CN212717841U - 一种风力发电机偏航减速器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种风力发电机偏航减速器，包括输入装置、输出装置、壳体及四级依次串联的行星齿轮传动系统，其中输入装置、四级依次串联的行星齿轮传动系统和输出装置之间依靠花键传递扭矩及转速；第一级行星齿轮传动系统与第二级行星齿轮传动系统共用一个内齿圈，该内齿圈并兼作减速器壳体使用；第三级行星齿轮传动系统与第四级行星齿轮传动系统的两个内齿圈固为一整体，且与壳体固定连接，也兼作壳体使用；各级太阳轮与其相应连接的花键为同一齿轮参数，且各级太阳轮及其相应的行星架同时浮动；各级行星轮轴承采用滚针轴承支承；以上措施使该减速器具有结构紧凑、行星齿轮传动均载效果好和输出轴齿轮受力均匀的优点。

Description

一种风力发电机偏航减速器

技术领域

本实用新型涉及风力发电机偏航传动的技术领域，尤其是指一种风力发电机偏航减速器。

背景技术

本产品用于风力发电机组偏航传动系统，其中风力发电机偏航减速器通常由四级行星齿轮传动加上输入轴及输出轴组成，每级行星齿轮传动至少要有一个基本结构件浮动件，才能使各行星轮受力均载，如果有两个浮动件，均载效果会更好。然而在现有的偏航减速器中，各级行星齿轮传动有的只有太阳轮一个浮动件，且存在各级行星齿轮传动的内齿圈分别需要用螺栓连接、末级行星架不浮动而需要两端轴承支承和太阳轮与外花键参数不同等情况，这样使得偏航减速器结构不紧凑及造成加工工艺的不经济性。

此外，在现有偏航减速器上，输出轴齿轮与偏航内齿圈啮合，使输出轴成为单一悬臂。然而偏航减速器输出轴齿轮与偏航内齿圈安装精度受较多零件的影响很大，需要人工调整齿轮宽度方向的接触精度，而人工调整又有很大的不确定性；再者由于输出轴为单一悬臂梁结构，故受载后变形量较大，引起其上齿轮宽度上受力不均匀，导致齿轮偏载接触且接触应力大，齿轮副出现较早的失效，造成下塔需要频繁更换偏航减速器和偏航内齿圈，或偏航内齿圈带病工作的严重后果。

实用新型内容

本实用新型目的在于克服现有技术的不足，针对现有偏航减速器均载效果受到限制、结构不紧凑和齿轮受载变形量较大的问题，提出了一种风力发电机偏航减速器，该减速器具有结构紧凑、行星齿轮传动各行星轮均载效果好和输出轴齿轮齿向受力均匀不偏载的特点。同时，风力发电机组功率可应用在2.5MW至15MW之间。

