[發明專利]行星齒輪單元

有效

• 申請號: 201010624995.0
• 申請日: 2010-12-01
• 公開（公告）號: CN102086920A
• 公開（公告）日: 2011-06-08
• 發明（設計）人: 沃倫·斯穆克
• 申請（專利權）人: 漢森傳動系統國際公司
• 主分類號: F16H1/32
• 分類號: F16H1/32;F16H57/08;F03D11/00
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 張建濤;車文

技術領域

本發明涉及一種用于風力渦輪機的齒輪單元。更具體的，本發明涉及一種行星齒輪單元、一種包括這種行星齒輪單元的齒輪箱和包括這種齒輪箱的風力渦輪機。

背景技術

用于風力渦輪機的齒輪箱可包括至少一個行星齒輪單元，該行星齒輪單元包括行星架、行星齒輪、太陽齒輪和環形齒輪。圖1a和圖1b示意性地圖示出一個現有技術的行星齒輪單元10。該行星齒輪單元10包括殼體1，在該殼體中設置多個行星齒輪2、多個行星軸3和一個行星架4。行星齒輪2由行星軸承2a旋轉支撐。行星齒輪單元10進一步包括環形齒輪5和太陽齒輪6，用于與行星齒輪2相互作用。行星架4包括具有多個孔8的后板7，行星軸3延伸穿過所述孔。行星架4連接到風力渦輪機的轉子轂(未顯示出)并且通過行星架軸承9旋轉地安裝到殼體1內(見圖1b)。

齒輪箱設計是已知的，其中實際上旋轉支撐著行星架的行星架軸承也作為用于支撐與行星架4相連的轉子轂的主軸承。然而，使用一個主軸承同時支撐轉子轂和行星架4的剛度相比于其中使用分開的軸承支撐轉子轂和行星架4的更為常規設計中的剛度低。當使用一個主軸承同時支撐轉子轂和行星架4時，可能會在行星架4和環形齒輪5之間出現未對準，這會增加促使行星齒輪2損壞的風險。

如在現有技術中已知的，解決該問題的已知方案為以或多或少的柔性的方式將行星軸3安裝到行星架4。然而，在這種情況下并且在特殊環境，例如在特殊的載荷下，行星軸3可能沿著它們自己的軸線并且相對于行星架4旋轉。在齒輪箱的運行期間的行星軸3的轉動會造成損壞。結果，可能減少行星齒輪單元10的壽命。

發明內容

本發明的實施例的目的是提供一種行星齒輪單元，一種包括這種行星齒輪單元的齒輪箱和一種包括這種齒輪箱的風力渦輪機。

在第一個方面，本發明提供一種行星齒輪單元，包括：

-行星架，該行星架包括后板并且設置有行星軸，該行星軸繞行星架的軸線均勻分布且延伸通過后板中的孔，每個行星軸通過行星軸承可旋轉地支撐一對行星齒輪，該行星齒輪安裝在環形齒輪和太陽齒輪之間以用于相互作用，和

-鍵，該鍵設置在至少一個行星軸中的鍵槽中，且延伸至后板，以用于防止至少一個行星軸繞其自身軸線旋轉，

其中，該鍵和鍵槽設置在定位于從轉子側向前看、繞至少一個行星軸的圓周沿順時針方向在45°和270°之間的位置處。由此，0°定義為從轉子側向前看、與離后板中心的最大距離相對應并且離后板一側最近的在行星軸圓周上的點。

根據優選實施例，鍵和鍵槽可設置在行星齒輪單元中的每個行星軸中。

鍵和鍵槽可設置成使得在通過摩擦作用防止行星軸相對后板旋轉的情況下，后板的彈性變形造成鍵和鍵槽在后板中移位從而使得在行星軸中的鍵和鍵槽之間基本不存在接觸。

此外，優選地，鍵和鍵槽不設置在后板中的孔的位置或高應力區域處。孔中的高應力區域的存在和位置取決于行星齒輪單元的類型以及由此取決于使用的后板的類型。然而，對于每個類型的后板，本領域的技術人員能容易確定這樣的高應力區域沿著后板中的孔的存在和位置。

通過提供根據本發明實施例所述的鍵和鍵槽，將防止行星軸繞其自身軸線相對行星架旋轉，而不限制這些軸的自由度并且不打亂行星齒輪單元的正常功能，更具體地不打亂后板的正常功能。

根據本發明的具體實施例，鍵和鍵槽可設置在定位于90°和270°之間或90°和225°之間的位置。

根據本發明進一步的具體實施例，鍵和鍵槽可設置在定位于90°和200°之間或90°和180°之間或100°和225°之間或100°和200°之間或100°和180°之間的位置。

根據具體實施例，后板可為負重板，行星軸安裝在該負重板上并且該負重板通過雙頭螺栓連接到行星架的其余部分，每個行星軸支撐一對行星齒輪，每對行星齒輪安裝在負重板的相對置的位置上。

本發明實施例所使用的適合的鍵可為本領域技術人員所知的具有任何合適形狀的鍵，并且舉例而不是限制，可具有矩形或圓形。

在第二個方面，本發明提供一種齒輪箱，該齒輪箱包括根據本發明實施例的行星齒輪單元。該行星齒輪單元包括：

-行星架，該行星架包括后板且設置有行星軸，該行星軸繞行星架軸線均勻分布且延伸通過后板中的孔，每個行星軸通過行星軸承旋轉支撐一對行星齒輪，該行星齒輪設置在環形齒輪和太陽齒輪之間用于相互作用，和

-鍵，該鍵設置在至少一個行星軸中的鍵槽中且延伸至后板用于防止至少一個行星軸繞其自身軸線旋轉，