CN111609120A - 一种行星架及风电齿轮箱 - Google Patents

Abstract

本发明涉及齿轮箱技术领域，公开了一种行星架及风电齿轮箱，其中行星架包括间隔设置的两个腹板以及连接于两个所述腹板之间的立柱，所述立柱的外侧面与所述腹板的外侧面对齐，至少一个所述腹板的外侧与所述立柱的交界处形成斜切面；所述立柱的内侧面与所述腹板的连接处形成内交线，所述内交线距所述斜切面的垂直距离为L，所述腹板的厚度为H，其中H≤L≤a*H，a的取值范围设置为1.1～1.3，该行星架在保证扭转刚度的基础上，具有重量轻，成本低的优点。

Description

一种行星架及风电齿轮箱

技术领域

本发明涉及齿轮箱技术领域，尤其涉及一种行星架及风电齿轮箱。

背景技术

在风力发电机组中，由于风轮的转速很低，远达不到发电机发电所要求的转速，必须要通过齿轮箱的增速来使发电机得到相应的转速。

在风电齿轮箱中，行星架作为主要承扭部件，其扭转刚度将直接影响行星齿轮的啮合情况。目前，在现有技术中，如图1所示，行星架通常由第一腹板1’、第二腹板2’、中间立柱3’和销轴孔4’构成。随着风力发电机组功率的不断提升，对行星架扭转刚度的要求也在不断提高，导致现有的行星架中第一腹板1’和第二腹板2’的厚度较大，且其外圆直径尺寸较大，结构笨重，重量大，不仅增大了行星架的成本，而且使得动力传递过程中的损失较大。

因此，亟需提出一种行星架及风电齿轮箱以解决现有技术中存在的上述问题。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种行星架，该行星架在保证扭转刚度的基础上，具有重量轻，成本低的优点。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种行星架，包括间隔设置的两个腹板以及连接于两个所述腹板之间的立柱，所述立柱的外侧面与所述腹板的外侧面对齐，至少一个所述腹板的外侧与所述立柱的交界处形成斜切面；所述立柱的内侧面与设置有所述斜切面的所述腹板的连接处形成内交线，所述内交线距所述斜切面的垂直距离为L，所述腹板的厚度为H，其中H≤L≤a*H，a的取值范围设置为1.1～1.3。

作为优选，所述斜切面与所述腹板相交形成第一交线，所述斜切面与所述立柱相交形成第二交线，所述第一交线与所述第二交线沿所述腹板径向的距离小于所述第一交线与所述第二交线沿所述腹板轴向的距离。

作为优选，两个所述腹板上均开设有销轴孔，两个所述腹板上的所述销轴孔数量相等且共轴线设置，所述销轴孔的轴线位于所述第一交线的内侧。

作为优选，所述腹板上于所述销轴孔的径向外侧设置有第一凸出部，所述第一凸出部的外侧面凸出于所述斜切面。

作为优选，所述腹板上于所述销轴孔的轴向外侧设置有第二凸出部，所述第二凸出部凸出于两个所述腹板相对的侧面。

作为优选，两个所述腹板分别为第一腹板和第二腹板，所述第一腹板的外侧设有轴颈，所述第一腹板上设有齿轮定位孔，所述第二腹板上设有齿轮穿设孔，所述齿轮定位孔和所述齿轮穿设孔共轴线。

作为优选，所述第一腹板上设有多个所述销轴孔，多个所述销轴孔以所述齿轮定位孔的轴线为中心在同一圆周上均匀设置。

作为优选，所述斜切面与所述腹板的轴线的夹角范围设置为40°～45°。

作为优选，两个所述腹板的外侧与所述立柱的交界处均形成有所述斜切面。

本发明的另一目的在于提供一种风电齿轮箱，该风电齿轮箱在传递动力时的动力损耗较小，动力传递效率高。

为达该目的，本发明采用以下技术方案：

一种风电齿轮箱，包括上述技术方案所述的行星架。

本发明的有益效果：

本发明提供一种行星架，该行星架包括间隔设置的两个腹板以及连接于两个腹板之间的立柱，立柱的外侧面与腹板的外侧面对齐，至少一个腹板的外侧与立柱的交界处形成斜切面，用以在该行星架上去除材料，能够减轻行星架的重量，降低其制造成本。

立柱的内侧面与腹板的连接处形成内交线，内交线距斜切面的垂直距离为L，腹板的厚度为H，其中H≤L≤a*H，a的取值范围设置为1.1～1.3，使得斜切面既能够从腹板上去除较多材料，能够进一步减轻行星架的重量，降低其制造成本，又能够保证立柱与腹板的连接强度。

