固定齿轮单元制造技术

将一个旋转运动的速度从提供给一个输入轴（26）的一个第一速度增速到由一个输出轴（28）输送的一个第二速度的一种方法，该方法包括：将所述旋转运动从所述输入轴（26）经由所述输入轴（26）的一个传动齿轮（34）传输到一个副轴安排，以便在一个第一轴向方向上产生该输入轴（26）的一个第一轴向推力（F1），该传动齿轮（34）是螺旋状的并且具有一个第一螺旋角（ψ输入）；将所述旋转运动从所述副轴安排经由所述输出轴（28）的一个从动齿轮（44）传输到所述输出轴（28），以便在一个第二方向上产生该输出轴（28）的一个第二轴向推力（F2），所述从动齿轮（44）是螺旋状的并且具有大于所述第一螺旋角（ψ输入）的一个第二螺旋角（ψ输出），所述第二方向与所述第一方向基本上相反；并且将所述第一轴向推力（F1）和所述第二轴向推力（F2）施加到一个轴向刚性支撑结构（50）的同一个位置上，这样使得所述第一轴向推力和第二轴向推力（F1，F2）在所述支撑结构（50）中起反作用并且至少部分地相抵消。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及将一个旋转运动的速度从提供给一个输入轴的一个第一速度增速到由一个输出轴输送的一个第二速度的一种方法。本专利技术进一步涉及一种固定齿轮单元，该固定齿轮单元包括一个输入轴和与所述输入轴基本上平行的一个输出轴，该齿轮单元被配置成用于经由一个副轴安排在所述输入轴与所述输出轴之间提供一种非统一的传动比。
技术介绍
使用风力涡轮机来发电正变得越来越受欢迎。风力涡轮机典型地包括一个转子，该转子配备有多个转子叶片，这些转子叶片用于将风转变成一种旋转运动。该转子典型地被安排成用于驱动一个发电机。由于风典型地以一个相对低的速度旋转翼并且现代发电机典型地被设计成用于以一个相对高的速度工作，因此，需要一个齿轮单元来将涡轮机转子的旋转速度增速到适于发电机的一个速度。风力涡轮机通常被放置在高的风力涡轮机塔上，这些风力涡轮机塔被竖立在人口密度较小的地区或在海上。为了便于安装和维修，并且为了使风力涡轮机塔上的机械负荷最小化，非常希望有一种小体积并且低重量的齿轮传动。同时，这种构造需要是鲁棒的并能容忍天气和负荷的，这是因为偏远的风力涡轮机位置可能使得维修人员很难并且耗费时间来接近风力涡轮机。因此，总体上使用了提供一种高传动比的、相对轻的、简单的并且可靠的行星齿轮单元。US2003/0123984A1披露了一种风力涡轮机，该风力涡轮机装备有一个行星齿轮单元，该行星齿轮单元配备有多个行星螺旋齿轮。每个行星齿轮都被轴颈连接到圆锥滚子轴承上的一个行星齿轮架上，这些圆锥滚子轴承被安排在一个“0”形构型中以用于提供径向支撑以及轴向支撑。然而，存在对提供较高可靠性、较低重量和/或较低制造成本的一个齿轮单元的需要。专利技术概述本专利技术的一个目的在于解决或至少缓解上述问题中的一部分或全部。为此，提供了将一个旋转运动的速度从提供给一个输入轴的一个第一速度增速到由一个输出轴输送的一个第二速度的一种方法，该方法包括将所述旋转运动从所述输入轴经由所述输入轴的一个传动齿轮传输到一个副轴安排，以便在一个第一轴向方向上产生该输入轴的一个第一轴向推力，该传动齿轮是螺旋状的并且具有一个第一螺旋角；将所述旋转运动从所述副轴安排经由所述输出轴的一个从动齿轮传输到所述输出轴，以便在一个第二方向上产生该输出轴的一个第二轴向推力，所述从动齿轮是螺旋状的并且具有大于所述第一螺旋角的一个第二螺旋角，所述第二方向与所述第一方向基本上相反；并且将所述第一轴向推力的至少一部分和所述第二轴向推力的至少一部分施加到一个轴向刚性支撑结构的同一个位置上，这样使得所述第一轴向推力和第二轴向推力在所述支撑结构中起反作用并且至少部分地相抵消。