[實用新型]超環面行星蝸桿增速器

無效

• 申請號: 200720062833.6
• 申請日: 2007-03-30
• 公開（公告）號: CN201013866Y
• 公開（公告）日: 2008-01-30
• 發明（設計）人: 周定伍
• 申請（專利權）人: 長沙四素堂實業有限公司
• 主分類號: F16H37/00
• 分類號: F16H37/00
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所
• 代理人: 顏勇

技術領域

本實用新型涉及一種增速器，特別是涉及一種超環面行星蝸桿增速器。

背景技術

在全球范圍內對綠色能源的需求正與日俱增，風力發電高潮即將到來。

風力發電裝置一般由風葉、增速器、發電機、控制部件和機架等組成。其中的增速器非常關鍵，在很大程度上決定了整機的質量和壽命，長期以來，都是風力發電裝置的瓶頸。增速器又稱齒輪箱，它將風葉的20轉/分左右的旋轉速度增至1500轉/分左右，這對于一般的齒輪箱必須多級傳動才能實現。齒輪箱還必須滿足效率高、壽命長(20年！)、噪音小、維護簡單等基本要求。國際上至今仍普遍采用傳統的體積龐大的齒輪箱，依靠高精度的多級齒輪保證其傳動質量。

超環面行星蝸桿傳動由美國Coulter系統公司M.R.Kuehnle于1966年提出，主要由蝸桿、行星架及其行星輪和定子組成，通過一級行星蝸桿傳動實現6～240的傳動比。在理論上，該傳動具有可逆性，可用于增速，但實際上因壓力角過大，難以做成實際的增速器產品，更無法滿足風力發電裝置對增速器的苛刻要求。

若設想將超環面行星蝸桿傳動用于風力發電裝置，則應將風葉安裝在行星架上，蝸桿與發電機的主軸傳動連接，在行星輪上設有與蝸桿和定子上的槽道嚙合的滾動體，風葉驅動行星架旋轉，行星架帶動行星輪轉動，行星輪通過其與蝸桿和定子嚙合的滾動體驅動蝸桿增速旋轉，蝸桿再驅動電機組發電。采用機械增速驅動發電機時，要求增速比高達60-100，對于超環面行星蝸桿傳動，在保證滾動體尺寸不至于過小的前提下，就必須采用尺寸相當大的定子，這不僅增加了定子加工難度，而且勢必增大增速器的體積和重量；反之，采用過小尺寸的滾動體，雖可減小定子的尺寸，卻勢必因滾動體磨損加劇而縮短增速器的使用壽命。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題是提供一種增速比高、體積小、使用壽命長的超環面行星蝸桿增速器。

為了解決上述技術問題，本實用新型提供的超環面行星蝸桿增速器，包括蝸桿、行星架及其行星輪和定子，所述的行星輪上設有的滾動體為高矮相間的高滾動體和矮滾動體，所述的定子上設有的槽道僅與所述的高滾動體嚙合傳動，所述的蝸桿上設有能與所述的矮滾動體和高滾動體分別嚙合傳動的槽道。滾動體可以是圓球，圓柱體，圓臺體和其它旋轉體。

采用上述技術方案的超環面行星蝸桿增速器，由于行星輪上設有的滾動體為高矮相間的高滾動體和矮滾動體，蝸桿上設有能與矮滾動體和高滾動體分別嚙合傳動的槽道。這極有利于增速場合下行星輪對蝸桿的驅動。增速時，在行星輪上的滾動體總數不變的前提下，設有的多條與高滾動體和矮滾動體嚙合的槽道的蝸桿比單個與滾動體嚙合的槽道的蝸桿的壓力角條件要好。矮滾動體對蝸桿的驅動并未改變單靠高滾動體驅動蝸桿時的傳動比和壓力角，矮滾動體所做的完全是與高滾動體同步的動作，所不同的，矮滾動體只是在推動蝸桿上的另外一條槽道而已。矮滾動體和高滾動體分別與蝸桿同時嚙合傳動，在不必增大增速器的體積和重量的前提下提高了增速器的使用壽命。因滾動體與蝸桿的嚙合發生在高速區段，故滾動體與蝸桿之間的磨損是降低增速器壽命的要害，所以本技術方案的優勢是很明顯的。

定子上設有的槽道僅與高滾動體嚙合，而不與矮滾動體嚙合，這就在保證滿足增速比的前體下其尺寸不至于過大。

本實用新型的優勢，尤其體現在大增速比的增速裝置中。例如當前迅猛發展的風力發電設備，采用機械增速驅動發電機時，要求增速比高達60-100，這對于一般的齒輪箱必須多級傳動才能實現，而采用本實用新型的裝置，則不僅只通過一級傳動就可實現欲達到的增速比，而且定子與行星輪的嚙合關系仍保持單頭嚙合，這就避免了采用過大尺寸的定子或過小尺寸的滾動體，這都是行星輪上多層滾動體的設計效果。

綜上所述，本實用新型是一種增速比高、體積小、使用壽命長且結構簡單的超環面行星蝸桿增速器。

附圖說明

下面結合附圖和具體實施方式對本實用新型用進一步說明。

附圖是本實用新型結構示意圖。

具體實施方式

參見附圖，定子3，蝸桿6和行星架1三者同軸心線，行星架1上設有多個(例如六個)行星輪2，行星輪2上設有高矮相間的高滾動體4和矮滾動體5，定子3上設有的槽道僅與高滾動體4嚙合傳動，蝸桿6上設有的槽道能與矮滾動體5和高滾動體4分別嚙合傳動。滾動體可以是圓球，圓柱體，圓臺體和其它旋轉體。

參見附圖，風葉安裝在行星架1上，蝸桿6與發電機的主軸傳動連接，風葉驅動行星架1旋轉，行星架1帶動行星輪2轉動，行星輪2通過其與蝸桿6和定子3嚙合的高滾動體4和矮滾動體5驅動蝸桿6增速旋轉，蝸桿6再驅動電機組發電。由于行星輪2上設有高滾動體4和矮滾動體5，定子3上設有的槽道僅與高滾動體4嚙合傳動；蝸桿6上設有能與矮滾動體5和高滾動體4分別嚙合傳動的槽道，行星輪2上的高滾動體4和矮滾動體5這樣的結構有利于增速場合下行星輪2對蝸桿6的驅動。增速時，在行星輪2上的滾動體總數不變的前提下，設有的多條與高滾動體4和矮滾動體5嚙合的槽道的蝸桿6比單個與滾動體嚙合的槽道的蝸桿6的壓力角條件要好。矮滾動體5對蝸桿6的驅動并未改變單靠高滾動體4驅動蝸桿6時的傳動比和壓力角，矮滾動體5所做的完全是與高滾動體4同步的動作，所不同的，矮滾動體5只是在推動蝸桿6上的另外一條槽道而已。而采用本實用新型的裝置，則不僅只通過一級傳動就可實現欲達到的增速比，而且高滾動體4與定子3仍保持單頭嚙合傳動，這就不需要采用過大尺寸的定子3從而不必增大增速器的體積和重量，矮滾動體5和高滾動體4分別與蝸桿6同時嚙合傳動，在不必增大增速器的體積和重量的情況下延長了增速器的使用壽命。