ES2549583T3 - Caja de engranajes que comprende un componente de engranaje estacionario formado basándose en perfiles de flanco variable de dientes de engranaje - Google Patents

Caja de engranajes que comprende un componente de engranaje estacionario formado basándose en perfiles de flanco variable de dientes de engranaje Download PDF

Info

Publication number
ES2549583T3
ES2549583T3 ES11006392.2T ES11006392T ES2549583T3 ES 2549583 T3 ES2549583 T3 ES 2549583T3 ES 11006392 T ES11006392 T ES 11006392T ES 2549583 T3 ES2549583 T3 ES 2549583T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
tooth
stationary
axis
gearbox
gear component
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
ES11006392.2T
Other languages
English (en)
Inventor
Khashayar Nazifi
Andreas Enting
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Vestas Wind Systems AS
Original Assignee
Vestas Wind Systems AS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Vestas Wind Systems AS filed Critical Vestas Wind Systems AS
Application granted granted Critical
Publication of ES2549583T3 publication Critical patent/ES2549583T3/es
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H1/00Toothed gearings for conveying rotary motion
    • F16H1/28Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion
    • F16H1/2809Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion with means for equalising the distribution of load on the planet-wheels
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23FMAKING GEARS OR TOOTHED RACKS
    • B23F19/00Finishing gear teeth by other tools than those used for manufacturing gear teeth
    • B23F19/002Modifying the theoretical tooth flank form, e.g. crowning
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03DWIND MOTORS
    • F03D15/00Transmission of mechanical power
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03DWIND MOTORS
    • F03D15/00Transmission of mechanical power
    • F03D15/10Transmission of mechanical power using gearing not limited to rotary motion, e.g. with oscillating or reciprocating members
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H55/00Elements with teeth or friction surfaces for conveying motion; Worms, pulleys or sheaves for gearing mechanisms
    • F16H55/02Toothed members; Worms
    • F16H55/08Profiling
    • F16H55/0806Involute profile
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05BINDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2260/00Function
    • F05B2260/40Transmission of power
    • F05B2260/403Transmission of power through the shape of the drive components
    • F05B2260/4031Transmission of power through the shape of the drive components as in toothed gearing
    • F05B2260/40311Transmission of power through the shape of the drive components as in toothed gearing of the epicyclic, planetary or differential type
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70Wind energy
    • Y02E10/72Wind turbines with rotation axis in wind direction

Abstract

Caja de engranajes (100) que comprende un componente de engranaje estacionario (110) que tiene una pluralidad de dientes (116a, ..., 116n) conformados a lo largo de un trazado de diente (115), difiriendo al menos algunos de dicha pluralidad de dientes (116a, ..., 116n) en sus perfiles de flanco de diente al menos en una fase inicial de una vida útil de funcionamiento de dicha caja de engranajes (100), y al menos un engranaje giratorio (121a, 121b, 121c) acoplado mecánicamente a un subconjunto de dichos dientes, en la que dicho al menos un engranaje giratorio (121a, 121b, 121c) está conectado a una carga mecánica para provocar fuerzas de compresión que actúan sobre dicho flanco de dientes (116a, .., 116n) de dicho componente de engranaje estacionario (110) que varían a lo largo de dicho trazado de diente (115) durante el movimiento de dicho al menos un engranaje giratorio (121a, 121b, 121c), en la que una diferencia en los perfiles de flanco de diente de dichos al menos algunos de dicha pluralidad de dientes (116a, ..., 116n) tiene correlación con dicha variación de dichas fuerzas de compresión, y en la que dichos perfiles de flanco de diente se ajustan de manera individual como función de la siguiente fórmula: Δf_(φ) >= sen φ * f_γ* sen α_wt + cos φ * f_γ* cos α_wt en la que φ >= ángulo de la posición del diente que ha de ajustarse a lo largo de dicho trazado de diente (115), midiéndose el ángulo preferiblemente en sentido horario en relación con el eje central del componente de engranaje estacionario (110) según se ve desde el lado de entrada de carga (lado 0) de la caja de engranajes (100), siendo la posición que representa un ángulo φ de 0º lo más preferiblemente una posición que está desfasada 90º en sentido horario con respecto a una posición de intersección de lado de carga de un plano abarcado por el eje de dicho engranaje giratorio (121a, 121b, 121c) y por el eje de dicho componente de engranaje estacionario (110) cuando intersecan, y dicho componente de engranaje estacionario (110), según se ve desde el lado de entrada de carga (lado 0) de la caja de engranajes (100); f_γ >= cantidad de desviación angular de línea de flanco efectiva debida a la influencia de la inclinación (γ) del eje de dicho engranaje giratorio (121a, 121b, 121c) cuando interseca con el eje de dicho componente de engranaje estacionario (110), siendo f_γ >= b * tan (γ) y correspondiendo b a la anchura del diente a lo largo de una dirección axial de dicho componente de engranaje estacionario (110); α_wt >= ángulo de presión de trabajo del enganche de engranaje entre dicho engranaje giratorio (121a, 121b, 121c) y dicho componente de engranaje estacionario (110); y Δf_(φ) >= cantidad global de compensación de flanco de diente debida a la influencia de los parámetros φ, f_γ y α_wt.

