用于齿轮的纹理表面制造技术

齿轮箱包括设置在齿轮箱壳体内的多个齿轮组。各个齿轮组包括相互啮合的至少两个齿轮。各个齿轮包括一个或多个洼坑状表面，该洼坑状表面构造成保持润滑剂以在相互啮合的齿轮之间提供润滑。提供多个轴承以支承多个齿轮组。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般地涉及用于齿轮的纹理表面，且更特别地，涉及用于旋转机械(例如， 风力涡轮机中的齿轮箱)中的齿轮的洼坑状表面。
技术介绍
齿轮是机械零件，其设计用来与另一个类似的机械零件相啮合以传递旋转运动。 最常使用的齿轮包括行星齿轮、正齿轮、斜齿轮、锥齿轮、蜗轮、齿条以及小齿轮。齿轮以许 多不同的方式相互啮合，以将运动从一个齿轮传递至另一个齿轮。另外，可使用齿轮来增加 或降低旋转的速度。例如，由较大的齿轮驱动的较小的齿轮将具有高于该较大的齿轮的旋 转速度。相反，由较小的齿轮驱动的较大的齿轮将具有低于该较小的齿轮的旋转速度。可 将齿轮容纳在齿轮箱中。在许多不同类型的系统中使用齿轮箱来传递旋转运动。齿轮箱典 型地由至少一个齿轮组和使得齿轮能够旋转的轴承组成。齿轮箱中的齿轮和轴承可能具有缺陷，或者它们可随着时间的过去而失效，或者 它们可能只是磨损。例如，施加在轴承和齿轮上的负荷和压力可能超过可接受的极限，导致 齿轮或轴承的失效或者损坏。一旦知道损坏或失效的构件的存在，可将其替换。备选地，经 过长时期的使用，齿即可开始磨损。常规地已知在用于旋转机械的齿轮箱中可使用润滑剂以在啮合的齿轮之间提供 润滑并且减少摩擦。在例如风力涡轮机的应用中，啮合齿轮在例如较低的速度和较高的负 荷的状况下工作。还已知在此类应用中润滑现象实质上是瞬时的。在例如机械的紧急停止 的瞬时状况期间，齿轮遭受更多的负荷。因此，在齿轮间维持润滑剂膜是困难的。这导致不 充分的润滑和配合齿轮的磨损。存在对于在齿轮箱中的啮合的齿轮之间有效地维持润滑剂膜的需要，用来即使在 旋转机械的瞬时的工作状态期间增强在齿轮中的润滑。
技术实现思路
根据本专利技术的一个示例性实施例，公开了一种齿轮箱。该齿轮箱包括设置在齿轮 箱壳体内的多个齿轮组。各个齿轮组均包括相互啮合的至少两个齿轮。各个齿轮均包括 一个或多个洼坑状表面，该洼坑状表面构造成保持润滑剂以在相互啮合的齿轮之间提供润 滑。提供多个轴承以支承该多个齿轮组。根据本专利技术的另一个示例性实施例，公开了一种齿轮。该齿轮包括一个或多个洼 坑状表面，洼坑状表面构造成保持润滑剂以对齿轮提供润滑。根据本专利技术的又一个示例性实施例，公开了一种风力涡轮机。该风力涡轮机包括 设置在转子和发电机之间的齿轮箱。齿轮箱包括设置在齿轮箱壳体内的多个齿轮组。各个 齿轮组均包括相互啮合的至少两个齿轮。各个齿轮均包括一个或多个洼坑状表面，洼坑状 表面构造成保持润滑剂以在相互啮合的齿轮之间提供润滑。设置多个轴承以支承多个齿轮组。附图说明当参考附图阅读以下具体实施方式时，本专利技术的这些和其它特征、方面和优点将 变得更好理解，贯穿这些附图，在其中相似标号代表相似部件，其中图1是根据本专利技术的一个示例性实施例的旋转电力机械的概略图，该旋转电力机 械具有包括多个齿轮组的齿轮箱，齿轮组具有一个或多个纹理表面； 图2是根据图1的多个方面的具有一个或多个纹理表面的齿轮的概略图；图3是根据本专利技术的一个示例性实施例的纹理表面的概略图；图4是根据本专利技术的一个示例性实施例的构造成用于齿轮中的润滑的纹理表面 的概略图；以及图5是根据本专利技术的一个示例性实施例，为涉及洼坑润滑的各种应用而表现压力 相对速度的变化的图。