本发明专利技术提供一种风电齿轮箱，齿轮箱包括相互连接的前箱体和后箱体，一级行星架与前箱体的内壁固定连接；齿轮箱内至少设有包括一级内齿圈、一级行星轮、一级行星架和一级太阳轮的一级行星传动机构，且一级内齿圈的外周壁开设有外花键并套设有输入法兰，输入法兰一端用于与风轮主轴尾端固定连接，另一端内壁开设有与外花键相适配的内花键，且内花键与外花键之间具有间隙，以使输入法兰能够相对一级内齿圈浮动。本发明专利技术提出了一种输入端采用薄壁法兰加浮动花键副连接设计的新型齿轮箱，克服了传统全集成传动链齿轮箱由于主轴与一级行星架刚性连接后，主轴的挠曲变形严重影响一级齿轮副正常啮合的问题，提高了齿轮箱使用寿命。提高了齿轮箱使用寿命。提高了齿轮箱使用寿命。
【技术实现步骤摘要】
一种风电齿轮箱及齿轮箱输入法兰
[0001]本专利技术涉及风电
，具体涉及一种风电齿轮箱及齿轮箱输入法兰。
技术介绍
[0002]随着风电市场竞争，风电设备价格不断降低，风电机组制造商必须在确保性能满足要求的前提下不断降低制造成本。在机组构成中，传动链的成本及性能直接决定了机组的成本及性能。传统的风电机组传动链由轮毂、主轴系统、齿轮箱、发电机等独立部件构成，需要依靠联轴器、弹性支撑等部件相互连接。
[0003]为提高市场竞争力，风电机组传动链的发展趋势是将主轴、主轴承、主轴承座、齿轮箱、发电机紧密集成为整体结构，取消弹性支撑和部分联轴器等部件，且共享箱体结构，以此来减少零部件数量和缩短传动链长度，从而实现降低成本的目的。此种结构的机组通常称为全集成传动链风电机组。参阅图1和2，目前常规全集成传动链中，其齿轮箱通常采用常规行星增速为主的结构，该结构中，一级行星架输入端通过一定数量的螺栓与风轮主轴刚性连接为整体，一级行星架两侧各布置一个大直径轴承进行支撑；而齿轮箱前箱体与风轮主轴轴承座用螺栓刚性连接为整体；齿轮箱后箱体与发电机定子壳体刚性连接为整体；发电机转子与齿轮箱输出轴直接连接或通过联轴器连接。
[0004]请参阅图1，可见现有的全集成传动链结构存在以下缺点：1、由于风轮重力及工作载荷的影响，风轮主轴工作中将产生挠曲变形，由于齿轮箱一级行星架以螺栓（或螺栓+销）刚性连接于风轮主轴尾端，风轮主轴挠曲变形将直接传递到一级行星架，导致一级行星架轴心线偏斜和位移，进而严重破坏一级行星齿轮副的啮合状态，影响了一级行星齿轮副的使用寿命；2、为控制一级行星架轴线偏斜和位移程度，降低风轮主轴挠曲变形带来的不利影响，需要在一级行星架两端采用轴承支撑并限位。但由于增加的行星架前支撑轴承靠近风轮主轴尾端轴承，为避免承受过大的主轴变形抗力，行星架支撑轴承只能选用大游隙值的圆柱滚子轴承，以大游隙值容纳主轴传递的部分变形量。由于轴承游隙值大，对风轮主轴挠曲带来的一级行星架偏斜和位移作用有限，还导致传动链结构复杂，计算分析困难；3、由于风轮主轴与一级行星架刚性连接，该轴系上共安装有四个大型轴承，大幅度增加了材料成本；4、由于风轮主轴与一级行星架是刚性连接，为保障风轮主轴上的两个轴承与一级行星架上的两个轴承正常工作，风轮主轴和一级行星架的轴承安装轴径处、以及风轮主轴轴承座和齿轮箱前箱体的轴承座安装孔处的尺寸精度和形位公差要求必须严格控制，这增加了加工难度和加工成本。
技术实现思路
[0005]针对现有技术中的缺陷，本专利技术提供的一种齿轮箱输入法兰及风电齿轮箱，以至少解决现有风电机组全集成传动链结构中，风轮主轴挠曲变形影响风电齿轮箱使用寿命的
