齿轮变速装置、传动机构及风力发电机组制造方法及图纸

本申请公开了一种齿轮变速装置，该齿轮变速装置包括第一行星轮系，第一行星轮系包括第一齿圈、第一行星架、第一行星轮、太阳惰轮和行星惰轮；行星惰轮和第一行星轮均安装于第一行星架；第一行星轮包括小齿轮和与小齿轮同轴相连的大齿轮；行星惰轮和小齿轮均与第一齿圈内啮合并均与太阳惰轮外啮合；小齿轮能相对第一行星架沿自身径向浮动，小齿轮的最大径向浮动量大于行星惰轮的最大径向浮动量，至少两个第一行星轮的大齿轮在轴向上错开布置且在垂直于轴向的平面上的投影重叠。该齿轮变速装置具有较高的扭矩载荷密度，能兼顾小体积、大传动速比和高扭矩载荷能力。速比和高扭矩载荷能力。速比和高扭矩载荷能力。

【技术实现步骤摘要】
齿轮变速装置、传动机构及风力发电机组


[0001]本专利技术涉及一种齿轮变速装置，可用于风力发电机组的传动机构，用以将叶片轮毂的转速增加至适合风力发电机组运行的转速，也可以广范运用于其他工业设备。

技术介绍

[0002]传统的风力发电机组使用齿轮变速装置将主轴中低速但高扭矩的动力转换成有利于发电机发电的高转速低扭矩动力。
[0003]传统的风力发电机组的齿轮变速装置的行星轮系采用简单行星轮系，即由太阳轮、行星轮支架、行星轮、齿圈四部分组成的行星轮系。这种行星轮系传动过程中行星轮所受的扭矩较大，导致整个行星轮系的扭矩载荷能力受限，不能满足高扭矩载荷能力需求。
[0004]增加行星轮的个数能够提升扭矩载荷能力，这样会导致齿轮变速装置的体积增大，不利于在风力发电机组这种布置空间非常有限的设备上应用。而要想在齿轮变速装置的体积不变的情况下布置更多个行星轮，就需要缩小齿轮的尺寸，这又会导致传动速比的减小，不能满足风力发电机组的大传动速比需求。
[0005]因此，单纯通过增加行星轮的个数来提升扭矩载荷能力这种方法并不能兼顾小体积、大传动速比需求，因此并不理想。
[0006]申请内容
[0007]为解决上述技术问题，一方面，本申请提供一种齿轮变速装置，所述齿轮变速装置包括第一行星轮系，所述第一行星轮系包括第一齿圈、第一行星架、第一行星轮、太阳惰轮和行星惰轮；所述行星惰轮和所述第一行星轮均安装于所述第一行星架；所述第一行星轮包括小齿轮；所述行星惰轮和所述小齿轮均与所述第一齿圈内啮合并均与所述太阳惰轮外啮合；所述小齿轮能相对所述第一行星架沿自身径向浮动。
[0008]齿轮变速装置的一种实施方式，所述行星惰轮不能相对所述第一行星架沿自身径向浮动，或者，所述行星惰轮能相对所述第一行星架沿自身径向浮动且所述行星惰轮的最大径向浮动量小于所述第一行星轮的最大径向浮动量。
[0009]齿轮变速装置的一种实施方式，所述第一行星轮系还包括第一太阳轮；所述第一行星轮还包括大齿轮和连接轴，所述大齿轮的直径大于所述小齿轮的直径，所述大齿轮和所述小齿轮沿轴向相互错开并通过所述连接轴实现同轴传动。
[0010]齿轮变速装置的一种实施方式，所述大齿轮与所述第一太阳轮外啮合；所述第一行星轮的数量为多个，其中，至少两个所述第一行星轮的大大齿轮沿轴向相互错开且在垂直于轴向的平面内投影部分重叠。
[0011]齿轮变速装置的一种实施方式，所述第一行星轮和所述第一行星架之间设有第一轴承。
[0012]齿轮变速装置的一种实施方式，所述第一轴承为调心轴承，利用所述调心轴承实现所述小齿轮相对所述第一行星架沿自身径向浮动；和/或，
[0013]所述连接轴包括与所述小齿轮连接的第一轴段、与所述大齿轮连接的第二轴段，
所述第一轴段和所述第二轴段通过能沿径向移动的联轴器连接，以此实现所述小齿轮相对所述第一行星架沿自身径向浮动；和/或
[0014]所述连接轴采用能沿径向变形的柔性轴，以此实现所述小齿轮相对所述第一行星架沿自身径向浮动。
[0015]齿轮变速装置的一种实施方式，所述第一轴承设置在靠近所述大齿轮的一端。
