CN112343970A - 紧凑型风电减速器 - Google Patents

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Abstract

一种紧凑型风电减速器，该风电减速器设有机体，该机体内设有行星齿轮组件及与行星齿轮组件连接的传动组件，机体底部设有与传动组件连接的输出轴齿轮，行星齿轮组件包括行星架、设于行星架上的多个第一行星轮、多个第二行星轮及分别与所述多个第一行星轮和第二行星轮啮合的太阳轮，多个第一行星轮与多个第二行星轮之间呈轴向错位设置，多个第一行星轮与行星架之间设有轴套，且所述太阳轮的输出扭矩经第一行星轮、第二行星轮传递给行星架，再经传动组件传出至输出轴齿轮。本发明可在保持高传动比的情况下，增加行星轮齿数，但避免了增大行星轮时产生的干涉，减小了减速器的径向尺寸。本发明还具有成本低、加工方便等特点。

Description

紧凑型风电减速器
【技术领域】
本发明涉及风电减速器，特别是涉及一种适用于风电承载能力大，传动比高且径向尺寸小的紧凑型风电减速器。
【背景技术】
目前，能源转型已经成为全球的共识，可再生能源正在成为全球能源转型的核心。其中，风电以其清洁无污染的优势，近年来得到了高速的发展。而随着技术水平的提高，我国风力发电机组单机容量已由最初的1MW逐步发展到4～5MW，甚至有海上风力发电机组可达到10MW。当前，为降低建造成本和运维成本，机组大功率化已成为风电发展的趋势。
然而，随着风力发电机组大功率化，使得机组内部偏航、变桨减速器的承载能力要求更高，而提高减速器承载能力的常用方法是增加行星轮的齿数，这就导致减速器的径向尺寸增加，使得大兆瓦级偏航、变桨减速器存在“大而笨”的问题。因此，如何提供一种结构紧凑，外径尺寸较小且功率密度较高的减速器就成为一种客观需求。
【发明内容】
本发明旨在解决上述问题，而提供一种既可通过增加行星轮齿数保持高传动比，又可避免因增大行星轮而产生的干涉，从而使减速器的径向尺寸减小的紧凑型风电减速器。
为了实现上述目的，本发明提供的一种紧凑型风电减速器，该风电减速器设有机体，该机体内设有行星齿轮组件及与行星齿轮组件连接的传动组件，所述机体底部设有与传动组件连接的输出轴齿轮，所述行星齿轮组件包括行星架、设于行星架上的多个第一行星轮、多个第二行星轮及分别与所述多个第一行星轮和第二行星轮啮合的太阳轮，所述多个第一行星轮与多个第二行星轮之间呈轴向错位设置，所述多个第一行星轮与行星架之间设有轴套，且所述太阳轮的输出扭矩经第一行星轮、第二行星轮传递给行星架，再经传动组件传出至输出轴齿轮。
所述第一行星轮与第二行星轮的结构及尺寸相同，且所述第一行星轮与第二行星轮沿轴向反向设置。
所述第一行星轮、第二行星轮分别通过行星轴固定于行星架上，所述行星轴的横截面呈T型，在行星轴底端设有与行星架固定的卡块，所述太阳轮的输出扭矩经第一行星轮、第二行星轮及行星轴传递给行星架。
所述第一行星轮的中部设有容置行星轴的通孔，所述第一行星轮上部沿通孔外周开设有圆形槽，所述行星轴的水平部容置于圆形槽内，所述第一行星轮底端设有向下延伸的凸缘，在所述凸缘与行星架之间设有轴套，所述轴套与行星架之间设有垫片。
所述第二行星轮的底端与行星架之间设有垫片，所述行星轴的水平部设于第二行星轮凸缘的顶端。
所述第一行星轮和第二行星轮各包括两个。
所述太阳轮为圆柱状，其通过太阳轴固定于行星架中部。
所述行星架呈圆形，该行星架上设有多个供行星轴竖直部穿置的第一连接孔，所述行星架中部设有连接太阳轴的第二连接孔。
本发明的贡献在于，其有效解决了现有风电减速器因增大承载能力而导致其径向尺寸大的问题。本发明通过将多个第一行星轮和第二行星轮之间呈轴向错位设置，既可通过增加行星齿轮数增加传动比，增大减速器的承载能力，同时又可避免因增大行星轮而产生的干涉，因而可减小减速器的径向尺寸，使减速器的结构紧凑，优化了传统传动结构，提高了偏航、变桨减速器的功率密度，降低了风机的建设和维护成本。此外，本发明的第一行星轮与第二行星轮的结构及尺寸相同，并在第一行星轮与行星架之间设置轴套，可使设于第一行星轮与第二行星轮内的行星轴的结构及尺寸也相同，从而提高减速器零件标准化程度，便于加工。
【附图说明】
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明的部件分解立体结构示意图。
图3是本发明的行星齿轮组件的俯视图。
图4是图3的A-A剖视图。
【具体实施方式】
下列实施例是对本发明的进一步解释和补充，对本发明不构成任何限制。