技术问题。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术通过如下技术方案来实现：本专利技术的第一方面，提供一种风电齿轮箱，所述齿轮箱内至少设有一级行星传动机构，所述一级行星传动机构包括一级内齿圈、一级行星轮、一级行星架和一级太阳轮，所述一级内齿圈套设于一级太阳轮外周并与一级行星轮啮合传动；所述齿轮箱包括相互连接的前箱体和后箱体，所述一级行星架与前箱体的内壁固定连接；所述一级内齿圈的外周套设有输入法兰，且所述一级内齿圈的外周壁开设有外花键；所述输入法兰远离后箱体一端用于与风轮主轴尾端固定连接，所述输入法兰朝向后箱体一端内壁开设有与所述外花键相适配的内花键，以便于所述输入法兰与一级内齿圈花键连接，进而使得所述风轮主轴通过输入法兰向一级行星传动机构传递扭矩，且所述内花键与外花键之间具有间隙，以使所述一级内齿圈能够相对输入法兰浮动。
[0007]可选地，所述输入法兰包括同轴连接的法兰基座和法兰套筒，所述法兰基座远离法兰套筒一端用于与风轮主轴尾端固定连接，所述法兰套筒内壁开设有所述内花键。
[0008]可选地，所述外花键轴向的两侧分别设置有第一限位件和第二限位件，且所述第一限位件和第二限位件均设置于输入法兰上，以用于对所述一级内齿圈作轴向限位。
[0009]可选地，所述第一限位件包括设置于所述法兰套筒内壁且靠近法兰基座一侧的挡块，所述第二限位件包括可拆卸地设置于所述法兰套筒远离法兰基座一侧的挡片。
[0010]可选地，所述前箱体包括依次连接的敞口部、变径部和连接部；所述敞口部远离变径部一端用于与风轮主轴的轴承座可拆卸连接；所述连接部远离变径部一端用于与后箱体可拆卸连接；所述变径部的内壁用于安装所述一级行星架。
[0011]可选地，所述敞口部外周壁开设有凹槽，所述凹槽有多个并绕敞口部周向均布，以用于减轻所述前箱体的质量。
[0012]本专利技术的第二方面，提供一种齿轮箱输入法兰，所述齿轮箱内至少设有一级行星传动机构，所述一级行星传动机构包括一级内齿圈、一级行星轮、一级行星架和一级太阳轮，所述一级内齿圈套设于一级太阳轮外周并与一级行星轮啮合传动；所述输入法兰包括同轴连接的法兰基座和法兰套筒；所述法兰基座远离法兰套筒一端用于与外部动力输入轴尾端固定连接；所述法兰套筒内壁开设有内花键，以用于与所述一级内齿圈外壁设置的外花键相配合，以使得所述外部动力输入轴通过输入法兰向一级行星传动机构传递扭矩，且所述内花键与外花键之间具有间隙，以使所述一级内齿圈能够相对所述输入法兰浮动。
[0013]可选地，所述输入法兰上还设有第一限位件和第二限位件，以使所述外花键夹设于第一限位件和第二限位件之间，进而用于对所述一级内齿圈作轴向限位。
[0014]可选地，所述第一限位件包括设置于所述法兰套筒内壁且靠近法兰基座一侧的挡块，所述第二限位件包括可拆卸地设置于所述法兰套筒远离法兰基座一侧的挡片。
[0015]可选地，所述法兰基座和法兰套筒之间通过辐板连接，且所述辐板设置有多个，多个所述辐板绕输入法兰周向均布。
[0016]由上述技术方案可知，本专利技术的有益效果：1）齿轮箱的输入法兰采用薄壁结构，能够自动变形，补偿风轮主轴的挠曲变形；当风轮主轴尾端由于工作载荷引起的挠曲变形传递到薄壁法兰时，法兰的薄壁结构相应发生变形，自动适应主轴带来的挠曲，实现对轴心线的偏移进行补偿，避免将过大的主轴挠曲变
