CN203730688U - 一种用于风力发电机的增速箱 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种风力发电增速箱，该增速箱包括封闭级轮系和差动级轮系，且不论其中的差动级还是封闭级，齿圈和太阳轮均为浮动件。在增速箱中，封闭级输入传扭套和连接臂均为柔性件。这种设置实现了功率分流，提高了增速箱功率密度，减小了增速箱的体积和重量，且能更好的实现均载，保证运行的平稳。

Description

一种用于风力发电机的增速箱

技术领域

本实用新型涉及一种齿轮箱结构，具体涉及一种封闭差动风力发电增速箱。 

背景技术

风力发电机组中的齿轮箱作为风电机组的核心部件，其主要功用是将风轮在风力作用下所产生的动力传递给发电机，并使其得到相应的转速进行发电。通常风轮的转速很低，远达不到发电机发电所要求的转速，必须通过齿轮箱齿轮副的增速作用来实现，故也称之为增速箱。随着风力发电技术的发展，增速箱正向高效、高可靠性以及大功率方向发展。 

目前常见的风电主齿轮箱传动结构有一级行星两级平行轴结构和两级行星一级平行轴结构。对于一级行星两级平行轴齿轮箱，风机叶片的扭矩传给第一级齿轮，再经过第二级，最后由第三级输出。第一行星轮系速度最低，扭矩最大，且完全承受来自叶片的巨大扭矩。因此一级行星两级平行轴结构的增速箱结构虽然相对简单，成本低，但外形尺寸较大，重量偏重。对于两级行星一级平行轴齿轮箱结构紧凑，但相对复杂，成本较高。虽然上述两种风电主齿轮箱的结构设计和加工工艺较为成熟，但是随着风机向大功率方向发展，与之配套的主增速箱功率越来越大，使用以上两种结构会使增速箱体积庞大、重量很重、加工难度大，并且增加了设计研制的难度和后续维护成本，不利于市场需求。 

实用新型内容

随着兆瓦级风电机组迅速发展，增速箱在增大功率的同时，还要做到体积小、重量轻、安全可靠。针对现有技术中所存在的上述问题，本实用新型提出了一种封闭差动结构，有效地进行功率分流，从而使得封闭差动风力发电增速箱结构可靠、体积小、重量轻、功率密度高。 

根据本实用新型，提供了一种应用于风力发电行业的风力发电增速箱，增速箱设置为封闭差动传动结构，包括差动级轮系和封闭级轮系，差动级轮系设置成 增速箱的第一级，封闭级轮系设置成增速箱的第二级，差动级轮系中的差动级行星轮与差动级齿圈和差动级太阳轮分别啮合，差动级行星轮通过轴承连接在差动级行星轮轴上，差动级行星轮轴固定在差动级行星架上，封闭级轮系中的封闭级行星架固定，封闭级输入传扭套将封闭级齿圈与差动级的行星架相连，封闭级行星轮与封闭级齿圈和封闭级太阳轮分别啮合，封闭级行星轮通过轴承连接在封闭级行星轮轴上，封闭级行星轮轴固定在封闭级行星架上，连接臂分别与封闭级太阳轮和差动级齿圈连接。 

差动级轮系和封闭级轮系中的齿圈和太阳轮均为浮动件。 

优选地，封闭级输入传扭套为柔性件。 

优选地，连接臂为柔性件。 

与现有技术相比，本实用新型的优点在于，风力传动主齿轮箱采用封闭差动传动结构形式，实现了功率分流，提高了主齿轮箱功率密度，减小了主齿轮箱的体积和重量。其中不论差动级轮系还是封闭级轮系，其中齿圈和太阳轮均为浮动件，能更好的而实现均载。且封闭级输入传扭套和连接臂均为柔性件，在降低振动和噪音的同时，更好的实现均载。 

