轴由滚柱轴承(24)支撑，并且所述轴(21、22)中的每一个轴包括带有螺旋齿的齿轮(23、25)，每一个轴的齿轮(23、25)适合于相互啮合，
其中，所述平行齿轮单元(20)还包括在所述轴(21、22)中的至少一个轴上的止推套环(26)，
其中在所述至少两个平行的轴(21、22)上的齿轮(23、25)每一个具有不同的直径，其中，所述止推套环(26)设于包括具有最大直径的齿轮(23)的轴(21)上，
其中所述止推套环(26)与具有最小直径的齿轮(25)间接接触，
其中在所述止推套环(26)和所述具有最小直径的齿轮(25)中间存在磨损环(28)，
其中，所述止推套环(26)具有在0.8×d0和1.4×d0之间的接触直径和在0.1×d0和0.3×d0之间的宽度，这里，
d0＝z·mn，
其中，z是齿的数目并且mn是法向模数。
3.根据前面权利要求中任一项所述的平行齿轮单元(20)，其中所述滚柱轴承(24a、24b)选自锥形滚柱轴承、圆柱滚柱轴承、球面滚柱轴承或CARB曲面滚柱轴承。
4.一种用于多兆瓦风轮机的齿轮箱(30)，该齿轮箱包括至少一个行星齿轮单元(31)和根据权利要求1或2所述的平行齿轮单元(20)。
5.一种风轮机，所述风轮机包括根据权利要求4所述的齿轮箱(30)。
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