Description

imagen1
imagen2
imagen3
imagen4
imagen5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
E11006392
07-10-2015
engranaje en el elemento de sujeción de piezas de trabajo de la máquina de rectificado.
Por consiguiente, pueden determinarse de antemano distribuciones de carga de componentes de engranaje estacionarios, por ejemplo basándose en cálculos, experimentos, mediciones y similares, y entonces se determinan perfiles de flanco individuales apropiados de modo que se reduce o compensa cualquier variabilidad de curvaturas de diente en el componente de engranaje estacionario. De esta manera, en particular para sistemas de engranajes de alta potencia tales como las cajas de engranajes de aerogeneradores, se consigue un aumento de la vida útil para un rango de potencia y un tamaño de la caja de engranajes dado, mientras que el intervalo de tiempo entre intervenciones de mantenimiento regulares también puede prolongarse sin sacrificar robustez y fiabilidad de las cajas de engranajes.
Con referencia a los dibujos adjuntos, a continuación se describirán realizaciones ilustrativas adicionales en más detalle.
Breve descripción de los dibujos
En las figuras,
la figura 1a ilustra esquemáticamente una vista en sección de un engranaje planetario;
la figura 1b representa esquemáticamente una parte de la corona dentada estacionaria con dientes que tienen perfiles de flanco variables;
la figura 1c ilustra esquemáticamente una vista en sección de la corona dentada con diferentes perfiles de flanco en diferentes posiciones circunferenciales;
la figura 2 es una vista en sección axial de una caja de engranajes de un ejemplo comparativo, en la que el eje de la fase de satélite es paralelo al eje de la corona dentada estacionaria;
la figura 3 es una vista en sección axial de una caja de engranajes del ejemplo comparativo, en la que el eje de la fase de satélite está inclinado con respecto al eje de la corona dentada estacionaria;
la figura 4 es una vista A de la corona dentada estacionaria de la caja de engranajes representada en la figura 3 desde el lado de entrada de carga, indicando la posición a 0º (posición a las 9h), la posición a 90º (posición a las 12h), la posición a 180º (posición a las 15h) y la posición a 270º (posición a las 18h), respectivamente, del enganche entre la satélite y la corona dentada estacionaria;
la figura 5a-d son vistas en perspectiva parciales A de la caja de engranajes representada en la figura 3, que ilustran esquemáticamente el impacto de la inclinación del eje de la fase de satélite con respecto al eje de la corona dentada estacionaria en una posición a 0º (posición a las 9h), una posición a 90º (posición a las 12h), una posición a 180º (posición a las 15h) y una posición a 270º (posición a las 18h), respectivamente, del enganche entre uno de los satélites y la corona dentada estacionaria;
la figura 6 ilustra esquemáticamente una vista en sección de un aerogenerador que incluye una caja de engranajes planetaria con una corona dentada estacionaria con una corrección de trazado de diente variable; y
la figura 7 ilustra esquemáticamente una vista en sección de un sistema de rectificado para realizar la corrección de trazado de diente variable de manera circunferencial.
Descripción detallada de las realizaciones preferidas
La figura 1a ilustra esquemáticamente una vista en sección transversal de un sistema de engranajes 100 que puede proporcionarse en forma de un sistema planetario configurado para transferir una potencia mecánica de al menos 100 kW o significativamente superior. La caja de engranajes 100 comprende un componente de engranaje estacionario 110, tal como una corona dentada, que se encuentra en enganche con una pluralidad de satélites 121a, 121b, 121c de una fase de satélite 120. Normalmente, la fase de satélite 120 puede comprender un portasatélites 122, que a su vez puede estar unido a un árbol 123 que soporta de manera giratoria una carga tal como un rotor y similar. Además, puede proporcionarse un planeta 130 de modo que se encuentre en enganche con la fase de satélite 120, pudiendo conectarse un árbol 133 del planeta 130 mecánicamente a una máquina eléctrica tal como un generador y similares. Ha de apreciarse que la configuración de la caja de engranajes 100 puede modificarse de cualquier manera según se requiera para cumplir con la aplicación específica en consideración. Por ejemplo, pueden implementarse dos o más fases en la caja de engranajes 100 o la fase de satélite 120 puede comprender más satélites que lo que se muestra en la figura 1a.
