CN109372969A - 一种超紧凑半直驱式功率分流差动的风电齿轮箱传动结构 - Google Patents

一种超紧凑半直驱式功率分流差动的风电齿轮箱传动结构 Download PDF

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曹奇
孟高强
夏国锋
张皓
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Abstract

本发明公开了一种超紧凑半直驱式功率分流差动的风电齿轮箱传动结构，包括采用单个双列法兰式主轴承结构的主轴承，但不包括长主轴，该主轴承内置于齿轮箱中，所述齿轮箱采用行星差动功率分流结构，分别从齿轮箱的轮毂侧一级行星轮系和发电机侧一级行星轮系输入功率，其中，所述轮毂侧一级行星轮系由轮毂侧行星架驱动输入，所述发电机侧一级行星轮系由发电机侧齿圈驱动输入，所述发电机侧一级行星轮系通过发电机侧太阳轮与轮毂侧一级行星轮系连接，通过轮毂侧太阳轮最终输出功率，所述每个行星轮均采用柔性销结构进行均载。本发明能够保证齿轮箱在相同重量及尺寸的条件限制下，实现功率密度最大化，同时安全可靠性提高。

Description

一种超紧凑半直驱式功率分流差动的风电齿轮箱传动结构
技术领域
本发明涉及风力发电机的技术领域，尤其是指一种超紧凑半直驱式功率分流差动的风电齿轮箱传动结构。
背景技术
传统型风力发电机组的传动系统中，主要使用长主轴和高速齿轮箱，该种结构在2MW平台以下使用较多，但整个传统系统轴向尺寸非常长，齿轮箱径向尺寸和轴向尺寸也较大，且齿轮箱高速级故障较多。因此齿轮箱在相同重量及尺寸的条件限制下，如何能够使功率密度最大化，同时提高齿轮箱的安全性能。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出了一种超紧凑半直驱式功率分流差动的风电齿轮箱传动结构，能够保证齿轮箱在相同重量及尺寸的条件限制下，实现功率密度最大化，同时安全可靠性提高。
为实现上述目的，本发明所提供的技术方案为：一种超紧凑半直驱式功率分流差动的风电齿轮箱传动结构，包括采用单个双列法兰式主轴承结构的主轴承，但不包括长主轴，所述主轴承内置于齿轮箱中，用于承受风轮传递过来的径向力和弯矩载荷，减少交变载荷对齿轮箱的冲击，所述齿轮箱的轮毂侧设置有轮毂侧一级行星轮系，其发电机侧设置有发电机侧一级行星轮系，该齿轮箱采用行星差动功率分流结构，分别从轮毂侧一级行星轮系和发电机侧一级行星轮系输入功率，其中，所述轮毂侧一级行星轮系由轮毂侧行星架驱动输入，所述发电机侧一级行星轮系由发电机侧齿圈驱动输入，所述发电机侧一级行星轮系通过其发电机侧太阳轮与轮毂侧一级行星轮系连接，从而使得发电机侧一级的转矩经过发电机侧太阳轮再传递至轮毂侧一级行星轮系，由轮毂侧一级行星轮系的轮毂侧行星轮合成功率，最终通过轮毂侧一级行星轮系的轮毂侧太阳轮将功率传递至发电机。
进一步，所述轮毂侧一级行星轮系和发电机侧一级行星轮系的每个行星轮均采用柔性销结构进行均载，所述柔性销结构的柔性销轴与其相应的行星架过盈配合，所述柔性销结构的销套与柔性销轴过盈配合，所述销套用于支撑相应的行星轮系的行星轴承和行星轮。
本发明与现有技术相比，具有如下优点与有益效果：
1、本发明没有长主轴，通过采用集成法兰式单主轴承结构，结构紧凑。
2、本发明采用两级功率分流差动中速齿轮箱，适用于大功率风电机组，结构更加紧凑。
3、本发明采用柔性销结构使行星轮浮动均载，使多行星轮系的受载更加均匀，传动更加平稳，有效提高寿命。
4、本发明整个传动系统功率密度非常高，在齿轮箱相同重量及尺寸限制下，可以将功率提高50％以上。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
参见图1所示，本实施例所提供的超紧凑半直驱式功率分流差动的风电齿轮箱传动结构，包括采用单个双列法兰式主轴承结构的主轴承2，但不包括传统的长主轴，所述主轴承2内置于齿轮箱1中，用于承受风轮传递过来的径向力和弯矩载荷，减少交变载荷对齿轮箱1的冲击，齿轮箱1的轮毂侧设置有轮毂侧一级行星轮系3，其发电机侧设置有发电机侧一级行星轮系4，齿轮箱1采用行星差动功率分流结构，分别从齿轮箱1的轮毂侧一级行星轮系3和发电机侧一级行星轮系4输入功率，其中，轮毂侧一级行星轮系3由轮毂侧行星架31驱动输入，发电机侧一级行星轮系4由发电机侧齿圈41驱动输入，发电机侧一级行星轮系4通过发电机侧太阳轮42与轮毂侧一级行星轮系3连接，发电机侧一级的转矩经过发电机侧太阳轮42再传递至轮毂侧一级行星轮系3，由轮毂侧一级行星轮系3的轮毂侧行星轮(图中未示出)合成功率，最终通过轮毂侧一级行星轮系3的轮毂侧太阳轮32将功率传递至发电机(图中未示出)。这种结构使流经单极行星系中的功率得以分流，进而使行星结构齿轮箱功率密度增大，安全可靠性提高。
另外，轮毂侧一级行星轮系3和发电机侧一级行星轮系4的每个行星轮均采用柔性销结构进行均载，柔性销结构的柔性销轴5与相应的行星架过盈配合，柔性销结构的销套6与柔性销轴5过盈配合，销套6用于支撑相应的行星轮系的行星轴承(图中未示出)和行星轮(图中未示出)，当每个行星轮系的齿圈与太阳轮的两个切向力施加于行星轮上时，来自行星架上悬臂柔性销轴5的弯曲引起的角度绕度能够被反方向来自柔性销轴5另一端悬臂销套6的弯曲引起的角度绕度所抵消，使每个行星轮平行浮动，进而使载荷在每个行星轮之间平均分配。
以上所述之实施例子只为本发明之较佳实施例，并非以此限制本发明的实施范围，故凡依本发明之形状、原理所作的变化，均应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (2)

