CN103343810B - 一种风电齿轮箱的柔性行星齿轮传动机构 - Google Patents

一种风电齿轮箱的柔性行星齿轮传动机构 Download PDF

Info

Publication number
CN103343810B
CN103343810B CN201310281090.1A CN201310281090A CN103343810B CN 103343810 B CN103343810 B CN 103343810B CN 201310281090 A CN201310281090 A CN 201310281090A CN 103343810 B CN103343810 B CN 103343810B
Authority
CN
China
Prior art keywords
pivot pin
planet wheel
axle sleeve
wind turbine
planet
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201310281090.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103343810A (zh
Inventor
朱才朝
翟洪飞
顾宗琳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Chongqing University
Original Assignee
Chongqing University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Chongqing University filed Critical Chongqing University
Priority to CN201310281090.1A priority Critical patent/CN103343810B/zh
Publication of CN103343810A publication Critical patent/CN103343810A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103343810B publication Critical patent/CN103343810B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H37/00—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00
    • F16H37/02—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings
    • F16H37/04—Combinations of toothed gearings only
    • F16H37/041—Combinations of toothed gearings only for conveying rotary motion with constant gear ratio
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2260/00—Function
    • F05B2260/40—Transmission of power
    • F05B2260/403—Transmission of power through the shape of the drive components
    • F05B2260/4031—Transmission of power through the shape of the drive components as in toothed gearing
    • F05B2260/40311—Transmission of power through the shape of the drive components as in toothed gearing of the epicyclic, planetary or differential type

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Retarders (AREA)

Abstract

本发明公开了一种风电齿轮箱的行星齿轮传动机构，它包括轴销（11）、行星轮支架（13）、行星轮（14）和行星轮轴承（15），行星轮支架（13）上安装轴销（11），行星轮（14）通过行星轮轴承（15）安装在轴销（11）上，所述轴销（11）为空心轴，在轴销（11）与行星轮轴承（15）之间装有轴套（12），所述轴套（12）中部设有内台阶（16）。本发明具有如下的优点：在风力载荷变化的情况下，既能保持轴销的合理弹性变形，延长了啮合齿的工作寿命，又能保持行星轮啮合齿对的正常啮合，提高了行星齿轮传动的平稳性。