形传递到后端，引起一级行星架变形，进而破坏齿轮副的啮合状态及降低行星轮的轴承寿命；2）齿轮箱输入法兰与一级内齿圈外花键的浮动连接进一步提高了行星齿轮副的啮合可靠性；薄壁法兰产生变形适应主轴的挠曲变化时，其外侧的内花键相应产生轻微的变形及位移，经过浮动花键副的隔离，一级内齿圈受到的影响进一步被隔离，确保齿轮副啮合处于良好位置；3）齿轮箱一级行星齿轮传动机构采用齿圈与太阳轮旋转、行星架固定的结构，均载效果好，润滑简单可靠；在该风电齿轮箱一级行星传动结构中，除太阳轮浮动均载外，由于一级内齿圈外侧为浮动花键，可以径向位移，工作中也能为多分流一级行星轮提供均载效果，因此一级行星轮均载效果非常好，尤其利于一级行星传动机构采用更多数量的行星轮，发挥出行星齿轮箱功率密度高的优势；另外，该风电齿轮箱一级行星传动结构中的行星架为固定在前箱体上，润滑油路可以直接连通到行星轮轴承位置，无需考虑行星架旋转带来本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种风电齿轮箱，所述齿轮箱内至少设有一级行星传动机构（5），所述一级行星传动机构（5）包括一级内齿圈（51）、一级行星轮（52）、一级行星架（53）和一级太阳轮（54），所述一级内齿圈（51）套设于一级太阳轮（54）外周并与一级行星轮（52）啮合传动；其特征在于，所述齿轮箱包括相互连接的前箱体（3）和后箱体（4），所述一级行星架（53）与前箱体（3）的内壁固定连接；所述一级内齿圈（51）的外周套设有输入法兰（9），且所述一级内齿圈（51）的外周壁开设有外花键；所述输入法兰（9）远离后箱体（4）一端用于与风轮主轴（1）尾端固定连接，所述输入法兰（9）朝向后箱体（4）一端内壁开设有与所述外花键相适配的内花键，以便于所述输入法兰（9）与一级内齿圈（51）花键连接，进而使得所述风轮主轴（1）通过输入法兰（9）向一级行星传动机构（5）传递扭矩，且所述内花键与外花键之间具有间隙，以使所述一级内齿圈（51）能够相对输入法兰（9）浮动。2.根据权利要求1所述的一种风电齿轮箱，其特征在于，所述输入法兰（9）包括同轴连接的法兰基座（91）和法兰套筒（92），所述法兰基座（91）远离法兰套筒（92）一端用于与风轮主轴（1）尾端固定连接，所述法兰套筒（92）内壁开设有所述内花键。3.根据权利要求2所述的一种风电齿轮箱，其特征在于，所述外花键轴向的两侧分别设置有第一限位件（921）和第二限位件（922），且所述第一限位件（921）和第二限位件（922）均设置于输入法兰（9）上，以用于对所述一级内齿圈（51）作轴向限位。4.根据权利要求3所述的一种风电齿轮箱，其特征在于，所述第一限位件（921）包括设置于所述法兰套筒（92）内壁且靠近法兰基座（91）一侧的挡块，所述第二限位件（922）包括可拆卸地设置于所述法兰套筒（92）远离法兰基座（91）一侧的挡片。5.根据权利要求2
‑
4任一项所述的一种风电齿轮箱，其特征在于，所述前箱体（3）包括依次连接的敞口部（31）、变径部（32）和连接部（33）；所述敞口部（31）远离变径部...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄永平，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团海装风电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。