参阅图1、图2，本发明的紧凑型风电减速器设有机体10、行星齿轮组件20、传动组件30及输出轴齿轮40。该风电减速器可用于各种工业工程机械，尤其适用于风电承载能力大，内部结构紧凑的风电减速器，如偏航减速器、变桨减速器。其中，在机体10内上部设有行星齿轮组件20，在机体10内位于行星齿轮组件20下方设有传动组件30(图中未示出)，可为公知的传动机构，在此不做说明。该传动组件30与行星齿轮组件20的输出端连接，用于将行星齿轮组件20的输出扭矩输出，在机体10的下端设有输出轴齿轮40，该输出轴齿轮40与传动组件30的输出端连接。
如图1、图2及图4所示，行星齿轮组件20包括行星架21、多个第一行星轮22、多个第二行星轮23、太阳轮24、行星轴25及轴套26。其中，多个第一行星轮22与第二行星轮23分别与太阳轮24啮合，且多个第一行星轮22与第二行星轮23之间呈轴向错位设置，从而可在增加第一行星轮22及第二行星轮23的齿数时，避免第一行星轮22与第二行星轮23之间发生干涉，同时无需增大减速器机体上部的径向尺寸。本实施例的第一行星轮22与第二行星轮23的结构及尺寸相同，从而提高减速器零件标准化程度，便于将加工。其中，第一行星轮22、第二行星轮23的数量可以为偶数个也可以为奇数个，本实施例中的第一行星轮22及第二行星轮23各包括两个。在第一行星轮22与行星架21之间设有轴套26，使第一行星轮22与第二行星轮23沿轴向反向设置时可实现轴向错位设置。其中，第一行星轮22及第二行星轮23分别通过行星轴25固定于行星架21上，第一行星轮22及第二行星轮23内的行星轴25的结构及尺寸也相同。本实施例中的行星轴25的横截面呈T型，在行星轴25的底端设有卡块27，行星轴25的水平部设于第一行星轮22顶部，其竖直部依次穿过第一行星轮22、轴套26及行星架21且端部通过卡块27与行星架21固定。行星轴25的水平部设于第二行星轮23顶部，其竖直部依次穿过第二行星轮23及行星架21且端部通过卡块27与行星架21固定。
如图1、图4所示，行星架21呈圆形，其用于设置第一行星轮22、第二行星轮23及太阳轮24。该行星架21上设有多个第一连接孔211，其用于穿置行星轴25的竖直部，在行星轴21的中部设有第二连接孔212，其用于穿置太阳轴241。在第一行星轮22的中部设有容置行星轴25的通孔221，在第一行星轮22的上部沿通孔外周开设有圆形槽222，其用于容置行星轴25的水平部。第一行星轮22的底端设有向下延伸的凸缘223，轴套26设于凸缘223与行星架21之间，在轴套26的中部设有用于连接行星轴25的连接孔。在轴套26与行星架21之间还设有垫片28，使第一行星轮22与行星架21之间连接更为可靠。具体地，行星轴25的竖直部依次穿过通孔221、轴套26的连接孔及行星架21的第一连接孔211，其端部伸出行星架21的第一连接孔211并通过卡块27固定于行星架21上，与此同时，行星轴25的水平部下端面与圆形槽222的底部接触，从而通过行星轴25将第一行星轮22安装于行星架21上。行星轴25的水平部设于第二行星轮23的凸缘上，第二行星轮23底端设于行星架21上，且在第二行星轮23底端与行星架21之间设有垫片28，使第二行星轮23与行星架21之间连接更为可靠。具体地，如图4所示，行星轴25的竖直部依次穿过通孔221及行星架21的第一连接孔211，其端部伸出行星架21的第一连接孔211并通过卡块27固定于行星架21上，与此同时，行星轴25的水平部下端面与第二行星轮23的凸缘223顶部接触，从而通过行星轴25将第二行星轮23安装于行星架21上。由于第一行星轮22与第二行星轮23结构及尺寸相同，且第一行星轮22与第二行星轮23沿轴向反向设置，在第一行星轮22与行星架21之间设置轴套26，而在第二行星轮23与行星架21之间不设置轴套26，从而可使第一行星轮22的齿轮与第二星轮23的齿轮呈轴向错位设置，并分别于太阳轮24的齿轮啮合，实现在增加第一行星轮22与第二行星轮23的齿数时，具有高传动比而无需增大行星齿轮组件整体径向尺寸，因而无需增大减速器机体上部的径向尺寸，使减速器结构紧凑。太阳轮24为圆柱状，其通过太阳轴241固定于行星架21中部。其中，太阳轴241容置于行星轴21中部的第二连接孔212内。
如图1、图4所示，本发明的紧凑型风电减速器的工作过程为：太阳轮24的输出扭矩经多个第一行星轮22、多个第二行星轮23通过行星轴25传递给行星架21，行星架21再将输出扭矩经传动组件30传出至输出轴齿轮40。由于第一行星轮22与第二行星轮23之间呈轴向错位设置，在增加第一行星轮22与第二行星轮23齿数时，即可增加减速器的输出扭矩或增加传动比，提高减速器的功率密度，同时可避免各行星轮之间发生干涉，且无需增大减速器机体上部的径向尺寸，使减速器结构紧凑，降低了风机的建设和维护成本。
尽管通过以上实施例对本发明进行了揭示，但本发明的保护范围并不局限于此，在不偏离本发明构思的条件下，对以上各构件所做的变形、替换等均将落入本发明的权利要求范围内。