Description

一种风电齿轮箱的柔性行星齿轮传动机构
技术领域
本发明涉及一种风电齿轮箱的行星齿轮传动机构，具体涉及一种风电齿轮箱的柔性行星齿轮传动机构。
背景技术
图1为现有风电齿轮箱的行星齿轮传动机构图，它包括两级行星齿轮系和定轴齿轮系。第一级行星齿轮系有第一太阳齿轮轴1、第一行星轮支架2、第一行星轮3和第一齿圈4，第一行星轮支架2与桨叶主轴连接并由桨叶主轴驱动，带动第一太阳齿轮轴1转动；第二级行星齿轮系有第二太阳齿轮轴5、第二行星轮支架6、第二行星轮7和第二齿圈8，第二行星轮支架6与第一太阳齿轮轴1同轴联动，带动第二太阳齿轮轴5转动；定轴齿轮系有大齿轮10和高速齿轮9，大齿轮10与第二太阳齿轮轴5同轴联动，驱动高速齿轮9转动，高速齿轮轴为输出轴，驱动发电机转子转动。
由于第一级行星齿轮系传递风变载荷，其输入扭矩及转速时变性较强，波动较大，因此需尽可能采取相应措施以提高行星传动运行的可靠性与平稳性。美国齿轮制造协会公布的AGMA6123-B06标准中已列举19种改善行星齿轮传动均载的措施，其中之一为改善行星齿轮支撑轴的弹性变形。但零件过多的柔性及浮动，将增加系统的复杂性，并影响系统的可靠性，因此，各种改善风电齿轮箱传动均载性能的措施都集中于第一级行星齿轮系。
中国专利文献CN102518787A公开了一种风电齿轮箱的行星传动结构，该专利在行星齿轮轴上采用一对锥滚子轴承且背对背安装，它能承受行星齿轮轴向力所造成的冲击，但行星齿轮轴不能产生弹性变形，不能保持啮合齿对在冲击载荷下的正常啮合。
发明内容
本发明所要解决的技术问题就是提供一种风电齿轮箱的行星齿轮传动机构，它既能保持星齿轮轴的合理弹性变形，延长啮合齿的工作寿命，又能保持行星轮啮合齿对的正常啮合、提高行星齿轮传动的平稳性。
要解决上述技术问题，本发明包括轴销、行星轮支架、行星轮和行星轮轴承，行星轮支架上安装轴销，行星轮通过行星轮轴承安装在轴销上，所述轴销为空心轴，在轴销与行星轮轴承之间装有轴套，所述轴套中部设有内台阶。
本发明的有益效果是：
1、轴销为具一定壁厚空心轴，实现了轴销支撑刚度的改变，使轴销具有合理弹性，避免了啮合齿的齿面损伤；在各级行星齿轮传动机构的装配过程，能对轴销支撑刚度实行精细化操作，在不同刚度需求下，空心的轴销能有效减少实心的轴销表面的各种改变支撑刚度的加工工艺，避免了轴销的加工质量缺陷和弯曲应力的增加；
2、轴套刚度大于轴销支撑刚度，在轴套的内台阶环面均布载荷下，轴销在径向方向上产生凹陷变形；轴套在轴销径向位移下，随之产生一定的位移，但因轴套刚度较大，轴套外圈能保持两行星轮轴承在水平方向的相对位置，没有相对的弯曲变形，实现了行星齿轮传动机构在一定径向位移条件下正常工作，保证啮合齿轮对的正常啮合，提高行星传动的均载性能。
在轴销存在变形的情况下，轴套的内台阶高度能消除轴销中部变形对轴套上表面的影响，保持两行星轮轴承处于相同的相对水平位置，实现行星轮轴承在变形工况下的正常工作。
由于采用了上述技术方案，本发明具有如下的优点：在风力载荷变化的情况下，既能保持轴销的合理弹性变形，延长了啮合齿的工作寿命，又能保持行星轮啮合齿对的正常啮合，提高了行星齿轮传动的平稳性。
附图说明
本发明的附图说明如下：
图1为现有风电齿轮箱的行星齿轮传动机构示意图；
图2为本发明的结构示意图；
图3为图1中A处的放大图。
图4为安装本发明的行星齿轮传动机构示意图。
图中：1.第一太阳齿轮轴；2.第一行星轮支架；3.第一行星轮；4.第一齿圈；5.第二太阳齿轮轴；6.第二行星轮支架；7.第二行星轮；8.第二齿圈；9.高速齿轮；10.大齿轮；11.轴销；12.轴套；13.行星轮支架；14.行星轮；15.行星轮轴承；16.内台阶；17.斜面。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
如图2所示，本发明包括轴销11、行星轮支架13、行星轮14和行星轮轴承15，行星轮支架13上安装轴销11，行星轮14通过行星轮轴承15安装在轴销11上，所述轴销11为空心轴，在轴销11与行星轮轴承15之间装有轴套12，所述轴套12中部设有内台阶16。
如图3所示，轴套12的内台阶16两端设有锥面17，锥面17使台阶环面的两端孔径变大，当轴销11在弯曲变形较大情况下，实现了接触面积的增大，降低单位载荷，减缓轴销11的进一步变形。
内台阶16宽度影响行星传动均载情况。当宽度较小，轴销11中部承受均布载荷较大，致使轴销11产生较大弹性变形，从而使相互啮合齿面存在较大的应力，不能实现行星传动的均载，且易产生轮齿啮合冲击，并造成轴销11疲劳损伤。当宽度较大，轴销11中部承受均布载荷较小，从而在较大载荷作用下，不能实现轴销11理想的弹性变形，易造成啮合齿轮间载荷增大，引起齿面损伤。当内台阶16宽度适当时，在相应工作条件下，一方面能实现轴销11的合理弹性变形，降低行星传动的均载系数，实现理想的行星传动均载，且延长柔性轴销11的工作寿命；另一方面，台阶环面既能对行星轮轴承5起到稳定的支撑，保证轴销11的正常工作条件，实现齿轮对的正常啮合。
根据轴套12上两个行星轮轴承的安装方式、分布形式及销轴弹性变形需要，内台阶16宽度与行星轮14齿宽比例选定在0.3-0.8∶1的范围内。
如图4所示，本发明安装在风电齿轮箱的第一级行星齿轮系，与现有技术相比，其优点是：
1、实现行星轮支撑轴的弹性变形，既能保证行星传动的刚性要求，又具有一定的降低风变冲击载荷的柔性，提高了第一级行星齿轮系传动的平稳性与稳定性，从而满足行星齿轮系传动均载要求；
2、通过销轴在冲击载荷下弹性变形及中部支撑轴套对弹性变形的消除，保持啮合齿对在冲击载荷下的正常啮合，从而降低风变载荷对第一级行星齿轮系的冲击，改善啮合齿对在风变载荷下的工作条件，提高星齿轮系传动的疲劳寿命及可靠性；
3、轴套与销轴的中部支撑方式能降低左右冲击载荷的作用；
4、轴套的台阶斜面能较好地控制风变冲击载荷下销轴的弹性变形，提高销轴的工作寿命。