附图说明

下面将结合附图来对本实用新型的优选实施例进行详细地描述。在图中： 

图1显示了根据本实用新型的封闭差动风力发电增速箱。 

在附图中，并未按照实际的比例绘制。 

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型做进一步说明。 

图1示意性地显示了根据本实用新型的封闭差动风力发电增速箱。该增速箱包括差动轮系和封闭轮系。如图所示，差动级轮系作为增速箱的第一级，封闭级轮系作为增速箱的第二级时，差动轮系中差动级的行星轮2与差动级齿圈3和差动级太阳轮4分别啮合，差动级行星轮2通过轴承13连接在差动级行星轮轴5上，所述差动级行星轮轴5固定在所述差动级行星架1上。封闭级轮系中封闭级行星架11固定，封闭级输入传扭套7将封闭级齿圈8和所述差动级的行星架1相连，封闭级行星轮9与封闭级齿圈8和封闭级太阳轮10分别啮合，所述封闭 级的行星轮9通过轴承14连接于封闭级行星轮轴12上，所述封闭级行星轮轴12固定在所述封闭级行星架11上，连接臂6分别与所述封闭级太阳轮10和所述差动级齿圈3连接。 

在增速箱的工作状态下，功率从差动级行星架1输入。通过以上结构，差动级行星架1将功率分成两路：第一路，功率由差动级行星架1输入，经由差动级行星轮2直接传递到差动级太阳轮4；第二路，功率由差动级行星架1输入，由封闭级输入传扭套7，输入封闭级齿圈8，输入封闭级行星轮9，输入封闭级太阳轮10，输入到连接臂6，再通过差动级齿圈3和差动级行星轮2的啮合，传到差动级太阳轮4。 

如上所述，差动行星轮系有两路功率输入，即差动级行星架1直接输入和由差动级齿圈3输入，形成两个输入自由度，定义为差动轮系。而封闭轮系，只有封闭级输入传扭套7一路功率输入，只有一个输入自由度，定义为封闭级轮系。由这两个轮系组成的整体轮系就是封闭差动轮系。 

通过上述功率分流，有效地降低了各传输路径上齿轮所承受的转矩，相对于采用普通轮系，它可使用相对较小模数和直径的齿轮传递较大的功率，增速箱的总体积和径向尺寸都相应较小，解决了风电增速箱体积大，重量重的问题。同时，传递扭矩降低后，可以选用相对较小的齿轮箱轴承，从而节约了成本减低了重量，提高了产品的性能。风力发电增速箱为大功率增速传动，对均载性要求非常高。此增速箱中不论是差动级轮系还是封闭级轮系，齿圈和太阳轮均为浮动件，且封闭级输入传扭套和连接臂均为柔性件，这样能更好的实现均载，使得增速箱工作时运转平稳且噪音小。 

如上所述封闭差动风力发电增速箱的差动级轮系作为此增速箱的第一级且封闭级轮系作为此增速箱的第二级。然而本领域的技术人员容易理解，若封闭差动风力发电增速箱的封闭级轮系作为此增速箱的第一级且差动级轮系作为此增速箱的第二级能达到相同的使用效果，但结构需要相应调整。这些调整是本领域的技术人员所显而易见的，在此略去详细的描述。 

以上所述仅为本实用新型的优选实施方式，但本实用新型保护范围并不局限于此，任何本领域的技术人员在本实用新型公开的技术范围内，可容易地进行改变或变化，而这种改变或变化都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求书的保护范围为准。 

Claims (4)

1.一种用于风力发电机的增速箱，其特征在于，所述增速箱设置为封闭差动传动结构，包括差动级轮系和封闭级轮系，所述差动级轮系设置成所述增速箱的第一级，所述封闭级轮系设置成所述增速箱的第二级，其中，所述差动级轮系中的差动级行星轮与差动级齿圈和差动级太阳轮分别啮合，所述差动级行星轮通过轴承连接在差动级行星轮轴上，所述差动级行星轮轴固定于差动级行星架上，所述封闭级轮系中的封闭级行星架固定，封闭级输入传扭套将封闭级齿圈与所述差动级的行星架相连接，封闭级行星轮与所述封闭级齿圈和封闭级太阳轮分别啮合，所述封闭级行星轮通过轴承连接在封闭级行星轮轴上，所述封闭级行星轮轴固定于所述封闭级行星架上，连接臂分别与所述封闭级太阳轮和所述差动级齿圈连接。 

2.根据权利要求1所述的增速箱，其特征在于，所述差动级轮系和所述封闭级轮系中的齿圈和太阳轮均设置成浮动件。 

3.根据权利要求1所述的增速箱，所述封闭级输入传扭套为柔性件。 

4.根据权利要求1所述的增速箱，所述连接臂为柔性件。