CN104061316B - 风电齿轮箱的低速轴支撑结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种风电齿轮箱的低速轴支撑结构，包括第一级行星传动单元和第二级平行轴传动输入单元，其中第一级行星传动单元包括一级行星架、多个一级行星轮、一级内齿圈和一级太阳轮，所述第二级平行轴传动输入单元包括低速轴、低速大齿轮和中间轴，所述低速轴的下风向端由一对圆锥滚子轴承支撑，所述低速轴上有与一级太阳轮的外花键段啮合的内花键段，所述低速轴的上风向端由一级太阳轮的外花键段与低速轴的内花键段啮合构成的花键副支撑，所述低速轴的内花键段处于低速轴的上风向端，所述一级太阳轮的外花键段的中心横截面s2处于低速大齿轮的中心横截面s3至低速轴的上风向端面s0之间。本发明能使风电齿轮箱结构紧凑、成本低。

Description

风电齿轮箱的低速轴支撑结构
技术领域
本发明涉及一种风电齿轮箱，尤其是风电齿轮箱的第二级传动单元输入轴的支撑结构。
背景技术
随着风力发电技术的飞速发展，风电机组的传动功率越来越大，风电增速齿轮箱不但可靠性要求更高，而且还要求体积更小，重量更轻，以降低高昂的制造、运输、安装和维护费用。
3MW以下的风电增速齿轮箱一般采用三级增速传动，主要分为一级行星+两级平行轴传动和两级行星+一级平行轴传动。在现有技术的风电增速齿轮箱传动系统中，如图1所示，齿轮箱的第二级传动链输入轴110一般采用两端支撑的方式，上风向端由轴承90支撑，下风向端由一对圆锥滚子轴承120支撑。这种结构主要应用于对传动结构轴向尺寸、重量的要求相对宽松的风电机组中。
随着风电机组对整机重量的控制、机舱空间和成本提出了更高的要求，本领域技术人员一直致力于开发一种第二级传动链输入轴支撑方式，使得风电齿轮箱结构更紧凑、成本更低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能使风电齿轮箱结构紧凑、成本低的风电齿轮箱的低速轴支撑结构。
为了达到上述目的，本发明的技术方案是：一种风电齿轮箱的低速轴支撑结构，包括第一级行星传动单元和第二级平行轴传动输入单元，其中第一级行星传动单元包括一级行星架、多个一级行星轮、一级内齿圈和一级太阳轮，所述一级行星轮通过一级行星轮轴承安装在一级行星销上，所述一级行星销支撑在所述一级行星架上，所述一级行星架的两端分别设有一级行星架上风向轴承和一级行星架下风向轴承，所述一级行星轮与一级内齿圈和一级太阳轮啮合，所述第二级平行轴传动输入单元包括低速轴、低速大齿轮和中间轴，所述低速大齿轮安装在低速轴上，低速大齿轮与中间轴上的齿轮啮合，所述低速轴的下风向端由一对圆锥滚子轴承支撑，所述低速轴上有与一级太阳轮的外花键段啮合的内花键段，所述低速轴的上风向端由一级太阳轮的外花键段与低速轴的内花键段啮合构成的花键副支撑，所述低速轴的内花键段处于低速轴的上风向端，所述一级太阳轮的外花键段的中心横截面s2处于低速大齿轮的中心横截面s3至低速轴的上风向端面s0之间。
所述一级太阳轮上的外花键段的上风向端面S1与低速轴的上风向端面s0的距离为d≦10mm。
所述低速轴上的所述内花键段的上风向端面s4与所述低速轴的上风向端面s0的距离L≦15mm。
所述低速轴的下风向端由一对背对背圆锥滚子轴承支撑。
所述一级行星轮通过两个对称布置的一级行星轮轴承安装在一级行星销上。
采用上述结构后，由于所述低速轴没有采用现有技术中的上风向端的轴承90（见图1），因此，风电齿轮箱的轴向尺寸可以缩短至少一个轴承的宽度，节省了齿轮箱的轴向空间，同时减少了齿轮箱重量及成本；
由于风电齿轮箱的轴向空间的缩短，因此，箱体尺寸也可以缩短，使箱体体积更小，重量更轻；
由于低速轴变成一端固定，一端浮动支撑，浮动端相当于一个花键联轴器，因此，使一级太阳轮可以大大缩短却不会影响整个箱体的均载性能；
由于一级太阳轮和低速轴变短，因此使得齿轮箱重量更轻，且齿轮的工艺性变好，投料成本和加工成本大大降低；
由于低速轴上的花键孔靠近该轴的上风向端部，不受所述轴承90内圈尺寸的限制，因此，花键孔可以做到很大，解决了目前花键孔由于轴承尺寸限制无法做大而导致强度有所欠缺的问题。此外，还便于花键的加工，组装和润滑等，有利于保证花键加工和装配精度以及提高其使用寿命。
附图说明
以下结合附图给出的实施例对本发明作进一步详细的说明。
图1是现有技术的风电齿轮箱的低速轴支撑结构的结构示意图；
图2是本发明的风电齿轮箱的低速轴支撑结构的结构示意图；
图3是图2的I部放大示意图。
具体实施方式
如图1所示，为采用传统的一级行星+两级平行轴传动结构的风电齿轮箱的支撑结构的结构示意图。其中第一级行星传动单元主要由一级行星架10、多个一级行星轮60、一级内齿圈70及一级太阳轮30构成。所述一级行星轮60通过两个一级行星轮轴承50安装在一级行星销40上，所述一级行星销40由所述一级行星架10支撑。所述一级行星架10通过一级行星架上风向轴承20和一级行星架下风向轴承80支撑在箱体上。第二级平行轴传动输入轴单元主要由低速轴110及安装在所述低速轴110上的低速大齿轮100与中间轴130组成。其中所述低速轴110由低速轴上风向轴承90和一对所述圆锥滚子轴承120共同支撑在箱体上。所述低速大齿轮100与所述中间轴130上的齿轮啮合。
如图2、3所示，本发明的风电齿轮箱的低速轴支撑结构，包括第一级行星传动单元和第二级平行轴传动输入单元，其中第一级行星传动单元包括一级行星架1、多个一级行星轮6、一级内齿圈7和一级太阳轮3，所述一级行星轮6通过一级行星轮轴承5安装在一级行星销4上，所述一级行星销4支撑在所述一级行星架1上，所述一级行星架1的两端分别设有一级行星架上风向轴承2和一级行星架下风向轴承8，所述一级行星轮6与一级内齿圈7和一级太阳轮3啮合，所述第二级平行轴传动输入单元包括低速轴11、低速大齿轮10和中间轴13，所述低速大齿轮10安装在低速轴11上，低速大齿轮10与中间轴13上的齿轮13-1啮合，所述低速轴11的下风向端由一对圆锥滚子轴承12支撑，所述低速轴11上有与一级太阳轮3的外花键段3-1啮合的内花键段11-1，所述低速轴11的上风向端由一级太阳轮3的外花键段3-1与低速轴11的内花键段11-1啮合构成的花键副支撑，所述低速轴11的内花键段11-1处于低速轴11的上风向端，所述一级太阳轮3的外花键段3-1的中心横截面s2处于低速大齿轮10的中心横截面s3至低速轴11的上风向端面s0之间。
如图2、3所示，所述一级太阳轮3上的外花键段3-1的上风向端面S1与低速轴11的上风向端面s0的距离为d≦10mm。
如图2、3所示，所述低速轴11上的所述内花键段11-1的上风向端面s4与所述低速轴11的上风向端面s0的距离L≦15mm。
如图2所示，所述低速轴11的下风向端由一对背对背圆锥滚子轴承12支撑。
如图2所示，所述一级行星轮6通过两个对称布置的一级行星轮轴承5安装在一级行星销4上。