Claims (3)

1.一种风电齿轮箱的柔性行星齿轮传动机构，包括轴销(11)、行星轮支架(13)、行星轮(14)和行星轮轴承(15)，行星轮支架(13)上安装轴销(11)，行星轮(14)通过行星轮轴承(15)安装在轴销(11)上，其特征是：所述轴销(11)为空心轴，轴销(11)两端由行星轮支架(13)固定支撑，在轴销(11)与行星轮轴承(15)之间装有轴套(12)，所述轴套(12)中部设有内台阶(16)。
2.根据权利要求1所述的风电齿轮箱的柔性行星齿轮传动机构，其特征是：轴套(12)的内台阶(16)两端设有锥面(17)。
3.根据权利要求1所述的风电齿轮箱的柔性行星齿轮传动机构，其特征是：内台阶(16)宽度与行星轮(14)齿宽比例的范围为0.3-0.8∶1。
CN201310281090.1A 2013-07-05 2013-07-05 一种风电齿轮箱的柔性行星齿轮传动机构 Expired - Fee Related CN103343810B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310281090.1A CN103343810B (zh) 2013-07-05 2013-07-05 一种风电齿轮箱的柔性行星齿轮传动机构

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310281090.1A CN103343810B (zh) 2013-07-05 2013-07-05 一种风电齿轮箱的柔性行星齿轮传动机构

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103343810A CN103343810A (zh) 2013-10-09
CN103343810B true CN103343810B (zh) 2016-04-27

Family

ID=49278629

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310281090.1A Expired - Fee Related CN103343810B (zh) 2013-07-05 2013-07-05 一种风电齿轮箱的柔性行星齿轮传动机构

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103343810B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103511606B (zh) * 2013-10-17 2016-02-03 中国北方车辆研究所 一种用于行星排均载的行星轮轴
CN110848336B (zh) * 2019-12-02 2024-01-02 南京创力传动科技有限公司 一种带柔性销轴以及行星齿轮均载装置
CN112413105A (zh) * 2020-12-07 2021-02-26 南京高速齿轮制造有限公司 一种变截面行星销轴及行星传动机构