为实现上述目的，本实用新型所提供的技术方案为：一种风力发电机偏航减速器，包括输入装置、输出装置、壳体及四级依次串联的第一级行星齿轮传动系统、第二级行星齿轮传动系统、第三级行星齿轮传动系统和第四级行星齿轮传动系统；所述输入装置包括输入轴套和电动机，所述输入轴套通过第一轴承安装在电动机的安装座上，其一端与电动机的输出轴通过平键连接，其另一端通过花键与第一级行星齿轮传动系统的第一级太阳轮连接；所述第一级行星齿轮传动系统与第二级行星齿轮传动系统共用一个内齿圈，且该内齿圈与电动机的安装座固定连接，并兼作减速器的壳体使用；所述第一级行星齿轮传动系统包括第一级太阳轮、第一级行星轮、第一级行星轴和第一级行星架，所述第一级行星轮通过第一滚针轴承装配在第一级行星轴上，并分别与第一级太阳轮和相应内齿圈啮合，所述第一级行星轴过盈配合地安装在第一级行星架上，所述第一级行星架为单臂行星架，并且，该第一级行星架和第一级太阳轮为一起浮动的浮动件；所述第二级行星齿轮传动系统包括第二级太阳轮、第二级行星轮、第二级行星轴和第二级行星架，所述第二级太阳轮与第一级行星架通过花键连接，所述第二级行星轮通过第二滚针轴承装配在第二级行星轴上，并分别与第二级太阳轮和相应内齿圈啮合，所述第二级行星轴过盈配合地安装在第二级行星架上，所述第二级行星架为单臂行星架，并且，该第二级行星架和第二级太阳轮为一起浮动的浮动件；所述第三级行星齿轮传动系统和第四级行星齿轮传动系统的内齿圈固为一个整体，并与壳体固定连接，兼作减速器的壳体使用；所述第三级行星齿轮传动系统包括第三级太阳轮、第三级行星轮、第三级行星轴和第三级行星架，所述第三级太阳轮与第二级行星架通过花键连接，所述第三级行星轮通过第三滚针轴承装配在第三级行星轴上，并分别与第三级太阳轮和相应内齿圈啮合，所述第三级行星轴过盈配合地安装在第三级行星架上，所述第三级行星架为双臂行星架，并且，该第三级行星架和第三级太阳轮为一起浮动的浮动件；所述第四级行星齿轮传动系统包括第四级太阳轮、第四级行星轮、第四级行星轴和第四级行星架，所述第四级太阳轮与第三级行星架通过花键连接，所述第四级行星轮通过第四滚针轴承装配在第四级行星轴上，并分别与第四级太阳轮和相应内齿圈啮合，所述第四级行星轴过盈配合地安装在第四级行星架上，所述第四级行星架为双臂行星架，并且，该第四级行星架与第四级太阳轮为一起浮动的浮动件；所述输出装置包括输出轴和输出齿轮，所述输出轴通过背对背安装的第一锥轴承和第二锥轴承装配在壳体上，其一端与输出齿轮过盈连接，其另一端通过花键与第四级行星架连接。

进一步，各级太阳轮与其相应连接的花键为同一齿轮参数。

进一步，所述第三级行星齿轮传动系统的内齿圈和第四级行星齿轮传动系统的内齿圈参数不同。

本实用新型与现有技术相比，具有如下优点与有益效果：

1、传统偏航减速器存在各级行星齿轮传动的内齿圈分别需要用螺栓连接、末级行星架不浮动而需要两端轴承支承、太阳轮与外花键参数不同等情况，这样的设计使得偏航减速器结构不紧凑及加工工艺的不经济性。

而在本实用新型提出的方案中，采用了以下措施进行优化：第一级及第二级行星齿轮传动系统共用一个内齿圈(该内齿圈同时做为偏航减速器壳体，使得偏航减速器径向尺寸最小)；第三级及第四级行星齿轮传动系统的两个内齿圈组合为一整体结构(该整体结构同时做为偏航减速器壳体)；各级外花键与太阳轮同一齿轮参数；所有行星轮轴承采用滚针轴承；一对锥轴承背对背装配以支承输出轴，加大支撑跨距。这样就使得减速器结构紧凑，工艺性较好并节省成本。

2、现有的偏航减速器中，为使各级行星轮受力均载，各级行星齿轮传动系统只有太阳轮一个浮动件。而本实用新型中采用每级行星齿轮传动系统的太阳轮及行星架同时浮动,使得各行星轮均载效果更为显著。

3、偏航减速器在输出轴上依靠齿轮与偏航内齿圈啮合，现有的偏航减速器结构无一例外是一悬臂的输出齿轮轴，因此受载后变形量较大，引起其上齿轮宽度上受力不均匀，齿轮偏载接触，接触应力大，齿轮副较多出现较早的失效，产生故障。而本实用新型所述的偏航减速器可以使输出轴上的齿轮受力均匀，避免偏载造成的减速器及偏航内齿圈失效。

附图说明

图1为本实用新型所述风力发电机偏航减速器的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型作进一步说明。

参见图1所示，本实施例所提供的风力发电机偏航减速器，包括有输入装置、输出装置、壳体14及四级依次串联的第一级行星齿轮传动系统、第二级行星齿轮传动系统、第三级行星齿轮传动系统和第四级行星齿轮传动系统；输入装置包括输入轴套1和电动机(图中未画出)，输出装置包括输出轴12和输出齿轮13，输入轴套1、每级行星齿轮传动系统和输出轴12之间依靠花键传递扭矩及转速。