1.一种超紧凑半直驱式功率分流差动的风电齿轮箱传动结构，其特征在于：包括采用单个双列法兰式主轴承结构的主轴承，但不包括长主轴，所述主轴承内置于齿轮箱中，用于承受风轮传递过来的径向力和弯矩载荷，减少交变载荷对齿轮箱的冲击，所述齿轮箱的轮毂侧设置有轮毂侧一级行星轮系，其发电机侧设置有发电机侧一级行星轮系，该齿轮箱采用行星差动功率分流结构，分别从轮毂侧一级行星轮系和发电机侧一级行星轮系输入功率，其中，所述轮毂侧一级行星轮系由轮毂侧行星架驱动输入，所述发电机侧一级行星轮系由发电机侧齿圈驱动输入，所述发电机侧一级行星轮系通过其发电机侧太阳轮与轮毂侧一级行星轮系连接，从而使得发电机侧一级的转矩经过发电机侧太阳轮再传递至轮毂侧一级行星轮系，由轮毂侧一级行星轮系的轮毂侧行星轮合成功率，最终通过轮毂侧一级行星轮系的轮毂侧太阳轮将功率传递至发电机。
2.根据权利要求1所述的一种超紧凑半直驱式功率分流差动的风电齿轮箱传动结构，其特征在于：所述轮毂侧一级行星轮系和发电机侧一级行星轮系的每个行星轮均采用柔性销结构进行均载，所述柔性销结构的柔性销轴与其相应的行星架过盈配合，所述柔性销结构的销套与柔性销轴过盈配合，所述销套用于支撑相应的行星轮系的行星轴承和行星轮。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109895119A (zh) * 2019-04-25 2019-06-18 哈尔滨玄智科技有限公司 一种高速转鼓机构及格斗机器人

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