附图说明

图1是现有技术中行星架的立体结构示意图；

图2是本发明实施例一所述的行星架的立体结构示意图；

图3是本发明实施例一所述的行星架的剖视图；

图4是本发明实施例二所述的行星架的立体结构示意图；

图5是本发明实施例二所述的行星架的剖视图；

图6是本发明实施例三所述的行星架的立体结构示意图；

图7是本发明实施例三所述的行星架的立体剖视图。

图中：

1’、第一腹板；2’、第二腹板；3’、中间立柱；4’、销轴孔；

1、腹板；11、第一腹板；12、第二腹板；2、立柱；3、斜切面；4、销轴孔；5、第一凸出部；6、第二凸出部；100、轴颈；101、齿轮定位孔；102、齿轮穿设孔。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案做进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面结合附图并通过具体实施例来进一步说明本发明所提供的行星架的技术方案。

实施例一

本实施例提供一种行星架，如图2和图3所示，该行星架包括间隔设置的两个腹板1以及连接于两个腹板1之间的立柱2，立柱2的外侧面与腹板1的外侧面对齐。优选地，两个腹板1均设置为圆形板，便于该行星架布置于齿圈中。

在本实施例中，两个腹板1分别为第一腹板11和第二腹板12，第一腹板11包括相对设置的第一侧面和第二侧面，第一侧面上设有用于与外界部件连接的轴颈100，第二侧面上开设有销轴孔4和齿轮定位孔101，销轴孔4用于对行星齿轮轴的一端进行定位，齿轮定位孔101用于对太阳齿轮轴的一端进行定位。可以理解的是，销轴孔4和齿轮定位孔101均设置为盲孔，不仅便于实现对行星齿轮轴和太阳齿轮轴的轴向定位，还有利于保持腹板1的结构强度。

第二腹板12包括相对设置的第三侧面和第四侧面，第二侧面和第三侧面之间通过立柱2相连接。优选地，第二腹板12上设有销轴孔4和齿轮穿设孔102，齿轮穿设孔102和齿轮定位孔101共轴线设置，第二腹板12上的销轴孔4和第一腹板11上的销轴孔4数量相等且共轴线设置，太阳齿轮轴的一端定位于齿轮定位孔101中，另一端安装于齿轮穿设孔102中，行星齿轮轴的一端定位于第一腹板11上的销轴孔4，另一端安装于第二腹板12上的销轴孔4，实现该行星架对行星齿轮和太阳齿轮的定位与安装。

更为优选地，第一腹板11上的销轴孔4数量设有多个，多个销轴孔4以齿轮定位孔101的轴线为中心在同一圆周上均匀设置，使得行星齿轮能够以齿轮定位孔101的轴线为中心均匀分布，有利于提高该行星架受力的均匀性。

在本实施例中，第二腹板12的外侧与立柱2的交界处形成斜切面3，用以在该行星架上去除材料，能够减轻行星架的重量，降低其制造成本。立柱2的内侧面与第二腹板12的连接处形成内交线，内交线距斜切面3的垂直距离为L1，第二腹板12的厚度为H1，其中H1≤L1≤a1*H1，a1的取值范围设置为1.1～1.3，在本实施例中a1的取值为1.2，即H1≤L1≤1.2*H1，使得斜切面3既能够从第二腹板12上去除较多材料，能够进一步减轻行星架的重量，降低其制造成本，又能够保证立柱2与第二腹板12的连接强度。

优选地，斜切面3与第二腹板12相交形成第一交线，斜切面3与立柱2相交形成第二交线，第一交线与第二交线沿腹板1径向的距离小于第一交线与第二交线沿腹板1轴向的距离，使得斜切面3能够尽量从远离齿轮穿设孔102的位置去除材料，而使得去除材料不会影响该行星架的扭转刚度。更为优选地，销轴孔4的轴线位于第一交线的内侧，能够减小斜切面3去除的材料对销轴孔4的影响。

在本实施例中，斜切面3与第二腹板12的轴线的夹角范围设置为40°～45°，此角度范围有利于保证斜切面3去除的材料不会过多而降低该行星架的扭转刚度，具体地，斜切面3与第二腹板12的轴线的夹角设置为42°，可以理解的是，本领域技术人员可以根据实际情况对斜切面3与第二腹板12的轴线的夹角进行设计。

在本实施例中，第二腹板12上于销轴孔4的径向外侧设置有第一凸出部5，第一凸出部5的外侧面凸出于斜切面3。第一凸出部5能够加强销轴孔4处的结构强度，保证该行星架与行星齿轮轴连接刚度。优选地，两个腹板1上于销轴孔4的轴向外侧均设置有第二凸出部6，第二凸出部6凸出于两个腹板1相对的侧面，能够进一步加强销轴孔4处的结构强度，同时用于该行星架内部行星齿轮的轴承定位。