Como se comentó anteriormente, la corona dentada 110 se proporciona en forma de un componente “estacionario” de la caja de engranajes 100, lo que ha de entenderse de manera que la corona dentada 110 está unida rígidamente a una carcasa 101 de la caja de engranajes 100, que a su vez puede unirse a cualquier soporte apropiado, según se requiera para admitir las cargas mecánicas aplicadas a la caja de engranajes 100. Además, la corona dentada 110 comprende un trazado de diente 115, que ha de entenderse como línea base o generalmente una superficie de base
imagen6
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
E11006392
07-10-2015
través de los uno o más satélites 121a.
En algunas realizaciones ilustrativas también puede aplicarse una corrección de trazado de diente apropiada a los dientes 126a, ..., 126m que puede ser apropiada para al menos algunos de los perfiles de flanco individuales de los dientes 116a, ..., 116n de modo que se obtenga una distribución de carga deseada. Es decir, debido al diámetro y número reducido de los dientes 126a, ..., 126m en comparación con la corona dentada 110, los dientes del satélite 121a pueden tener que engancharse con diferentes tipos de perfiles de flanco. Por tanto, la correspondiente corrección de trazado de diente puede representar un “compromiso” adecuado de modo que se obtenga el grado deseado de distribución de carga, que viene determinado sustancialmente por el perfil de flanco adaptado de los dientes 116a, ..., 116n del engranaje 110. Dicho de otro modo, la corrección de trazado de diente para el satélite 121a puede depender de los perfiles de flanco variables de los dientes de la corona dentada 110. En otras realizaciones ilustrativas, dependiendo de la configuración de la caja de engranajes 100, la corrección de trazado de diente en el satélite 121a puede proporcionarse en secciones. Una longitud de sección puede corresponder a una longitud circunferencial del satélite 121a de modo que el subconjunto bien definido de los dientes 121a, ..., 126m en esa sección pueden engancharse con un subconjunto bien definido de los dientes correspondientes a la sección del trazado de diente 115 en consideración. Si la correspondiente corrección de trazado de diente a lo largo del trazado de diente 115 se repite “por secciones”, entonces también puede aplicarse una corrección de trazado de diente variable al satélite 121a, dado que en cada sección del trazado 115 sólo determinados dientes se engancharán entre sí de manera predecible, permitiendo de ese modo una mejor adaptación y distribución de carga.
La figura 1c ilustra esquemáticamente una parte de la caja de engranajes 100. Tal como se ilustra, una parte del dentado 110 se ilustra basándose en un diente 116a que tiene su perfil de flanco 117a asociado, que difiere del perfil de flanco 117n de un diente 116n adicional. En el ejemplo mostrado, la diferencia en los perfiles de flanco 117a, 117n puede obtenerse variando el tamaño de una superficie de contacto 118a, 118n de los dientes 116a, 116n, respectivamente. Cuando, por ejemplo, para un mejor equilibrado espacial de las condiciones de carga, es decir de la componente de fuerza de compresión que actúa sobre los diversos flancos de dientes 116a, 116n se requiere una reducción local de la presión mecánica resultante en el diente 116a, la correspondiente corrección de trazado de diente puede dar como resultado por tanto una superficie de contacto global mejorada cuando se engancha con un diente 126, tal como se indica mediante la superficie 118a. Por otro lado, el tamaño reducido de la superficie de contacto 118n puede ser apropiado por tanto