[發(fā)明專利]行星齒輪系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210293262.2
• 申請日: 2012-08-16
• 公開（公告）號: CN102954155A
• 公開（公告）日: 2013-03-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: F.J.羅佩斯;B.H.埃爾塔斯;R.M.齊林;D.L.霍爾曼
• 申請（專利權(quán)）人: 通用電氣公司
• 主分類號: F16H1/32
• 分類號: F16H1/32;F16C19/22;F03D11/02
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 肖日松;楊炯

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明大體涉及行星齒輪系統(tǒng)，確切地說，涉及行星齒輪系統(tǒng)中改進的負載分布特征。

背景技術(shù)

風能被認為是目前可用的最清潔、最環(huán)保的能源之一，在這一方面，風力發(fā)電機已獲得廣泛關(guān)注。現(xiàn)代風力發(fā)電機通常包括塔筒、發(fā)電機、齒輪箱、機艙以及一片或多片轉(zhuǎn)子葉片。轉(zhuǎn)子葉片使用已知的翼片原理來捕獲風的動能。轉(zhuǎn)子葉片以轉(zhuǎn)動能的形式傳輸動能，以使軸轉(zhuǎn)動，所述軸將轉(zhuǎn)子葉片連接到齒輪系統(tǒng)，或者如果未使用齒輪系統(tǒng)，則直接連接到發(fā)電機。之后，發(fā)電機將機械能轉(zhuǎn)化成電能，從而輸送到公用設(shè)施電網(wǎng)中。

在齒輪系統(tǒng)，尤其是行星齒輪系統(tǒng)中，正確對準相鄰齒輪的嚙合齒對于合理分布負載而言十分重要。然而，在許多現(xiàn)有齒輪系統(tǒng)中，各種設(shè)計和操作因素使得嚙合齒無法正確對準。例如，對于通常具有帶漸開線齒輪齒的漸開線齒輪輪廓的各種齒輪而言，其制造和設(shè)計容差可能導致相鄰齒輪的嚙合齒之間發(fā)生錯位。此外，尤其對于風力發(fā)電機中的齒輪系統(tǒng)而言，齒輪系統(tǒng)的各個部件，例如架，在運行期間發(fā)生扭轉(zhuǎn)和/或彎曲。這種扭轉(zhuǎn)和彎曲通常是由齒輪系統(tǒng)的輸入軸的負載及其扭轉(zhuǎn)和彎曲導致。扭轉(zhuǎn)和彎曲可導致齒輪系統(tǒng)中相鄰齒輪的嚙合齒之間發(fā)生額外錯位。

對于齒輪系統(tǒng)而言，且在風力發(fā)電機設(shè)置中對于風力發(fā)電機本身而言，齒輪系統(tǒng)中相鄰齒輪之間的錯位很可能導致災(zāi)難性后果。例如，錯位可導致齒輪系統(tǒng)中各個齒輪承受的負載比設(shè)計的負載極限大兩倍或兩倍以上。因此，承受此增大的負載的齒輪在齒輪系統(tǒng)運行期間可能損壞或發(fā)生故障，從而很可能導致齒輪系統(tǒng)發(fā)生故障。

因此，所屬領(lǐng)域中需要一種改進的齒輪系統(tǒng)，例如改進的行星齒輪系統(tǒng)。例如，具有改進的負載分布特征的齒輪系統(tǒng)將具有優(yōu)勢。

發(fā)明內(nèi)容

以下說明書將部分闡明本發(fā)明的各方面和優(yōu)點，或者，這些方面和優(yōu)點在說明書中可能是顯而易見的，或者通過實踐本發(fā)明能夠推導出。

在一項實施例中，揭示了一種行星齒輪系統(tǒng)。所述行星齒輪系統(tǒng)包括架、設(shè)有中心行星軸的行星齒輪，以及將所述行星齒輪連接到所述架的銷。所述行星齒輪系統(tǒng)另外包括設(shè)置在所述行星齒輪與所述銷之間的軸承。所述軸承包括多個滾動元件。所述滾動元件中的每個滾動元件與內(nèi)圈和外圈接觸。所述行星齒輪系統(tǒng)進一步包括彈性部件。所述彈性部件設(shè)置在所述內(nèi)圈與所述銷之間或所述外圈與所述行星齒輪之間。

所述的行星齒輪系統(tǒng)進一步包括圍繞所述中心行星軸設(shè)置成環(huán)形陣列的多個彈性部件。

其中所述多個彈性部件中的每個彈性部件連接到所述多個彈性部件中環(huán)向相鄰的一個彈性部件。

其中所述彈性部件具有大體為S形的截面輪廓。

其中所述彈性部件具有大體為O形的截面輪廓。

其中所述彈性部件為彈簧。

其中所述彈性部件設(shè)置在所述外圈與所述行星齒輪之間。

其中所述外圈與所述行星齒輪構(gòu)成整體。

其中所述內(nèi)圈與所述銷構(gòu)成整體。

其中所述彈性部件由金屬或金屬合金形成。

其中所述彈性部件由聚合物形成。

在另一實施例中，本發(fā)明提供了一種行星齒輪系統(tǒng)。該行星齒輪系統(tǒng)包括設(shè)有中心軸的太陽齒輪；齒圈；多個行星齒輪；架；多個銷；多個軸承；以及多個彈性部件。其中齒圈至少部分環(huán)繞所述太陽齒輪并沿所述中心軸放置；所述多個行星齒輪中的每個行星齒輪設(shè)置在所述太陽齒輪與所述齒圈之間并配合這兩者；所述架設(shè)置成與所述多個行星齒輪相鄰；所述銷中的每個銷將所述多個行星齒輪中的一個行星齒輪連接到所述架；所述多個軸承中的每個軸承設(shè)置在所述多個行星齒輪中的一個行星齒輪與所述多個銷中的一個銷之間，所述軸承包括多個滾動元件，所述滾動元件中的每個滾動元件與內(nèi)圈和外圈接觸；所述多個彈性部件中的每個彈性部件設(shè)置在所述內(nèi)圈與所述多個銷中的一個銷之間或所述外圈與所述多個行星齒輪中的一個行星齒輪之間。

其中所述多個彈性部件中的每個彈性部件具有大體為S形的截面輪廓。

其中所述多個彈性部件中的每個彈性部件具有大體為O形的截面輪廓。

其中所述多個彈性部件中的每個彈性部件設(shè)置在所述內(nèi)圈與所述銷之間。

其中所述多個彈性部件中的每個彈性部件設(shè)置在所述外圈與所述行星齒輪之間。

其中所述外圈與所述行星齒輪構(gòu)成整體。

其中所述內(nèi)圈與所述銷構(gòu)成整體。