螺旋角的差将起作用来使得所述推力的幅值更加相等，从而增加所述轴向推力至少部分地彼此相抵消的程度。该轴向刚性支撑结构上合成的力将由此受到限制。并且，通过将所述轴向推力施加到所述支撑结构的同一个位置上，这些输入轴和输出轴因变化的载荷状态而引起的轴向移动可以得到最小化。作为对照，在现有技术的增速方法中，输入轴和输出轴总体上将它们对应的动态轴向推力施加到一个齿轮单元壳体的相反的端壁上，这样使得该齿轮单元壳体在轴向负荷下在某种程度上挠曲或屈服，并且由此使这些输入轴和输出轴在某种程度上被推开。这种移动可以导致轴承的过早的失效，特别是在变化的负载状态下。轴向移动还要求一个在某种程度上宽容的齿轮单元设计，其中实质性的齿间隙或回冲允许某种自由度的移动。通过替代地将反向的轴向推力施加到一个支撑结构的同一个位置上，就有可能在输入轴与输出轴之间获得一种轴向刚性关系，使得这些输入轴和输出轴将不会在轴向方向上相对于彼此显著地移动。由此，可以出于这样一种增速方法而设计具有较紧密的回冲以及由此的增加的寿命的一个齿轮单元。在整个披露中，“基本上相反的方向”将被解释为所述方向形成超过165°的一个角。根据一个实施例，所述轴向刚性支撑结构是一个主推力轴承安排，该主推力轴承安排使所述输入轴和输出轴互连，这样使得所述轴向推力经由该主推力轴承安排至少部分地相抵消。该主推力轴承安排可以包括一个或若干个推力轴承，这些推力轴承被安排为一个“推轴承安排”，即，当输入轴和输出轴被推向彼此时，用于提供支撑；这些推力轴承被安排为一个“拉轴承安排”，即，用于提供支撑以抵抗这些输入轴和输出轴被拉开；或这些推力轴承被安排为在这两个轴向方向上提供支撑的一个双向轴承安排。根据一个实施例，所述轴向刚性支撑结构是一个主推力轴承座，该主推力轴承座轴向地支撑所述输入轴和所述输出轴，这样使得所述轴向推力经由所述主推力轴承座至少部分地相抵消。该主推力轴承座可以是将输入轴和输出轴两者固持在对应的推力轴承中以便允许对应的轴向推力相抵消的任何轴向刚性结构。通过举例，该主推力轴承座可以是在一个齿轮单元中定位在中央位置的一个托架，所述托架固持输入轴和输出轴，使得该输入轴的传动齿轮和该输出轴的从动齿轮被定位在所述托架的相反两侧上。所述输入轴和输出轴由此将各自同时拉动或同时推动到所述主推力轴承座的相反两侧上，这样使得所述推力将至少部分地相抵消。可替代地，该主推力轴承座可以是一个齿轮单元壳体的一个端壁的一部分，输入轴的传动齿轮和输出轴的从动齿轮可以相对于该壁而安排在同一侧上。在这样一种构型中，所述轴之一将会将一个轴向拉动力施加到所述壁上，而另一个轴将施加一个轴向推动力，这样使得所述推力在所述壁中将至少部分地相抵消。根据一个实施例，所述方法进一步包括将所述旋转运动经由所述副轴安排的多个副轴传输；并且对于所述副轴安排的每个副轴来说，在一个从动螺旋齿轮中产生一个从动齿轮轴向推力，该从动螺旋齿轮具有一个从动齿轮螺旋角；在一个传动螺旋齿轮中产生一个传动齿轮轴向推力，该传动螺旋齿轮具有一个传动齿轮螺旋角，所述传动齿轮螺旋角大于所述从动齿轮螺旋角；在所述第二方向上引导该从动齿轮轴向推力；并且在所述第一方向上引导该传动齿轮轴向推力，这样使得每个副轴的对应的从动齿轮和传动齿轮的轴向推力在所述副轴内至少部分地相抵消。