para inducir sustancialmente el mismo esfuerzo mecánico global en el diente 116n para condiciones de par motor externas dadas, como se comentó anteriormente, mejorando de ese modo generalmente la robustez y la fiabilidad globales de la corona dentada 110. Ha de apreciarse que la adaptación de las correspondientes áreas superficiales de contacto 118a, 118n es sólo una de varias medidas con el fin de proporcionar los perfiles o formas de flanco 117a, 117n adaptados de manera individual. Por ejemplo, los flancos opuestos también pueden recibir correspondientes perfiles conformados de manera diferente y/o el perfilado a lo largo de la anchura de diente, es decir a lo largo de la dirección perpendicular al plano de dibujo de la figura 1c, puede adaptarse de manera individual para los dientes 116a, 116n, respectivamente. Ha de apreciarse que aplicar una adaptación de flanco de diente de manera individual para cada uno de los dientes 116a, ..., 116n puede implicar, en algunas realizaciones ilustrativas, la modificación de diferentes componentes de cada diente individual. Por ejemplo, en uno o más de los dientes puede perfilarse de manera apropiada sólo un flanco de diente, mientras que en otros dientes puede someterse a ambos flancos de diente a un proceso de perfilado de flanco dedicado.
Ha de apreciarse que puede obtenerse una progresión de fuerzas o condiciones de carga a lo largo del trazado de diente 115 del componente de engranaje estacionario 110 por medio de cálculo, experimentos y similares, en los que pueden usarse programas de simulación sofisticados para determinar las condiciones de esfuerzo mecánico en los diversos ángulos de posiciones a lo largo del trazado de diente 115, o pudiendo recopilarse, alternativa o adicionalmente a los cálculos de simulación, datos experimentales con el fin de obtener una correlación entre una condición de carga externa especificada, por ejemplo provocada por una inclinación de un rotor eólico, y la posición angular a lo largo del trazado de diente 115 de la corona dentada 110.
El ángulo de inclinación puede definirse como el ángulo entre el eje de la fase de satélite 120 y el eje de dicho componente de engranaje estacionario 110, o como el ángulo entre uno de los ejes de dicho engranaje giratorio 121a, 121b, 121c cuando interseca con el eje de dicho componente de engranaje estacionario 110. Cuando se contemplan los ejes de los engranajes giratorios 121a, 121b, 121c en lugar del eje de la fase de satélite 120, el ángulo de inclinación es el mismo, ya que los ejes de los engranajes giratorios 121a, 121b, 121c y el eje de la fase de satélite 120 son paralelos entre sí. Sin embargo, los ejes de los engranajes giratorios 121a, 121b, 121c sólo pueden intersecar con el eje del engranaje estacionario 110 dos veces durante la revolución alrededor del eje del engranaje estacionario 110, concretamente cuando pasa por la posición a 90º (posición a las 12h) y la posición a 270º (posición a las 18h). Para una mejor comprensión de la inclinación del eje de la fase de satélite 120 con respecto al eje de la corona dentada estacionaria 110, y los efectos debidos a la inclinación sobre el enganche entre los satélites 121a, 121b, 121c y la corona dentada estacionaria 110, a continuación se describirá un ejemplo comparativo con referencia particular a las figuras 2-5.
La figura 2 es una vista en sección axial de una caja de engranajes 100 según un ejemplo comparativo, en la que el eje de la fase de satélite 120 y los ejes de los satélites 121a, 121b, 121c, respectivamente, son paralelos al eje de la corona dentada estacionaria 110. En este caso, el eje de la fase de satélite 120 no está inclinado con respecto al eje de la corona dentada estacionaria 110. Los satélites 121a, 121b, 121c están soportados por un portasatélites 122,
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
E11006392
07-10-2015