实施例二

本实施例提供一种行星架，如图4和图5所示，该行星架与实施例一所提供的行星架的不同之处在于：本实施例所提供行星架除了具有实施例一中的行星架的结构之外，第一腹板11的外侧与立柱2的交界处也形成有斜切面3，用以在该行星架上去除材料，能够减轻行星架的重量，降低其制造成本。

在本实施例中，立柱2的内侧面与第一腹板11的连接处形成内交线，内交线距斜切面3的垂直距离为L2，第一腹板11的厚度为H2，其中H2≤L2≤a2*H2，a2的取值范围设置为1.1～1.3，在本实施例中a2的取值为1.2，即H2≤L2≤1.2*H2，使得斜切面3既能够从第一腹板11上去除较多材料，能够进一步减轻行星架的重量，降低其制造成本，又能够保证立柱2与第一腹板11的连接强度。

优选地，斜切面3与第一腹板11相交形成第三交线，斜切面3与立柱2相交形成第四交线，第三交线与第四交线沿腹板1径向的距离小于第三交线与第四交线沿腹板1轴向的距离，使得斜切面3能够尽量从远离齿轮穿设孔102的位置去除材料，而使得去除材料不会影响该行星架的扭转刚度。

在本实施例中，斜切面3与第一腹板11的轴线的夹角范围设置为40°～45°，此角度范围有利于保证斜切面3去除的材料不会过多而降低该行星架的扭转刚度，具体地，斜切面3与第一腹板11的轴线的夹角设置为42°，可以理解的是，本领域技术人员可以根据实际情况对斜切面3与第一腹板11的轴线的夹角进行设计。

实施例三

本实施例提供一种行星架，如图6和图7所示，该行星架与实施例二所提供的行星架的不同之处在于：本实施例所提供行星架除了具有实施例二中的行星架的结构之外，第一腹板11上于销轴孔4的径向外侧设置有第一凸出部5，第一凸出部5的外侧面凸出于斜切面3。第一凸出部5能够加强销轴孔4处的结构强度，有利于延长销轴孔4的使用寿命，从而延长该行星架的使用寿命。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种行星架，包括间隔设置的两个腹板(1)以及连接于两个所述腹板(1)之间的立柱(2)，所述立柱(2)的外侧面与所述腹板(1)的外侧面对齐，其特征在于，至少一个所述腹板(1)的外侧与所述立柱(2)的交界处形成斜切面(3)；所述立柱(2)的内侧面与设置有所述斜切面(3)的所述腹板(1)的连接处形成内交线，所述内交线距所述斜切面(3)的垂直距离为L，所述腹板(1)的厚度为H，其中H≤L≤a*H，a的取值范围设置为1.1～1.3。

2.根据权利要求1所述的行星架，其特征在于，所述斜切面(3)与所述腹板(1)相交形成第一交线，所述斜切面(3)与所述立柱(2)相交形成第二交线，所述第一交线与所述第二交线沿所述腹板(1)径向的距离小于所述第一交线与所述第二交线沿所述腹板(1)轴向的距离。

3.根据权利要求2所述的行星架，其特征在于，两个所述腹板(1)上均开设有销轴孔(4)，两个所述腹板(1)上的所述销轴孔(4)数量相等且共轴线设置，所述销轴孔(4)的轴线位于所述第一交线的内侧。

4.根据权利要求3所述的行星架，其特征在于，所述腹板(1)上于所述销轴孔(4)的径向外侧设置有第一凸出部(5)，所述第一凸出部(5)的外侧面凸出于所述斜切面(3)。

5.根据权利要求3所述的行星架，其特征在于，所述腹板(1)上于所述销轴孔(4)的轴向外侧设置有第二凸出部(6)，所述第二凸出部(6)凸出于两个所述腹板(1)相对的侧面。

6.根据权利要求3所述的行星架，其特征在于，两个所述腹板(1)分别为第一腹板(11)和第二腹板(12)，所述第一腹板(11)的外侧设有轴颈(100)，所述第一腹板(11)上设有齿轮定位孔(101)，所述第二腹板(12)上设有齿轮穿设孔(102)，所述齿轮定位孔(101)和所述齿轮穿设孔(102)共轴线。

7.根据权利要求6所述的行星架，其特征在于，所述第一腹板(11)上设有多个所述销轴孔(4)，多个所述销轴孔(4)以所述齿轮定位孔(101)的轴线为中心在同一圆周上均匀设置。

8.根据权利要求1-7任一项所述的行星架，其特征在于，所述斜切面(3)与所述腹板(1)的轴线的夹角范围设置为40°～45°。

9.根据权利要求1-7任一项所述的行星架，其特征在于，两个所述腹板(1)的外侧与所述立柱(2)的交界处均形成有所述斜切面(3)。

10.一种风电齿轮箱，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的行星架。

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