Claims (8)

1.一种紧凑型风电减速器，其特征在于，该风电减速器设有机体(10)，该机体(10)内设有行星齿轮组件(20)及与行星齿轮组件(20)连接的传动组件(30)，所述机体(10)底部设有与传动组件(30)连接的输出轴齿轮(40)，所述行星齿轮组件(20)包括行星架(21)、设于行星架(21)上的多个第一行星轮(22)、多个第二行星轮(23)及分别与所述多个第一行星轮(22)和第二行星轮(23)啮合的太阳轮(24)，所述多个第一行星轮(22)与多个第二行星轮(23)之间呈轴向错位设置，所述多个第一行星轮(22)与行星架(21)之间设有轴套(26)，且所述太阳轮(24)的输出扭矩经第一行星轮(22)、第二行星轮(23)传递给行星架(21)，再经传动组件(30)传出至输出轴齿轮(40)。
2.如权利要求1所述的紧凑型风电减速器，其特征在于，所述第一行星轮(22)与第二行星轮(23)的结构及尺寸相同，且所述第一行星轮(22)与第二行星轮(23)沿轴向反向设置。
3.如权利要求2所述的紧凑型风电减速器，其特征在于，所述第一行星轮(22)、第二行星轮(23)分别通过行星轴(25)固定于行星架(21)上，所述行星轴(25)的横截面呈T型，在行星轴(25)底端设有与行星架(21)固定的卡块(27)，所述太阳轮(24)的输出扭矩经第一行星轮(22)、第二行星轮(23)及行星轴(25)传递给行星架(21)。
4.如权利要求3所述的紧凑型风电减速器，其特征在于，所述第一行星轮(22)的中部设有容置行星轴(25)的通孔(221)，所述第一行星轮(22)上部沿通孔外周开设有圆形槽(222)，所述行星轴(25)的水平部容置于圆形槽(222)内，所述第一行星轮(22)底端设有向下延伸的凸缘(223)，在所述凸缘(223)与行星架(21)之间设有轴套(26)，所述轴套(26)与行星架(21)之间设有垫片(28)。
5.如权利要求3所述的紧凑型风电减速器，其特征在于，所述第二行星轮(23)的底端与行星架(21)之间设有垫片(28)，所述行星轴(25)的水平部设于第二行星轮(23)凸缘的顶端。
6.如权利要求1所述的紧凑型风电减速器，其特征在于，所述第一行星轮(22)和第二行星轮(23)各包括两个。
7.如权利要求3所述的紧凑型风电减速器，其特征在于，所述太阳轮(24)为圆柱状，其通过太阳轴(241)固定于行星架(21)中部。
8.如权利要求7所述的紧凑型风电减速器，其特征在于，所述行星架(21)呈圆形，该行星架(21)上设有多个供行星轴(25)竖直部穿置的第一连接孔(211)，所述行星架(21)中部设有连接太阳轴(241)的第二连接孔(212)。
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