具体实施例方式如下详细地描述，本专利技术的实施例提供齿轮箱，其具有设置在齿轮箱壳体内的多 个齿轮组。各个齿轮组包括相互啮合的至少两个齿轮。各个齿轮均包括一个或多个洼坑状 表面，洼坑状表面构造成保持润滑剂以在相互啮合的齿轮之间提供润滑。在一个示例性实 施例中，公开了具有该示例性齿轮箱的风力涡轮机。通过使齿轮表面上具有洼坑，表面纹理 技术解决了与在极端运行状况下的润滑相关的问题。即使在存在引起配合表面的弹性变形 的更高的压力的工况中，该示例性纹理表面也增强了润滑。呈洼坑形式的纹理表面用于增 强的润滑，解决了与润滑相关的问题，并且增强了在其间带有滚动接触和/或滑动接触的 机械构件的性能。一般地参考图1，图示了一种旋转电力机械，并且一般地用参考标号10表示。在该 实施例中，旋转电力机械是风力涡轮机。然而以下描述的技术可应用在其它发电机械以及 各种其它的应用中。在该实施例中，风力涡轮机10具有设置在转子14和发电机16之间的 齿轮箱12。转子14具有多个转子叶片(未显示)。当风吹动时，转子14因为风的力量而 旋转。转子14的旋转的速度可以作为风速的函数而变化。转子14的旋转经由齿轮箱12 传递至发电机16的转子。转子14设计成有效地将风能转换成旋转。然而，发电机16的转 子设计成以高得多的速度工作。齿轮箱12设计成将由转子14产生的旋转的速度增大至更 期望的速度，用来驱动发电机16的转子。在该图示的实施例中，齿轮箱12包括设置在齿轮箱壳体24内的行星齿轮组18、 中间齿轮组20以及高速齿轮组22。转子14经由转子轴26联接到行星齿轮组18上。该 行星齿轮组18包括行星齿轮28、太阳齿轮30以及环形齿轮32。环形齿轮32围绕太阳齿 轮30延伸并且具有围绕环形齿轮32的内圆周的齿。太阳齿轮30具有围绕其外圆周的齿。 行星齿轮28的齿与太阳齿轮30以及环形齿轮32的齿啮合。另外，行星齿轮28联接到转 子轴26上。当转子14转动转子轴26时，行星齿轮28围绕太阳齿轮30被驱动，导致太阳 齿轮30旋转。该行星齿轮组18由多个轴承34、36、38和40支承。太阳齿轮30经由第一齿轮轴42联接到中间齿轮组20上。在该实施例中，太阳齿 轮30小于行星齿轮28并且以比转子轴26更高的速度旋转。因此，齿轮轴42也以比转子轴26更高的速度旋转。中间齿轮组20包括第一中间齿轮44和第二中间齿轮46，它们协作 以进一步增加旋转的速度。第二中间齿轮46联接到第二齿轮轴48上，第二齿轮轴48联接 到高速齿轮组22上。第一中间齿轮44大于第二中间齿轮46，以便第二中间齿轮46以比 第一中间齿轮44更高的速度旋转。因此，第二齿轮轴48以比第一齿轮轴42更高的速度旋 转。中间齿轮组20也由多个轴承50、52、54和56支承。高速齿轮组22包括第一高速齿轮58和第二高速齿轮60，它们协作以再进一步增 加旋转的速度。第二高速齿轮60经由输出轴62联接到发电机16上。高速齿轮组22经由 对应的轴承64、66、68和70支承。第一高速齿轮58大于第二高速齿轮60。因而，第二高速 齿轮60以比第一高速齿轮58更高的速度旋转。因此，输出轴62以比第二齿轮轴48更高 的速度旋转。发电机16将输出轴62的旋转能转换成电力。