[发明专利]一种行星轮柔性销轴均载机构

说明书

技术领域

本发明涉及一种行星齿轮传动技术领域，具体地说，涉及行星齿轮多分流传动的均载机构。

背景技术

在齿轮传动技术领域中，行星齿轮传动装置具有速比大、体积小、承载能力高等特点，已在风力发电、冶金、建材等重要工业部门得到广泛应用，特别是风力发电行业，全世界80％风力发电机组的主增速齿轮箱都采用行星齿轮传动。随着国际上风力发电技术的飞速发展，行星齿轮传动装置的传动功率越来越大，(目前已达8MW)不但可靠性要求更高，而且还要求体积更小，重量更轻，以降低高昂的制造、运输、安装和维护费用。

为此，技术人员在设计2MW以内风电增速行星齿轮箱时，还可以采用传统的3分流NGW型行星传动结构，市场也能接受；2.5MW以上风电齿轮箱则要求用3分流NWG行星传动加差动或多分流行星传动设计。目前实践证明3分流NWG行星传动加差动结构对减小齿轮箱体积和重量效果不是很好。而大量3MW以上大功率风电齿轮箱多采用多(4-8个行星轮)分流行星传动设计，使齿轮箱的重量和体积有较大降低。

多分流行星传动设计中一项关键技术就是行星轮均载技术。行星轮均载技术一般有两种解决方式：第一种是通过提高行星传动零部件，例如行星架、行星轮、内齿圈、行星轮支撑轴承、行星架支撑轴承和箱体等加工精度来达到均载目的。这种方式实施起来非常困难，制造成本也非常高，一般适合中小功率且可靠性不高的行星传动；第二种方式是利用柔性元件例如柔性内齿圈、柔性行星销轴的弹性变形来达到均载目的。柔性内齿圈实施起来也不理想，这其中主要有三个原因：其一是均载效果不好；其二是制造精度不易达到，内齿圈越大越薄越难控制变形；其三可靠性差。把柔性行星销轴作为行星轮多分流的均载机构，其效果比其它方式好得多。其优点：1)柔度大，不均载系数Kγ小，对其它行星传动零部件的精度要求不高；2)齿宽啮合斑点好，齿向不需修正，提高了齿轮副承载能力；3)实现多个行星轮分流传动，可使齿轮箱结构紧凑重量减轻。4)可靠性高，成本较低，实施相对容易。

以下对已知的两种柔性行星轴销均载机构(以下简称均载机构)在行星轮外形尺寸、行星架侧板厚b、材料、载荷Fc和载荷中心跨距1等条件相同进行分析比较。图4、图5类似中国机械工业出版社2006年第二版《齿轮手册》上册7-43页：由圈螺母1b、柔性销轴2b、行星架3b、孔用挡圈4b、圆环轴承5b、内隔圈6b、外隔圈7b、行星齿轮8b、调心轴承9b、圈螺母10b和轴套11b构成。该机构行星轮装在悬臂心轴上的均载机构。该均载机构配上相应滚动轴承5b、9b后，出现柔性行星销轴因径向尺寸和力臂尺寸Lb限制致使其强度不够、挠度yb过大、过载能力差、外形尺寸B也大。适合作为配置滑动轴承的均载机构；图6、图7类似美国TIMKEN公司行星轮装在悬臂心轴上的均载机构，螺母1c、柔性销轴2c、行星架3c、轴套4c、行星齿轮5c、圆锥滚子6c、轴承挡圈7c构成。该均载机构的设计是将圆锥滚子轴承与轴套和行星轮做成一体，是专为大型风电增速齿轮箱设计的，能承受2.5倍过载负荷，结构紧凑简单，体积也小。不足处是：制造精度非常高，一般需要齿轮和轴承两个行业联合制造；挠度小，又使例如行星齿轮、行星架、内齿圈、箱体等相关零件的精度要求仍然较高。

实用新型内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种均载要求，又能适应一般加工精度。

本发明的技术方案如下：一种行星轮柔性销轴均载机构，柔性销轴热装在行星架上，所述柔性销轴伸出行星架的部分热装有轴套，该轴套由圆螺母轴向紧固，所述轴套上装有行星齿轮，该行星齿轮经并排设置的第一滚动轴承和第二滚动轴承支承在轴套上，其关键在于：所述行星架靠轴套的端面上压装有防过载锥环，所述轴套靠行星架一端形成一圈凸檐，该凸檐靠行星架的端面外圈逐渐变薄形成锥面，所述防过载锥环的与轴套同心设置，且防过载锥环锥形端面与凸檐的锥面相适应，所述轴套与行星架、防过载锥环之间有一定间隙。

上述柔性销轴由大圆柱段、圆锥段和小圆柱段依次连接构成，所述大圆段外端设置有定位轴肩，所述小圆柱段外端开有螺纹；所述柔性销轴大圆柱段装在行星架内，所述轴套中心孔为大圆锥孔、小圆柱孔两段组成，所述小圆柱孔与大圆锥孔小直径端连接，所述小圆柱段位于小圆柱孔内，所述大圆柱段伸出行星架的端头、圆锥段和小圆柱段内端位于大圆锥孔内，所述圆螺母与小圆柱段外端螺纹相配合。