CN209688067U - 行星架轻量化结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种行星架轻量化结构，包括轴颈，该轴颈的一端连接有第一腹板，所述第一腹板通过三个空心支腿连接有第二腹板，且所述第一腹板的中心线和所述第二腹板的中心线与所述轴颈的轴心线在同一条直线上，在所述第一腹板和所述第二腹板上设置有三个行星轮安装孔，在所述轴颈与所述第一腹板的连接处设置有第一圆弧部，在所述轴颈的轴肩处设置有第二圆弧部，所述第一圆弧部和所述第二圆弧部均沿所述轴颈的径向和轴向向内延伸，且所述第一圆弧部的直径大于所述第二圆弧部的直径，三个所述行星轮安装孔和三个所述空心支腿均匀间隔分布在以所述第一腹板的中心为圆心，以所述行星轮安装孔到所述第一腹板的中心的距离为半径的圆周上。
Description
技术领域
本实用新型涉及齿轮箱技术领域，具体涉及一种行星架轻量化结构。
背景技术
随着风电行业的快速发展，风电机组对风能的利用率不断提高，要求机组的运行可靠性也不断提升。风电齿轮箱作为机组的重大部件，所面临的工况复杂多变，这对风电齿轮箱的使用面临更加严峻的挑战。随着海上风电大功率机组的发展，要求整个机组对空间和重量的限制特别强烈，齿轮箱原有行星架的传统结构设计，已不能满足要求。
现有的行星架结构的轴肩处，存在主应力值超标、应力分布不均匀的问题。传统解决方法是加大轴肩处直径，增加臂厚，从而使得刚性更好，以降低该处的应力。但由于尺寸加大，则相应轴承的选型尺寸也需要加大，轴承越大价格越昂贵，且不具备互换性及通用性。相应的行星架整体尺寸加大，对应的前箱体、齿圈、后箱体等相连接尺寸都需增加，重量大幅增加，整体尺寸较大，重量较重，成本较高，已不能满足客户的要求。
发明内容
针对目前存在的技术问题，本实用新型提供一种结构紧凑，可靠性高，应力分布更均匀的行星架轻量化结构。
为了实现上述发明目的，本实用新型提供了以下技术方案：
一种行星架轻量化结构，包括轴颈，该轴颈的一端连接有第一腹板，所述第一腹板通过三个空心支腿连接有第二腹板，且所述第一腹板的中心线和所述第二腹板的中心线与所述轴颈的轴心线在同一条直线上，在所述第一腹板和所述第二腹板上设置有三个行星轮安装孔，在所述轴颈与所述第一腹板的连接处设置有第一圆弧部，在所述轴颈的轴肩处设置有第二圆弧部，所述第一圆弧部和所述第二圆弧部均沿所述轴颈的径向和轴向向内延伸，且所述第一圆弧部的直径大于所述第二圆弧部的直径，三个所述行星轮安装孔和三个所述空心支腿均匀间隔分布在以所述第一腹板的中心为圆心，以所述行星轮安装孔的中心到所述第一腹板的中心的距离为半径的圆周上。
采用上述技术方案，通过第一圆弧部和第二圆弧部的设计，有效降低了应力峰值，改善了应力分布状况，提高行星架工作的可靠性，使其结构更加合理，轴向空间紧凑，行星架外形尺寸相对较少，同时将支腿设计成空心的，减轻了重量，提高了铸造性能，满足了客户对空间和重量的要求。
作为优选，所述第一腹板和所述第二腹板的结构相同。
作为优选，所述空心支腿的截面呈梯型结构，该梯形结构由各段圆弧围成，且该空心支腿的外壁的弧长大于其内壁的弧长。
作为优选，所述第一腹板的外轮廓由以该第一腹板的中心为圆心，以所述空心支腿的外壁到该第一腹板的中心的距离为半径的三段大圆弧围成，且相邻两段所述大圆弧之间通过外凸圆弧圆滑过渡连接。
如此设置，经过分析可知，由于第一腹板和第二腹板的外轮廓的应力值较低，非主承载区域，因此在满足各项要求的条件下对其进行异形设计，减小尺寸，削减材料，降低成本。
作为优选，所述第一腹板在朝向所述第二腹板的一面上的中部设置有向内凹陷的凹腔，该凹腔的截面整体呈六角形结构，该六角形结构的六个角为圆弧形，相邻两个角之间通过内凹圆弧连接，且所述六角形结构的每个角到所述第一腹板的中心的最大距离大于所述空心支腿的内壁到该第一腹板的中心的距离，同时所述内凹圆弧到所述第一腹板的中心的最小距离小于所述空心支腿的内壁到该第一腹板的中心的距离。
如此设置，在满足强度和应力要求的条件下，降低了第一腹板的重量和用材，降低成本。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果：本实用新型通过合理的结构设计，使行星架的应力分布更均匀，提高了行星架的承载能力和抗疲劳能力，结构更紧凑，可靠性更高，在满足强度等各项要求的条件下将第一腹板和第二腹板设计成异形结构，同时对支腿进行局部减重设计，与原有结构相比，材料减重可达15％～20％，实现了轻量化设计要求。
附图说明：
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为图1的后视图；
图3为图2中的A-A剖视图；
图4为图3中的Ⅰ处放大图；
图5为图3中的B-B剖视图。
具体实施方式
下面结合试验例及具体实施方式对本实用新型作进一步的详细描述。但不应将此理解为本实用新型上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本实用新型内容所实现的技术均属于本实用新型的范围。