que a su vez está acoplado mecánicamente al árbol 123 que puede soportar un rotor eólico. Puede aplicarse una fuerza de par motor del rotor eólico al árbol 123 desde el lado 0, que designa el lado de entrada de carga de la caja de engranajes 100. El árbol 133 del planeta 130 puede conectarse mecánicamente a una máquina eléctrica tal como un generador y similar en el lado 1, que designa el lado de salida de carga de la caja de engranajes 100.
La figura 3 es una vista en sección axial de una caja de engranajes 100 según el ejemplo comparativo de la figura 2, en la que el eje de la fase de satélite 120 y los ejes de los satélites 121a, 121b, 121c, respectivamente, están inclinados con respecto al eje de la corona dentada estacionaria 110 con un ángulo de inclinación . La inclinación puede deberse a momentos de flexión y/o fuerzas de par motor aplicadas al árbol 123. En este caso, un plano abarcado por el eje de la fase de satélite 120 y el eje de la corona dentada estacionaria 110 puede incluir un vector de la fuerza de la gravedad y extenderse en dirección vertical. A continuación se explicarán, con referencia a las figuras 4 y 5a-d, los efectos debidos a la inclinación sobre el enganche de engranaje entre uno de los satélites 121a y la corona dentada estacionaria 110 a lo largo del trazado de diente 115 en tales condiciones.
Tal como se observa en la figura 4, que es una vista A de la corona dentada estacionaria 110 de la caja de engranajes 100 representada en la figura 3 desde el lado de entrada de carga 0, la corona dentada estacionaria 110 está instalada en la caja de engranajes 100, definiendo un plano abarcado por el eje inclinado de la fase de satélite 120 y el eje del componente de engranaje estacionario 110 una posición a 90º (posición a las 12h) y una posición a 270º (posición a las 18h). Cuando la inclinación es resultado de la fuerza de la gravedad, por ejemplo debido al peso de un rotor eólico, el plano abarcado por el eje de la fase de satélite 120 y dicho componente de engranaje estacionario 110 puede incluir un vector de la fuerza de la gravedad. En un caso diferente, que no se muestra, cuando la inclinación es resultado de otras fuerzas externas tales como cargas de viento o similares, el plano abarcado por el eje de la fase de satélite 120 y dicho componente de engranaje estacionario 110 puede no comprender el vector de la fuerza de la gravedad. En cualquier caso, la posición a 0º (posición a las 9h) está desfasada 90º en sentido horario con respecto al plano abarcado por el eje de la fase de satélite 120 y el eje del componente de engranaje estacionario 110 según se ve desde el lado de entrada de carga 0 de la caja de engranajes 100 y medido desde la posición de intersección de lado de carga del componente de engranaje estacionario 110 y dicho plano. Dado que el plano abarcado por el eje de la fase de satélite 120 y el engranaje estacionario 110 interseca y define dos posiciones sobre el componente de engranaje estacionario 110, la posición de intersección de lado de carga es la más cercana a la carga. En la posición a 0º, el ángulo  se establece a 0º. Así, el ángulo  se mide en sentido horario partiendo de esta posición a 0º según se ve desde el lado de entrada de carga, tal como se define en la figura 4.
Las figuras 5a-d son vistas en perspectiva parciales A de la caja de engranajes 100 representada en la figura 3, que ilustran esquemáticamente los efectos de la inclinación del eje de uno de los satélites 121a con respecto al eje de la corona dentada estacionaria 110 en diversas posiciones del enganche entre el satélite 121a y la corona dentada estacionaria 110 a lo largo del trazado de diente 115. Por facilidad de descripción, sólo se muestran un diente 126 del satélite 121a y sólo un diente de la corona dentada estacionaria 110 en el estado de enganche. En mayor detalle, la figura 5a muestra el satélite 121a enganchado con la corona dentada estacionaria 110 en la posición a 0º (posición a las 9h), la figura 5b muestra el satélite 121a enganchado con la corona dentada estacionaria 110 en la posición a 90º (posición a las 12h), la figura 5c muestra el satélite 121a enganchado con la corona dentada estacionaria 110 en la posición a 180º (posición a las 15h) y la figura 5d muestra el satélite 121a enganchado con la corona dentada estacionaria 110 en la posición a 270º (posición a las 18h).