Claims (7)

1.一种风电齿轮箱的低速轴支撑结构，包括第一级行星传动单元和第二级平行轴传动输入单元，其中第一级行星传动单元包括一级行星架（1）、多个一级行星轮（6）、一级内齿圈（7）和一级太阳轮（3），所述一级行星轮（6）通过一级行星轮轴承（5）安装在一级行星销（4）上，所述一级行星销（4）支撑在所述一级行星架（1）上，所述一级行星架（1）的两端分别设有一级行星架上风向轴承（2）和一级行星架下风向轴承（8），所述一级行星轮（6）与一级内齿圈（7）和一级太阳轮（3）啮合，所述第二级平行轴传动输入单元包括低速轴（11）、低速大齿轮（10）和中间轴（13），所述低速大齿轮（10）安装在低速轴（11）上，低速大齿轮（10）与中间轴（13）上的齿轮（13-1）啮合，所述低速轴（11）的下风向端由一对圆锥滚子轴承（12）支撑，所述低速轴（11）上有与一级太阳轮（3）的外花键段（3-1）啮合的内花键段（11-1），其特征在于：所述低速轴（11）的上风向端由一级太阳轮（3）的外花键段（3-1）与低速轴（11）的内花键段（11-1）啮合构成的花键副支撑，所述低速轴（11）的内花键段（11-1）处于低速轴（11）的上风向端，所述一级太阳轮（3）的外花键段（3-1）的中心横截面s2处于低速大齿轮（10）的中心横截面s3至低速轴（11）的上风向端面s0之间。
2.根据权利要求1所述的风电齿轮箱的低速轴支撑结构，其特征在于：所述一级太阳轮（3）上的外花键段（3-1）的上风向端面S1与低速轴（11）的上风向端面s0的距离为d≦10mm。
3.根据权利要求1或2所述的风电齿轮箱的低速轴支撑结构，其特征在于：所述低速轴（11）上的所述内花键段（11-1）的上风向端面s4与所述低速轴（11）的上风向端面s0的距离L≦15mm。
4.根据权利要求1或2所述的风电齿轮箱的低速轴支撑结构，其特征在于：所述一级行星轮（6）通过两个对称布置的一级行星轮轴承（5）安装在一级行星销（4）上。
5.根据权利要求3所述的风电齿轮箱的低速轴支撑结构，其特征在于：所述一级行星轮（6）通过两个对称布置的一级行星轮轴承（5）安装在一级行星销（4）上。
6.根据权利要求3所述的风电齿轮箱的低速轴支撑结构，其特征在于：所述低速轴（11）的下风向端由一对背对背圆锥滚子轴承（12）支撑。
7.根据权利要求6所述的风电齿轮箱的低速轴支撑结构，其特征在于：所述一级行星轮（6）通过两个对称布置的一级行星轮轴承（5）安装在一级行星销（4）上。
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