如附图1-附图5所示的行星架轻量化结构，包括轴颈1，该轴颈1的一端连接有第一腹板2，第一腹板2通过三个空心支腿3连接有第二腹板4，第一腹板2和第二腹板4的结构相同，且第一腹板2的中心线和第二腹板4的中心线与轴颈1的轴心线在同一条直线上，轴颈1、第一腹板2、第二腹板4和空心支腿3一体成型，在第一腹板2和第二腹板4上设置有三个行星轮安装孔7，在轴颈1与第一腹板2的连接处设置有第一圆弧部6，在轴颈1的轴肩处设置有第二圆弧部5，第一圆弧部6和第二圆弧部5均沿轴颈1的径向和轴向向内延伸，且第一圆弧部6的直径大于第二圆弧部5的直径，三个行星轮安装孔7和三个空心支腿3均匀间隔分布在以第一腹板2的中心为圆心，以行星轮安装孔7的中心到第一腹板2的中心的距离为半径的圆周上。
从图5结合图1可以看出，空心支腿3的截面呈梯型结构，该梯形结构由各段圆弧围成，且该空心支腿3的外壁30的弧长大于其内壁31的弧长。
第一腹板2的外轮廓由以该第一腹板2的中心为圆心，以空心支腿3的外壁30到该第一腹板2的中心的距离为半径的三段大圆弧20围成，且相邻两段大圆弧20之间通过外凸圆弧21圆滑过渡连接，即外凸圆弧21到第一腹板2的中心的距离大于大圆弧20到第一腹板2的中心的距离。
第一腹板2在朝向第二腹板4的一面上的中部设置有向内凹陷的凹腔8，该凹腔8的截面整体呈六角形结构，该六角形结构的六个角为圆弧形，相邻两个角之间通过内凹圆弧连接，且六角形结构的每个角到第一腹板2的中心的最大距离大于空心支腿3的内壁31到该第一腹板2的中心的距离，同时内凹圆弧到第一腹板2的中心的最小距离小于空心支腿3的内壁31到该第一腹板2的中心的距离。
Claims (5)
1.一种行星架轻量化结构，包括轴颈(1)，该轴颈(1)的一端连接有第一腹板(2)，其特征在于：所述第一腹板(2)通过三个空心支腿(3)连接有第二腹板(4)，且所述第一腹板(2)的中心线和所述第二腹板(4)的中心线与所述轴颈(1)的轴心线在同一条直线上，在所述第一腹板(2)和所述第二腹板(4)上设置有三个行星轮安装孔(7)，在所述轴颈(1)与所述第一腹板(2)的连接处设置有第一圆弧部(6)，在所述轴颈(1)的轴肩处设置有第二圆弧部(5)，所述第一圆弧部(6)和所述第二圆弧部(5)均沿所述轴颈(1)的径向和轴向向内延伸，且所述第一圆弧部(6)的直径大于所述第二圆弧部(5)的直径，三个所述行星轮安装孔(7)和三个所述空心支腿(3)均匀间隔分布在以所述第一腹板(2)的中心为圆心，以所述行星轮安装孔(7)的中心到所述第一腹板(2)的中心的距离为半径的圆周上。
2.根据权利要求1所述的行星架轻量化结构，其特征在于：所述第一腹板(2)和所述第二腹板(4)的结构相同。
3.根据权利要求2所述的行星架轻量化结构，其特征在于：所述空心支腿(3)的截面呈梯型结构，该梯形结构由各段圆弧围成，且该空心支腿(3)的外壁(30)的弧长大于其内壁(31)的弧长。
4.根据权利要求3所述的行星架轻量化结构，其特征在于：所述第一腹板(2)的外轮廓由以该第一腹板(2)的中心为圆心，以所述空心支腿(3)的外壁到该第一腹板(2)的中心的距离为半径的三段大圆弧(20)围成，且相邻两段所述大圆弧(20)之间通过外凸圆弧(21)圆滑过渡连接。
5.根据权利要求4所述的行星架轻量化结构，其特征在于：所述第一腹板(2)在朝向所述第二腹板(4)的一面上的中部设置有向内凹陷的凹腔(8)，该凹腔(8)的截面整体呈六角形结构，该六角形结构的六个角为圆弧形，相邻两个角之间通过内凹圆弧连接，且所述六角形结构的每个角到所述第一腹板(2)的中心的最大距离大于所述空心支腿(3)的内壁(31)到该第一腹板(2)的中心的距离，同时所述内凹圆弧到所述第一腹板(2)的中心的最小距离小于所述空心支腿(3)的内壁(31)到该第一腹板(2)的中心的距离。
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| CN201920424662.XU CN209688067U (zh) | 2019-03-29 | 2019-03-29 | 行星架轻量化结构 |
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| CN (1) | CN209688067U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111853220A (zh) * | 2020-08-13 | 2020-10-30 | 南京高速齿轮制造有限公司 | 一种行星架及行星齿轮箱 |
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2019
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