[發明專利]風力發電增速齒輪箱

在審

• 申請號: 201711187350.3
• 申請日: 2017-11-24
• 公開（公告）號: CN107781397A
• 公開（公告）日: 2018-03-09
• 發明（設計）人: 王均剛;墨蕊娜;陳志威
• 申請（專利權）人: 華東交通大學
• 主分類號: F16H57/023
• 分類號: F16H57/023;F16H57/08
• 代理公司: 北京修典盛世知識產權代理事務所(特殊普通合伙)11424
• 代理人: 楊方成

技術領域

本發明涉及發電齒輪箱領域，具體涉及一種風力發電增速齒輪箱。

背景技術

由于具有結構緊湊，體積小、傳動效率高和傳動比大等優點，行星齒輪傳動廣泛的應用在風力發電機傳動系統、航空動力傳動系統、車輛傳動系統等領域。風能是世界上清潔無污染且可再生重要能源之一，隨著能源短缺和生態環境的日益惡化，人們普遍認識到了新能源發電技術的重要性。齒輪箱是風力發電設備的關鍵部件之一，其承受的載荷非常復雜，主要用于增速傳動。齒輪箱是風力發電機組故障率最高的部件之一，為了降低齒輪箱的故障率，提高其工作壽命和可靠性，有必要對行星齒輪傳動的抗沖擊能力進行深入研究。

風電裝備技術的發展十分迅速，如變速恒頻技術、變槳變速、全功率變流技術、直驅和半直驅風電機組。直驅式風電機組采用多極電機與葉輪直接連接進行驅動的方式，免去齒輪箱，近年來裝機份額不斷增長。但由于技術和成本等方面的原因，在未來較長時間內帶增速齒輪箱的風電機組仍將在市場中占主導地位。而且，目前風力發電增速齒輪箱的結構有很多，且大多是參照傳動功率和增速比來設計的，但是對于大功率的風力發電來說如果行星架在轉動的過程中發生浮動，引起較大轉矩，進而會嚴重損害發電齒輪箱的使用壽命以及引發齒輪箱發生故障。

因此，本領域迫切需要研發出一種使力分布均勻的風力發電機齒輪箱。

發明內容

本發明之目的是提供一種風力發電增速齒輪箱，能夠克服行星輪系在傳動過程中產生的偏載問題以及在行星輪系傳動結構中實現均載傳動。

本發明提供一種風力發電增速齒輪箱，包括低速級行星輪系、中速級行星輪系與高速級圓柱齒輪系，所述低速級行星輪系與所述中速級行星輪系的結構設置相同，其中，

所述低速級行星輪系中的均載機構是低速級太陽輪以及與其浮動連接的低速級浮動聯軸器外齒；所述中速級行星輪系中的均載機構是中速級太陽輪以及與其浮動連接的中速級浮動聯軸器外齒；

低速級行星架輸入端輸入傳動轉矩與初始轉速，低速級太陽輪周圍設置有兩個低速級行星輪，低速級浮動聯軸器外齒的一端與所述低速級太陽輪浮動連接，所述低速級浮動聯軸器外齒的另一端與中速級行星架輸入端齒式連接；

所述中速級行星輪系為第二級行星輪系，所述中速級行星架輸入端為第二級行星輪系的行星架輸入端，中速級太陽輪周圍設置有兩個中速級行星輪，中速級浮動聯軸器外齒的一端與所述中速級太陽輪浮動連接，所述中速級浮動聯軸器外齒的另一端與所述高速級圓柱齒輪系的輸入軸齒輪連接；

高速級輸入軸由兩個鍵與高速級大齒輪相連接，最后經過高速級大齒輪與高速級小齒輪軸的增速作用輸出，所述高速級小齒輪軸相對于所述高速級大齒輪對稱設置，產生的力為對稱分布。

優選地，所述浮動齒式聯軸器的齒寬方向的截面形狀采用直齒式結構。

優選地，所述低速級行星架的結構采用軸與行星架一體雙臂分開式行星架。

本發明的風力發電增速齒輪箱相比現有技術具有如下有益效果：

1、本發明的風力發電增速齒輪箱采用兩級行星輪系加一級圓柱分流傳動系，其能夠克服行星輪系在傳動中產生的偏載問題，即該行星齒輪傳動結構能較好地實現均載傳動。

2、本發明的風力發電增速齒輪箱中的低速級行星輪系與中速級行星輪系采用相同結構的設置，因而使得整體結構緊湊合理，并且在風力發電的過程中產生的力是對稱的。

3、本發明的風力發電增速齒輪箱中使用兩個太陽輪作為均載裝置，雖然使用太陽輪—行星架浮動形式比只是使用單獨的太陽輪作為浮動效果更好，但是這個增速器主要是用于風力發電作用的，并且它的傳動轉矩較大而造成行星架也設計的體積更大，由于以行星架作為浮動的條件是行星架因該質量相對較輕并且速度較慢，這樣就不會產生較大轉矩，對于以上這些條件，因此設計的是使用太陽輪作為均載機構，因此它相對與大功率風力發電來說是更合理的。

4、本發明的風力發電增速齒輪箱中的行星齒輪傳動的連接使用浮動齒式聯軸器，這樣可以實現均載作用。

附圖說明

下面將簡要說明本申請所使用的附圖，顯而易見地，這些附圖僅用于解釋本發明的構思。

圖1是本發明的風力發電增速齒輪箱結構的剖視圖；

圖2是單齒式浮動齒式聯軸器的剖視圖；

圖3是雙齒式浮動齒式聯軸器的剖視圖；

圖4是齒寬方向的截面形狀為直齒式的浮動齒式聯軸器的剖視圖；

圖5是齒側定心方式的浮動齒式聯軸器的剖視示意圖一；

圖6是齒側定心方式的浮動齒式聯軸器的剖視示意圖二；