还通过抵消作用于每个副轴上的这些轴向推力的至少一部分，齿轮单元上的总合成轴向负荷将被减少。根据本专利技术的另一个方面，通过一个固定齿轮单元解决了或至少缓解了上述问题的一部分或全部，该固定齿轮单元包括一个输入轴和与所述输入轴基本上平行的一个输出轴，该齿轮单元被配置成用于经由一个副轴安排在所述输入轴与所述输出轴之间提供一个传动比，该输入轴配备有一个传动齿轮，该传动齿轮与所述副轴安排的一个从动齿轮相哨合，并且该输出轴配备有一个从动齿轮，该从动齿轮与所述副轴安排的一个传动齿轮相哨合，该传动比是不统一的，这样使得该输入轴的该传动齿轮和该输出轴的该从动齿轮中的一个齿轮将被安排成用于在一个相对较低的扭矩下运行，并且另一个齿轮将被安排成用于在一个相对较高的扭矩下运行，所述相对较高的扭矩比所述相对较低的扭矩要高；该输入轴被轴颈连接在一个输入轴主推力轴承安排中，该输入轴主推力轴承安排被安装到一个主推力轴承座上并且被安排成用于在一个第一轴向方向上限制该输入轴的轴向移动；该输出轴被轴颈连接在一个输出轴主推力轴承安排中，所述输出轴主推力轴承安排与所述输入轴主推力轴承安排被共同定位在所述主推力轴承座上，所述输出轴主推力轴承安排被安排成用于在一个第二轴向方向上限制该输出轴的轴向移动本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.10.13 SE 1051070-91.将一个旋转运动的速度从提供给一个输入轴(26)的一个第一速度增速到由一个输出轴(28)输送的一个第二速度的一种方法，该方法包括 将所述旋转运动从所述输入轴(26 )经由所述输入轴(26 )的一个传动齿轮(34 )传输到一个副轴安排(29)，以便在一个第一轴向方向上产生该输入轴(26)的一个第一轴向推力(Fl),该传动齿轮(34)是螺旋状的并且具有一个第一螺旋角(V f|,A)； 将所述旋转运动从所述副轴安排(29 )经由所述输出轴(28 )的一个从动齿轮(44)传输到所述输出轴(28 )，以便在一个第二方向上产生该输出轴(28 )的一个第二轴向推力(F2 )，所述从动齿轮(44)是螺旋状的并且具有大于所述第一螺旋角(V @入)的一个第二螺旋角(￥输出)，所述第二方向与所述第一方向基本上相反；并且 将所述第一轴向推力(Fl)的至少一部分和所述第二轴向推力(F2)的至少一部分施加到一个轴向刚性支撑结构(50 ；156)的同一个位置上，这样使得所述第一轴向推力和第二轴向推力(F1，F2)在所述支撑结构(50 ；156)中起反作用并且至少部分地相抵消。2.根据权利要求1所述的方法，所述轴向刚性支撑结构是一个推力轴承安排(156)，该推力轴承安排使所述输入轴和输出轴(26，28)互连。3.根据以上权利要求中任一项所述的方法，所述轴向刚性支撑结构是一个主推力轴承座(150)，该主推力轴承座轴向地支撑所述输入轴(26)和所述输出轴(28)。4.