Como se observa en la figura 5a, que representa la posición a 0º (posición a las 9h), la inclinación efectiva del eje del satélite 121a con respecto al eje de la corona dentada estacionaria 110 en un plano generalmente radial debido a la influencia del ángulo de inclinación  es cero, estando la oblicuidad efectiva del eje del satélite 121a con respecto al eje de la corona dentada estacionaria 110 en un plano generalmente radial debido a la influencia del ángulo de inclinación  en su valor máximo. Por consiguiente, el diente 126 del satélite 121a y el diente 116a de la corona dentada estacionaria 110 entran en contacto entre sí sólo en el lado 1 y forman un hueco que aumenta en la dirección del lado 0. El lado 1 soporta toda la carga y se somete a un considerable esfuerzo de compresión.
Además, como se observa en la figura 5b, que representa la posición a 90º (posición a las 12h), la inclinación efectiva del eje del satélite 121a con respecto al eje de la corona dentada estacionaria 110 debida a la influencia del ángulo de inclinación  está en su valor máximo, mientras que la oblicuidad efectiva del eje del satélite 121a con respecto al eje de la corona dentada estacionaria 110 debida a la influencia del ángulo de inclinación  es cero. Por consiguiente, el diente 126 del satélite 121a y el diente 116a+i de la corona dentada estacionaria 110 pueden entrar en contacto entre sí a lo largo de una línea oblicua que está inclinada desde el lado 1 al lado 0.
Aun adicionalmente, como se observa en la figura 5c, que representa la posición a 180º (posición a las 15h), la inclinación efectiva del eje del satélite 121a con respecto al eje de la corona dentada estacionaria 110 debida a la influencia del ángulo de inclinación  es cero de nuevo, mientras que la oblicuidad efectiva del eje del satélite 121a con respecto al eje de la corona dentada estacionaria 110 debida a la influencia del ángulo de inclinación  está de vuelta en su valor máximo. Por consiguiente, el diente 126 del satélite 121a y el diente 116a+2i de la corona dentada estacionaria 110 entran en contacto entre sí sólo en el lado 0 y forman un hueco que aumenta en la dirección del lado 1. En este caso, el lado 0 porta toda la carga y está sometido a un considerable esfuerzo de compresión.
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
E11006392
07-10-2015
Finalmente, como se observa en la figura 5d, que representa la posición a 270º (posición a las 18h), la inclinación efectiva del eje del satélite 121a con respecto al eje de la corona dentada estacionaria 110 debida a la influencia del ángulo de inclinación  está de vuelta en su valor máximo, mientras que la oblicuidad efectiva del eje del satélite 121a con respecto al eje de la corona dentada estacionaria 110 debida a la influencia del ángulo de inclinación  es cero otra vez. Por consiguiente, el diente 126 del satélite 121a y el diente 116a+3i de la corona dentada estacionaria 110 pueden entrar en contacto entre sí a lo largo de una línea oblicua que está inclinada desde el lado 0 al lado 1.
Resulta evidente que se aplican las mismas condiciones de enganche para cada uno de los satélites 121a, 121b, 121c cuando está en una de las posiciones de enganche identificadas anteriormente a lo largo del trazado de diente
115.
La invención permite un ajuste individual de los perfiles de flanco de diente de los dientes 116a, ..., 116n a lo largo del trazado de diente 115, ya que la orientación identificada anteriormente de la corona dentada estacionaria 110 en el estado de instalación y la carga que actúa sobre el árbol 123 que provocó la inclinación pueden determinarse de antemano. Por consiguiente, una cantidad global de compensación de flanco de diente para cada uno de los dientes 116a .. 116n a lo largo del trazado de diente 115 como función de, por ejemplo, la inclinación entre el eje de la fase de satélite 120 y el eje del componente de engranaje estacionario 110, el ángulo de posición  de cada diente a lo largo del trazado de diente 115 y otros factores también podrían determinarse de antemano. La cantidad global de compensación de flanco de diente para los flancos de diente y perfiles de flanco de diente, respectivamente, de los dientes 116a, ..., 116n de la corona dentada estacionaria 110 a lo largo del trazado de diente 115 puede calcularse según la siguiente fórmula (I):