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003002891A1 (en) * 2001-06-28 2003-01-09 The Timken Company Epicyclic gear system
CN101107459A (zh) * 2005-07-08 2008-01-16 轨道2有限公司 齿轮安装件
CN101555927A (zh) * 2009-05-09 2009-10-14 浙江午马减速机有限公司 力矩分流减速机
CN101865279A (zh) * 2010-06-02 2010-10-20 重庆齿轮箱有限责任公司 一种行星轮柔性销轴均载机构
CN202441856U (zh) * 2012-02-21 2012-09-19 上海振华重工(集团)股份有限公司 行星装置
CN202674277U (zh) * 2012-03-29 2013-01-16 浙江吉利汽车研究院有限公司 一种自动变速器均载式行星机构
CN202937782U (zh) * 2012-11-09 2013-05-15 江苏新瑞戴维布朗齿轮系统有限公司 一种行星齿轮均载结构

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003002891A1 (en) * 2001-06-28 2003-01-09 The Timken Company Epicyclic gear system
CN101107459A (zh) * 2005-07-08 2008-01-16 轨道2有限公司 齿轮安装件
CN101555927A (zh) * 2009-05-09 2009-10-14 浙江午马减速机有限公司 力矩分流减速机
CN101865279A (zh) * 2010-06-02 2010-10-20 重庆齿轮箱有限责任公司 一种行星轮柔性销轴均载机构
CN202441856U (zh) * 2012-02-21 2012-09-19 上海振华重工(集团)股份有限公司 行星装置
CN202674277U (zh) * 2012-03-29 2013-01-16 浙江吉利汽车研究院有限公司 一种自动变速器均载式行星机构
CN202937782U (zh) * 2012-11-09 2013-05-15 江苏新瑞戴维布朗齿轮系统有限公司 一种行星齿轮均载结构

Also Published As

Publication number Publication date
CN103343810A (zh) 2013-10-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2010201796B2 (en) Planetary gear transmission unit
CN201293074Y (zh) 双联行星双臂式风电增速箱
CN203816719U (zh) 一种卧式行星球磨机的传动结构
CN103977868B (zh) 一种卧式行星球磨机的传动结构
CN103343810B (zh) 一种风电齿轮箱的柔性行星齿轮传动机构
CN102954193A (zh) 用于行星齿轮系统的销
EP2253843A1 (en) Wind turbine
CN109340318B (zh) 一种紧凑型半直驱风电齿轮箱三功率分流行星传动结构
CN102518787A (zh) 风电齿轮箱的行星传动结构
CN201166093Y (zh) 一种风力发电机增速齿轮箱
CN106321798A (zh) 一种用于海上风电齿轮箱的柔性轴结构
CN103104690A (zh) 一种行星轮的弹性支撑结构
CN203756446U (zh) 一种风力发电机传动结构
CN102628428A (zh) 一种大功率风力发电机组
CN102094940A (zh) 一种齿轮均载传动装置
CN201461269U (zh) 风电行星齿轮支撑装置
CN103835892A (zh) 一种风力发电机传动结构
CN201666335U (zh) 风力发电机增速齿轮箱
CN106763528A (zh) 一种功率分流输入输出同轴同向齿轮箱及齿轮装配方法
CN104061316A (zh) 风电齿轮箱的低速轴支撑结构
CN202629041U (zh) 一种变速器的行星架
CN201714821U (zh) 一种行星齿轮柔性轴总成
CN206175636U (zh) 用于海上风电齿轮箱的柔性轴结构
CN205534054U (zh) 复合式齿圈行星齿轮变速器
CN203962939U (zh) 一种风电齿轮箱的低速轴支撑结构

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C53 Correction of patent of invention or patent application
CB03 Change of inventor or designer information

Inventor after: Zhu Caichao

Inventor after: Di Hongfei

Inventor after: Gu Zonglin

Inventor before: Zhu Caichao

Inventor before: Di Hongfei

Inventor before: Gu Zonglin

C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20160427

Termination date: 20190705