[0016]齿轮变速装置的一种实施方式，所述第一行星架包括基座和连在所述基座一端的底板，所述基座具有基座板，所述基座板和所述底板之间形成用于容置所述大齿轮的第一容置空间，所述基座板和所述底板均设有用于安装所述第一轴承的轴承座孔，一部分所述第一行星轮通过第一轴承支撑于所述基座板，另一部分所述第一行星轮通过所述第一轴承支撑于所述底板。
[0017]齿轮变速装置的一种实施方式，所述基座还包括连在所述基座另一端的端盖，所述端盖具有端盖板，所述端盖板和所述基座板之间形成用于容置所述行星惰轮和所述小齿轮的第二容置空间，所述行星惰轮套装于行星惰轮轴且所述行星惰轮和所述行星惰轮轴之间设有第二轴承，所述行星惰轮轴一端连于所述端盖板、另一端连于所述基座板，所述第一行星轮的连接轴的一端伸到所述第二容置空间中，所述小齿轮套装于所述连接轴的该端。
[0018]齿轮变速装置的一种实施方式，所述端盖还具有输入轴，所述输入轴的一端与所述端盖板连接，另一端沿轴向向远离所述端盖板的方向延伸。
[0019]齿轮变速装置的一种实施方式，所述比例P＝行星惰轮的扭矩/第一行星轮的扭矩，所述比例P的范围为：1＜P≤K，其中K＝大齿轮的节圆半径/小齿轮的节圆半径。
[0020]齿轮变速装置的一种实施方式，所述行星惰轮的数量与所述第一行星轮的数量相同，各个所述行星惰轮和各个所述第一行星轮沿第一齿圈的周向等间隔地一一交替布置。
[0021]齿轮变速装置的一种实施方式，所述齿轮变速装置还包括一级或多级第二行星轮系，所述第二行星轮系包括第二齿圈、第二行星架、第二行星轮和第二太阳轮，所述第二行星轮安装于所述第二行星架，所述第二行星轮与所述第二齿圈内啮合并与所述第二太阳轮外啮合；所述第二行星架与所述第一太阳轮或者前一级的所述第二太阳轮传动连接。
[0022]齿轮变速装置的一种实施方式，所述第二行星架包括沿轴向间隔设置的两个安装板，两所述安装板之间形成用于容置所述第二行星轮的容置空间，所述第二行星轮套装于第二行星轮轴，所述第二行星轮和所述第二行星轮轴之间设有第三轴承，所述第二行星轮轴的两端分别连于两个所述安装板。
[0023]齿轮变速装置的一种实施方式，所述第二行星架包括连接套，所述连接套的一端与一所述安装板连接，另一端沿轴向向靠近所述第一太阳轮或前一级的所述第二太阳轮的方向延伸，所述第一太阳轮或前一级的所述第二太阳轮连于所述连接套。
[0024]齿轮变速装置的一种实施方式，所述齿轮变速装置包括外壳，所述第一齿圈和所述第二齿圈均固定于所述外壳，所述第一行星架和第二行星架均至少部分安装在所述外壳内部，所述第一行星架通过第四轴承支撑于所述外壳，所述第二行星架通过第五轴承支撑于所述外壳。
[0025]齿轮变速装置的一种实施方式，所述外壳外周设有起平衡作用的扭力臂，所述外壳还设有法兰接板，通过所述法兰接板实现与外接设备的连接固定。
[0026]齿轮变速装置的上述各种实施方式在不冲突的情况下可以任意组合。
[0027]另一方面，本申请提供一种传动机构，所述传动机构包括上述任一项所述的齿轮变速装置。
[0028]再一方面，本申请还提供一种风力发电机组，所述风力发电机组包括叶片轮毂和传动机构，所述传动机构采用上述传动机构。
[0029]本申请提供的齿轮变速装置的行星惰轮和小齿轮能共同分担扭矩，并且，行星惰轮分担的扭矩多于小齿轮分担的扭矩(也就是说，行星惰轮分担的扭矩与小齿轮分担的扭矩的比值P大于1)，因此能够降低小齿轮的扭矩载荷，提升整个第一行星轮系的扭矩载荷能力。