f_() = sen  * f_* sen _wt + cos  * f_* cos _wt (I)
en la que
 = ángulo de la posición del diente que ha de ajustarse a lo largo del trazado de diente 115, midiéndose el ángulo en sentido horario en relación con el eje central del componente de engranaje estacionario 110 según se ve desde el lado de entrada de carga 0 de la caja de engranajes 100, siendo la posición que representa el ángulo de posición  de 0º una posición que está desfasada 90º en sentido horario con respecto a una posición de intersección de lado de carga del plano abarcado por el eje de la fase de satélite 120 y el eje del componente de engranaje estacionario 110, y el componente de engranaje estacionario 110, según se ve desde el lado de entrada de carga 0 de la caja de engranajes 100, tal como se muestra en la figura 4;
f_ = cantidad de desviación angular de línea de flanco efectiva debida a la influencia de la inclinación  el eje de la fase de satélite 120 y el eje del componente de engranaje estacionario 110, siendo f_ = b * tan () y correspondiendo b a la anchura del diente a lo largo de una dirección axial de dicho componente de engranaje estacionario 110, pudiendo calcularse la cantidad de desviación angular de línea de flanco efectiva f_ según la norma DIN 3964 de noviembre de 1980, por ejemplo;
_wt = ángulo de presión de trabajo del enganche de engranaje entre uno de los engranajes giratorios 121a, 121b, 121c y el componente de engranaje estacionario 110, que puede identificarse, por ejemplo, según la fórmula (21.3/17) del manual “Maschinenelemente Band II -Getriebe allgemein, Zahnradgetriebe -Grundlagen, Stirnradgetriebe”; Niemann, Gustav; 2ª edición revisada 1983, Springer-Verlag; y
f_() = cantidad global de compensación de flanco de diente debida a la influencia de los parámetros , f_ y _wt.
La cantidad global de compensación de flanco de diente f_() representa la desviación con respecto a una línea de flanco regular que puede calcularse para flancos de diente y perfiles de flanco de diente, respectivamente, tal como se describe en la sección 21.4.5 b) del manual “Maschinenelemente Band II -Getriebe allgemein, Zahnradgetriebe -Grundlagen, Stirnradgetriebe”; Niemann, Gustav; 2ª edición revisada 1983, Springer-Verlag, en consideración a las normas DIN 3960 a 3967 vigentes en noviembre de 1980 y las normas a las que hace referencia su contenido.
Según la invención, los perfiles de flanco de diente de los dientes 116a, ..., 116n de la corona dentada estacionaria 110 a lo largo del trazado de diente 115 se ajustan de manera individual de modo que se compense la inclinación del eje de la fase de satélite 120 con respecto al eje de la corona dentada estacionaria 110 debida a la influencia de una carga externa. Por tanto, puede garantizarse un contacto de enganche óptimo entre los satélites 121a, 121b, 121c y la corona dentada estacionaria 110 en toda posición de enganche a lo largo del trazado de diente 115. Así, pueden transmitirse cargas mecánicas entre los satélites 121a, 121b, 121c y la corona dentada estacionaria 110 de manera más uniforme, de manera que pueden reducirse picos locales de esfuerzo de compresión y la vida útil de funcionamiento de la caja de engranajes 100 aumenta significativamente.
La figura 6 ilustra esquemáticamente un aerogenerador 250, que puede comprender una máquina eléctrica 253 que está acoplada mecánicamente a un rotor eólico 251 a través de una caja de engranajes 200, que puede tener una configuración como se comentó anteriormente con referencia a la caja de engranajes 100. Es decir, la caja de engranajes 200 en algunas realizaciones ilustrativas comprende una corona dentada estacionaria 210 que tiene prevista en su interior una corrección de trazado de diente apropiada que varía a lo largo de la dirección
imagen7
imagen8