输入轴套1通过轴承3装配在电动机的安装座2上，输入轴套1与电动机的输出轴以平键连接，输入轴套1与第一级行星齿轮传动系统的第一级太阳轮5-1通过花键连接，该花键的参数与第一级太阳轮5-1参数相同，简化了第一级太阳轮5-1的加工工艺。

第一级行星齿轮传动系统及第二级行星齿轮传动系统共用一个内齿圈4，且该内齿圈4与电动机的安装座2固定连接，并兼做减速器的壳体使用；第一级行星齿轮传动系统包括第一级太阳轮5-1、第一级行星轮5-2、第一级行星轴5-4和第一级行星架5-5；第一级行星轮5-2通过第一滚针轴承5-3装配在第一级行星轴5-4上，且分别与第一级太阳轮5-1和内齿圈4啮合；第一级行星轴5-4过盈安装于第一级行星架5-5上；第一级行星架5-5为单臂行星架，且第一级行星架5-5与第一级太阳轮5-1为一起浮动的浮动件。第二级行星齿轮传动系统包括第二级太阳轮6-1、第二级行星轮6-2、第二级行星轴6-4和第二级行星架6-5；第二级太阳轮6-1与第一级行星架5-5通过花键连接，为简化加工工艺，该花键参数与第二级太阳轮6-1参数相同；第二级行星轮6-2通过第二滚针轴承6-3装配在第二级行星轴6-4上，且分别与第二级太阳轮6-1和内齿圈4啮合；第二级行星轴6-4过盈安装于第二级行星架6-5上；第二级行星架6-5为单臂行星架，且第二级行星架6-5与第二级太阳轮6-1为一起浮动的浮动件。

第三级行星齿轮传动系统的内齿圈及第四级行星齿轮传动系统的内齿圈固为一个整体7，并与壳体14连接，兼作减速器的壳体使用，其中，两个行星齿轮传动系统的内齿圈参数不同，可以在同一工件上分别加工。第三级行星齿轮传动系统包括第三级太阳轮8-1、第三级行星轮8-2、第三级行星轴8-4和第三级行星架8-5；第三级行星轮8-2通过第三滚针轴承8-3装配在第三级行星轴8-4上，且分别与第三级太阳轮8-1和相应内齿圈啮合；第三级行星轴8-4过盈安装于第三级行星架8-5上；第三级行星架8-5为双臂行星架，且第三级行星架8-5与第三级太阳轮8-1为一起浮动的浮动件；第三级太阳轮8-1与第二级行星架6-5通过花键连接，为简化加工工艺，该花键参数与第三级太阳轮8-1参数相同。第四级行星齿轮传动系统包括第四级太阳轮9-1、第四级行星轮9-2、第四级行星轴9-4和第四级行星架9-5；第四级行星轮9-2通过第四滚针轴承9-3装配在第四级行星轴9-4上，且分别与第四级太阳轮9-1和相应内齿圈啮合；第四级行星轴9-4以过盈安装于第四级行星架9-5上；第四级行星架9-5为双臂行星架，且第四级行星架9-5与第四级太阳轮9-1为一起浮动的浮动件；第四级太阳轮9-1与第三级行星架8-5通过花键连接，为简化加工工艺，该花键参数与第四级太阳轮9-1参数相同。

输出轴12通过背对背安装的第一锥轴承10和第二锥轴承11(图中L为两个锥轴承之间的安装距离)装配在壳体14上，输出轴12的一端通过花键与第四级行星齿轮传动系统的行星架9-5连接，输出轴12的另一端与输出齿轮13过盈连接；当一个切向力施加于输出齿轮13上时，来自输出轴12的弯曲引起的角度绕度能够被反方向来自另一端的输出齿轮13弯曲引起的角度绕度所抵消，使输出齿轮13平行移动，进而使载荷不偏载且在齿宽之间平均分配。根据上述原理，如果是齿轮宽度方向的接触精度调整较差时，偏航减速器的输出齿轮13工作时也能够通过输出轴12纠偏，达到理想的齿轮接触状态。

以上所述之实施例子只为本实用新型之较佳实施例，并非以此限制本实用新型的实施范围，故凡依本实用新型之形状、原理所作的变化，均应涵盖在本实用新型的保护范围内。

Claims (3)