[0030]而且，由于小齿轮的扭矩载荷得以降低，所以即便采用较小尺寸的小齿轮也能够满足承载需求，因此，在同等体积条件下能够布置更多个小齿轮，从而能在兼顾小体积的情况下通过增多小齿轮的个数来进一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种齿轮变速装置，其特征在于，所述齿轮变速装置包括第一行星轮系(100)，所述第一行星轮系(100)包括第一齿圈(101)、第一行星架(102)、第一行星轮(103)、太阳惰轮(104)和行星惰轮(105)；所述行星惰轮(105)和所述第一行星轮(103)均安装于所述第一行星架(102)；所述第一行星轮(103)包括小齿轮(103a)；所述行星惰轮(105)和所述小齿轮(103a)均与所述第一齿圈(101)内啮合并均与所述太阳惰轮(104)外啮合；所述小齿轮(103a)能相对所述第一行星架(102)沿自身径向浮动。2.根据权利要求1所述的齿轮变速装置，其特征在于，所述行星惰轮(105)不能相对所述第一行星架(102)沿自身径向浮动，或者，所述行星惰轮(105)能相对所述第一行星架(102)沿自身径向浮动且所述行星惰轮(105)的最大径向浮动量小于所述第一行星轮(103)的最大径向浮动量。3.根据权利要求2所述的齿轮变速装置，其特征在于，所述第一行星轮系(100)还包括第一太阳轮(106)；所述第一行星轮(103)还包括大齿轮(103b)和连接轴(103c)，所述大齿轮(103b)的直径大于所述小齿轮(103a)的直径，所述大齿轮(103b)和所述小齿轮(103a)沿轴向相互错开并通过所述连接轴(103c)实现同轴连接。4.根据权利要求3所述的齿轮变速装置，其特征在于，所述大齿轮(103b)与所述第一太阳轮(106)外啮合；所述第一行星轮(103)的数量为多个，其中，至少两个所述第一行星轮(103)的大齿轮(103b)沿轴向相互错开且在垂直于轴向的平面内投影部分重叠。5.根据权利要求3所述的齿轮变速装置，其特征在于，所述第一行星轮(103)和所述第一行星架(102)之间设有第一轴承(107)。6.根据权利要求5所述的齿轮变速装置，其特征在于，所述第一轴承(107)为调心轴承，利用所述调心轴承实现所述小齿轮(103a)的沿自身径向浮动；和/或，所述连接轴(103c)包括与所述小齿轮(103a)连接的第一轴段、与所述大齿轮(103b)连接的第二轴段，所述第一轴段和所述第二轴段通过沿径向移动的联轴器连接，以此实现所述小齿轮(103a)的沿自身径向浮动；和/或所述连接轴(103c)采用沿径向变形的柔性轴，以此实现所述小齿轮(103a)的沿自身径向浮动。7.根据权利要求5所述的齿轮变速装置，其特征在于，所述第一轴承(107)设置在靠近所述大齿轮(103b)的一端。8.根据权利要求5
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7任一项所述的齿轮变速装置，其特征在于，所述第一行星架(102)包括基座(1021)和连在所述基座(1021)一端的底板(1022)，所述基座(1021)具有基座板(1021a)，所述基座板(1021a)和所述底板(1022)之间形成用于容置所述大齿轮(103b)的第一容置空间，所述基座板(1021a)和所述底板(1022)均设有用于安装所述第一轴承(107)的轴承座孔(B)，一部分所述第一行星轮(103)通过第一轴承(107)支撑于所述基座板(1021a)，另一部分所述第一行星轮(103)通过所述第一轴承(107)支撑于所述底板(1022)。9.根据权利要求8所述的齿轮变速装置，其特征在于，所述基座(1021)还包括连在所述基座(1021)另一端的端盖(1023)，所述端盖(1023)具有端盖板(1023a)，所述端盖板(1023a)和所述基座板(1021a)之间形成用于容置所述行星惰轮(105)和所述小齿轮(103a)的第二容置空间，所述行星惰轮(105)套装于行星惰轮轴(108)且所述行星惰轮(105)和所述行星惰轮轴(108)之间设有第二轴承(109)，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：艾晓岚，高斯，徐洪雷，杨玉良，
申请(专利权)人：新疆金风科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：