Claims (1)

  1. imagen1
    imagen2
ES11006392.2T 2011-08-03 2011-08-03 Caja de engranajes que comprende un componente de engranaje estacionario formado basándose en perfiles de flanco variable de dientes de engranaje Active ES2549583T3 (es)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP11006392.2A EP2554841B1 (en) 2011-08-03 2011-08-03 A gearbox comprising a stationary gear component formed on the basis of variable flank profiles of gear teeth

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2549583T3 true ES2549583T3 (es) 2015-10-29

Family

ID=44545428

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES11006392.2T Active ES2549583T3 (es) 2011-08-03 2011-08-03 Caja de engranajes que comprende un componente de engranaje estacionario formado basándose en perfiles de flanco variable de dientes de engranaje

Country Status (3)

Country Link
US (1) US8613688B2 (es)
EP (1) EP2554841B1 (es)
ES (1) ES2549583T3 (es)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8536726B2 (en) * 2010-09-17 2013-09-17 Vestas Wind Systems A/S Electrical machines, wind turbines, and methods for operating an electrical machine
EP2551550B1 (en) * 2011-07-29 2014-04-30 AGUSTAWESTLAND S.p.A. Planetary gear train and corresponding production method
CN103234006A (zh) * 2013-04-08 2013-08-07 昆明理工大学 一种双圆弧修正摆线齿轮差动轮系
EP3045249A1 (de) * 2015-01-19 2016-07-20 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur Herstellung eines innenverzahnten Hohlrads sowie Verfahren zur Herstellung oder zur Reparatur eines Planetengetriebes
DK201970782A1 (en) * 2019-12-17 2020-12-15 Vestas Wind Sys As Wind turbine power transmission system
CN113984466B (zh) * 2021-10-14 2024-01-12 安徽科技学院 一种用于土壤酚酸检测的批量化测定方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2956451A (en) * 1959-02-17 1960-10-18 Bowman Spencer Planetary gear-type speed reducer
US3043158A (en) * 1960-07-15 1962-07-10 Allis Chalmers Mfg Co Means for maintaining a pair of mating gears in mesh
US3206997A (en) * 1960-11-16 1965-09-21 Gen Motors Corp Gearing
JPS61101668A (ja) * 1984-10-24 1986-05-20 Hitachi Ltd 遊星歯車減速機付きスタ−タ
RU2375621C2 (ru) * 2003-05-30 2009-12-10 Рем Текнолоджиз, Инк. Суперфиниширование крупных планетарных зубчатых передач
DE502004002956D1 (de) * 2004-05-25 2007-04-05 Ford Global Tech Llc Zahnrad und Verfahren zur Beeinflussung des Schwingungsverhaltens einer Brennkraftmaschine mittels eines Zahnrades
DE102005027050B4 (de) * 2005-06-10 2021-12-30 Gkn Sinter Metals Gmbh Kraftfahrzeugbauteil mit Verzahnung
BE1018966A3 (nl) * 2009-10-19 2011-12-06 Hansen Transmissions Int Planetair tandwielstelsel en planetendrager voor toepassing in zulk planetair tandwielstelsel.

Also Published As

Publication number Publication date
EP2554841B1 (en) 2015-09-16
US20130035198A1 (en) 2013-02-07
EP2554841A1 (en) 2013-02-06
US8613688B2 (en) 2013-12-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2549583T3 (es) Caja de engranajes que comprende un componente de engranaje estacionario formado basándose en perfiles de flanco variable de dientes de engranaje
EP2175255B1 (en) Method and device for measuring gear tooth wear
ES2617903T3 (es) Procedimiento y dispositivo para monitorizar estados de funcionamiento de palas de rotor
ES2550383T3 (es) Determinación de la velocidad rotatoria
ES2341373T3 (es) Unidad multiplicadora de tipo planetario que comprende un portasatelites con una placa de bogie planetaria.
ES2736253T3 (es) Sistema y método para detectar hielo sobre una pala de rotor de aerogenerador
ES2344649T3 (es) Unidad de transmision por engranajes epicicloidales con satelites.
ES2401068T3 (es) Sistema de medida de la posición axial de ejes
BRPI0907607B1 (pt) dispositivo para o ajuste do ângulo de ataque de uma pá de rotor de uma turbina de energia eólica
US20120029838A1 (en) System and method for monitoring a wind turbine gearbox
RU2013153944A (ru) Устройство развертывания и свертывания гибкой конструкции, гибкая развертываемая конструкция и спутник, оборудованные таким устройством
WO2011042687A3 (en) Rotor system
WO2015106891A3 (de) Synchrongenerator einer getriebelosen windenergieanlage
WO2016016626A3 (en) A Turbine Generator
ES2809307T3 (es) Sistema y procedimiento para ajustar un momento flector de un eje en un aerogenerador
CN102200179A (zh) 减速机构
GB201808030D0 (en) Turbomachine module comprising a rotor supporting pitch blades
ES2426402T3 (es) Engranaje planetario para una instalación de energía eólica o para aplicaciones industriales
RU2012103479A (ru) Ступица винта
CN102072293B (zh) 减速机构及其采用的传动装置
KR102225250B1 (ko) 유성 기어용 유성 바퀴 캐리어
JP2011240804A (ja) 架空線用テンションバランサ
BR112018007843A2 (pt) torre eólica multiplataforma.
ES2638218T3 (es) Dispositivo para detectar deformaciones de una pala de rotor y procedimiento para el montaje de un dispositivo de este tipo
BR112012008215B1 (pt) método e dispositivo para o posicionamento axial de rolamentos num mancal