根据以上权利要求中任一项所述的方法，进一步包括 将所述旋转运动经由所述副轴安排(29)的多个副轴(30，32)传输；并且 对于所述副轴安排(29)的每个副轴(30 ；32)来说， 在一个从动螺旋齿轮(36,40 )中产生一个从动齿轮轴向推力，该从动螺旋齿轮具有一个从动齿轮螺旋角(V从动,丨；V从动,2)； 在一个传动螺旋齿轮(38 ；42)中产生一个传动齿轮轴向推力，该传动螺旋齿轮具有一个传动齿轮螺旋角(Vg1 ; V ftza,2),所述传动齿轮螺旋角(V ; V fta,2)大于所述从动齿轮螺旋角(V从动,:；V从动,2)； 在所述第二方向上引导该从动齿轮轴向推力；并且 在所述第一方向上引导该传动齿轮轴向推力，这样使得每个副轴(30 ；32)的对应的从动齿轮和传动齿轮(36，38 ；40,42)的轴向推力在所述副轴(30 ；32)内至少部分地相抵消。5.固定齿轮单兀,该固定齿轮单兀包括一个输入轴(26)和与所述输入轴(26)基本上平行的一个输出轴(28)，该齿轮单元(24)被配置成用于经由一个副轴安排(29)在所述输入轴(26)与所述输出轴(28)之间提供一个传动比(1,6)，该输入轴(26)配备有一个传动齿轮(34)，该传动齿轮与所述副轴安排(29)的一个从动齿轮(36)相啮合，并且该输出轴(28)配备有一个从动齿轮(44),该从动齿轮与所述副轴安排(29)的一个传动齿轮(42)相哨合，该传动比(1, )是不统一的，这样使得该输入轴(26)的该传动齿轮(34)和该输出轴(28)的该从动齿轮(44)中的一个齿轮(44)将被安排成用于在一个相对较低的扭矩下运行，并且另一个齿轮(34)将被安排成用于在一个相对较高的扭矩下运行，所述相对较高的扭矩比所述相对较低的扭矩要高，其特征在于 该输入轴(26)被轴颈连接在一个输入轴主推力轴承安排(56)中，该输入轴主推力轴承安排被安装到一个主推力轴承座(50)上并且被安排成用于在一个第一轴向方向上限制该输入轴(26)的轴向移动；该输出轴(28)被轴颈连接在一个输出轴主推力轴承安排(62)中，所述输出轴主推力轴承安排(62)与所述输入轴主推力轴承安排(56)被共同定位在所述主推力轴承座(50)上，所述输出轴主推力轴承安排(62)被安排成用于在一个第二轴向方向上限制该输出轴(28)的轴向移动，所述第二轴向方向与所述第一轴向方向基本上相反； 所述主推力轴承座(50)将该输入轴主推力轴承安排(56)刚性地连接到该输出轴主推力轴承安排(62)上； 所述输入轴(26)的所述传动齿轮(34)是螺旋状的、具有一个第一旋向； 所述输出轴(28)的所述从动齿轮(44)是螺旋状的、具有一个第二旋向，所述第二旋向与该第一旋向相同会获得一个正的传动比(I,6)，而所述第二旋向与所述第一旋向相反会获得一个负的传动比(I,6);并且 被安排成用于在一个相对较低的扭矩下运行的所述齿轮(44)具有的螺旋角(V 超过被安排成用于在一个相对较高的扭矩下运行的所述齿轮(34)的螺旋角(￥@入)。6.根据权利要求5所述的固定齿轮单元，所述主推力轴承座(50)被固定到一个齿轮单元壳体(45)上。7.根据权利要求5至6中任一项所述的固定齿轮单元，所述输入轴主推力轴承安排(56)被安排在所述主推力轴承座(50)的一个第一侧(52)上，并且所述输出轴主推力轴承安排(62 )被安排在所述主推力轴承座(50 )的一个第二侧(54 )上，所述第二侧(54 )与所述第一侧(52)相反。8.固定齿轮单兀,该固定齿轮单兀包括一个输入轴(26)和与所述输入轴(26)基本上平行的一个输出轴(28)，该齿轮单元被配置成用于经由一个副轴安排(29)在所述输入轴(26)与所述输出轴(28)之间提...

【专利技术属性】
技术研发人员：尼克拉斯·本斯泰特，
申请(专利权)人：奥托因温特特兰斯普公司，
类型：
国别省市：