常规地已知摩擦、磨损和润滑是控制许多机械构件的增强的寿命和可靠的工作的 关键要素。对于带有滚动和/或滑动接触的低速以及高负荷的摩擦学应用，例如在风力涡 轮机齿轮箱中的配合的齿轮之间，为润滑剂产生合适的膜厚度是困难的，并且因而在为更 长寿命设计这些构件时是限制性因素。在该图示的示例性实施例中，行星齿轮组18、中间 齿轮组20和高速齿轮组22的每一个齿轮均包括一个或多个洼坑状表面72，洼坑状表面72 构造成保持润滑剂以在相互啮合的齿轮之间提供润滑。如在本文中所述，“洼坑状表面”可 被认为是具有形成为预定图案的多个洼坑或凹槽的表面。图案可取决于应用而变化。洼坑 可以是微米或纳米尺寸的洼坑，其构造成保持润滑剂以用于增强的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种齿轮箱，包括：齿轮箱壳体；多个齿轮组，其设置在所述齿轮箱壳体内；其中，各个齿轮组包括相互啮合的至少两个齿轮；其中各个齿轮包括一个或多个洼坑状表面，所述洼坑状表面构造成保持润滑剂以在相互啮合的所述齿轮之间提供润滑；以及多个轴承，其可操作以支承所述多个齿轮组。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2007-11-30 11/947,907一种齿轮箱，包括齿轮箱壳体；多个齿轮组，其设置在所述齿轮箱壳体内；其中，各个齿轮组包括相互啮合的至少两个齿轮；其中各个齿轮包括一个或多个洼坑状表面，所述洼坑状表面构造成保持润滑剂以在相互啮合的所述齿轮之间提供润滑；以及多个轴承，其可操作以支承所述多个齿轮组。2.根据权利要求1所述的齿轮箱，其特征在于，所述洼坑状表面包括以预定图案形成 的多个洼坑。3.根据权利要求2所述的齿轮箱，其特征在于，所述洼坑的深度在从大约1微米到大约 50微米的范围内。4.根据权利要求2所述的齿轮箱，其特征在于，所述洼坑的深度在从大约30微米到大 约50微米的范围内。5.根据权利要求2所述的齿轮箱，其特征在于，所述洼坑的直径在从大约50微米到大 约200微米的范围内。6.根据权利要求2所述的齿轮箱，其特征在于，所述洼坑的直径在从大约80微米到大 约150微米的范围内。7.根据权利要求2所述的齿轮箱，其特征在于，相邻的洼坑之间的间距在从大约50微 米到大约300微米的范围内。8.根据权利要求2所述的齿轮箱，其特征在于，相邻的洼坑之间的间距在从大约150微 米到大约300微米的范围内。9.根据权利要求2所述的齿轮箱，其特征在于，相邻的洼坑之间的间距在从大约100微 米到大约150微米的范围内，所述洼坑的直径在从大约50微米到大约150微米的范围内， 所述洼坑的深度在从大约5微米到大约10微米的范围内。10.一种齿轮，包括一个或多个洼坑状表面，其构造成保持润滑剂以向所述齿轮提供润滑。11.根据权利要求10所述的齿轮，其特征在于，所述洼坑状表面包括以预定图案形成 的多个洼坑。12.根据权利要求11所述的齿轮，其特征在于，所述洼坑的深度在从大约1微米到50 微米的范围内。13.根据权利要求11所述的齿轮，其特征在于，所述洼坑的深度在从大约30微米到大 约50微米的范围内。1...

【专利技术属性】
技术研发人员：M蒂瓦里，PR乔世，NS坦贝，MR斯里德哈，H瓦达里，H高达，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]