1.一种风力发电机偏航减速器，包括输入装置、输出装置、壳体(14)及四级依次串联的第一级行星齿轮传动系统、第二级行星齿轮传动系统、第三级行星齿轮传动系统和第四级行星齿轮传动系统；所述输入装置包括输入轴套(1)和电动机，所述输入轴套(1)通过第一轴承(3)安装在电动机的安装座(2)上，其一端与电动机的输出轴通过平键连接，其另一端通过花键与第一级行星齿轮传动系统的第一级太阳轮(5-1)连接；其特征在于：所述第一级行星齿轮传动系统与第二级行星齿轮传动系统共用一个内齿圈(4)，且该内齿圈(4)与电动机的安装座(2)固定连接，并兼作减速器的壳体使用；所述第一级行星齿轮传动系统包括第一级太阳轮(5-1)、第一级行星轮(5-2)、第一级行星轴(5-4)和第一级行星架(5-5)，所述第一级行星轮(5-2)通过第一滚针轴承(5-3)装配在第一级行星轴(5-4)上，并分别与第一级太阳轮(5-1)和相应内齿圈(4)啮合，所述第一级行星轴(5-4)过盈配合地安装在第一级行星架(5-5)上，所述第一级行星架(5-5)为单臂行星架，并且，该第一级行星架(5-5)和第一级太阳轮(5-1)为一起浮动的浮动件；所述第二级行星齿轮传动系统包括第二级太阳轮(6-1)、第二级行星轮(6-2)、第二级行星轴(6-4)和第二级行星架(6-5)，所述第二级太阳轮(6-1)与第一级行星架(5-5)通过花键连接，所述第二级行星轮(6-2)通过第二滚针轴承(6-3)装配在第二级行星轴(6-4)上，并分别与第二级太阳轮(6-1)和相应内齿圈(4)啮合，所述第二级行星轴(6-4)过盈配合地安装在第二级行星架(6-5)上，所述第二级行星架(6-5)为单臂行星架，并且，该第二级行星架(6-5)和第二级太阳轮(6-1)为一起浮动的浮动件；所述第三级行星齿轮传动系统和第四级行星齿轮传动系统的内齿圈固为一个整体(7)，并与壳体(14)固定连接，兼作减速器的壳体使用；所述第三级行星齿轮传动系统包括第三级太阳轮(8-1)、第三级行星轮(8-2)、第三级行星轴(8-4)和第三级行星架(8-5)，所述第三级太阳轮(8-1)与第二级行星架(6-5)通过花键连接，所述第三级行星轮(8-2)通过第三滚针轴承(8-3)装配在第三级行星轴(8-4)上，并分别与第三级太阳轮(8-1)和相应内齿圈啮合，所述第三级行星轴(8-4)过盈配合地安装在第三级行星架(8-5)上，所述第三级行星架(8-5)为双臂行星架，并且，该第三级行星架(8-5)和第三级太阳轮(8-1)为一起浮动的浮动件；所述第四级行星齿轮传动系统包括第四级太阳轮(9-1)、第四级行星轮(9-2)、第四级行星轴(9-4)和第四级行星架(9-5)，所述第四级太阳轮(9-1)与第三级行星架(8-5)通过花键连接，所述第四级行星轮(9-2)通过第四滚针轴承(9-3)装配在第四级行星轴(9-4)上，并分别与第四级太阳轮(9-1)和相应内齿圈啮合，所述第四级行星轴(9-4)过盈配合地安装在第四级行星架(9-5)上，所述第四级行星架(9-5)为双臂行星架，并且，该第四级行星架(9-5)与第四级太阳轮(9-1)为一起浮动的浮动件；所述输出装置包括输出轴(12)和输出齿轮(13)，所述输出轴(12)通过背对背安装的第一锥轴承(10)和第二锥轴承(11)装配在壳体(14)上，其一端与输出齿轮(13)过盈连接，其另一端通过花键与第四级行星架(9-5)连接。

2.根据权利要求1所述的一种风力发电机偏航减速器，其特征在于：各级太阳轮与其相应连接的花键为同一齿轮参数。

3.根据权利要求1所述的一种风力发电机偏航减速器，其特征在于：所述第三级行星齿轮传动系统的内齿圈和第四级行星齿轮传动系统的内齿圈参数不同。

Images