[发明专利]风力发电增速齿轮箱

说明书

技术领域

本发明涉及发电齿轮箱领域，具体涉及一种风力发电增速齿轮箱。

背景技术

由于具有结构紧凑，体积小、传动效率高和传动比大等优点，行星齿轮传动广泛的应用在风力发电机传动系统、航空动力传动系统、车辆传动系统等领域。风能是世界上清洁无污染且可再生重要能源之一，随着能源短缺和生态环境的日益恶化，人们普遍认识到了新能源发电技术的重要性。齿轮箱是风力发电设备的关键部件之一，其承受的载荷非常复杂，主要用于增速传动。齿轮箱是风力发电机组故障率最高的部件之一，为了降低齿轮箱的故障率，提高其工作寿命和可靠性，有必要对行星齿轮传动的抗冲击能力进行深入研究。

风电装备技术的发展十分迅速，如变速恒频技术、变桨变速、全功率变流技术、直驱和半直驱风电机组。直驱式风电机组采用多极电机与叶轮直接连接进行驱动的方式，免去齿轮箱，近年来装机份额不断增长。但由于技术和成本等方面的原因，在未来较长时间内带增速齿轮箱的风电机组仍将在市场中占主导地位。而且，目前风力发电增速齿轮箱的结构有很多，且大多是参照传动功率和增速比来设计的，但是对于大功率的风力发电来说如果行星架在转动的过程中发生浮动，引起较大转矩，进而会严重损害发电齿轮箱的使用寿命以及引发齿轮箱发生故障。

因此，本领域迫切需要研发出一种使力分布均匀的风力发电机齿轮箱。

发明内容

本发明之目的是提供一种风力发电增速齿轮箱，能够克服行星轮系在传动过程中产生的偏载问题以及在行星轮系传动结构中实现均载传动。

本发明提供一种风力发电增速齿轮箱，包括低速级行星轮系、中速级行星轮系与高速级圆柱齿轮系，所述低速级行星轮系与所述中速级行星轮系的结构设置相同，其中，

所述低速级行星轮系中的均载机构是低速级太阳轮以及与其浮动连接的低速级浮动联轴器外齿；所述中速级行星轮系中的均载机构是中速级太阳轮以及与其浮动连接的中速级浮动联轴器外齿；

低速级行星架输入端输入传动转矩与初始转速，低速级太阳轮周围设置有两个低速级行星轮，低速级浮动联轴器外齿的一端与所述低速级太阳轮浮动连接，所述低速级浮动联轴器外齿的另一端与中速级行星架输入端齿式连接；

所述中速级行星轮系为第二级行星轮系，所述中速级行星架输入端为第二级行星轮系的行星架输入端，中速级太阳轮周围设置有两个中速级行星轮，中速级浮动联轴器外齿的一端与所述中速级太阳轮浮动连接，所述中速级浮动联轴器外齿的另一端与所述高速级圆柱齿轮系的输入轴齿轮连接；

高速级输入轴由两个键与高速级大齿轮相连接，最后经过高速级大齿轮与高速级小齿轮轴的增速作用输出，所述高速级小齿轮轴相对于所述高速级大齿轮对称设置，产生的力为对称分布。

优选地，所述浮动齿式联轴器的齿宽方向的截面形状采用直齿式结构。

优选地，所述低速级行星架的结构采用轴与行星架一体双臂分开式行星架。

本发明的风力发电增速齿轮箱相比现有技术具有如下有益效果：

1、本发明的风力发电增速齿轮箱采用两级行星轮系加一级圆柱分流传动系，其能够克服行星轮系在传动中产生的偏载问题，即该行星齿轮传动结构能较好地实现均载传动。

2、本发明的风力发电增速齿轮箱中的低速级行星轮系与中速级行星轮系采用相同结构的设置，因而使得整体结构紧凑合理，并且在风力发电的过程中产生的力是对称的。

3、本发明的风力发电增速齿轮箱中使用两个太阳轮作为均载装置，虽然使用太阳轮—行星架浮动形式比只是使用单独的太阳轮作为浮动效果更好，但是这个增速器主要是用于风力发电作用的，并且它的传动转矩较大而造成行星架也设计的体积更大，由于以行星架作为浮动的条件是行星架因该质量相对较轻并且速度较慢，这样就不会产生较大转矩，对于以上这些条件，因此设计的是使用太阳轮作为均载机构，因此它相对与大功率风力发电来说是更合理的。

4、本发明的风力发电增速齿轮箱中的行星齿轮传动的连接使用浮动齿式联轴器，这样可以实现均载作用。

附图说明

下面将简要说明本申请所使用的附图，显而易见地，这些附图仅用于解释本发明的构思。

图1是本发明的风力发电增速齿轮箱结构的剖视图；

图2是单齿式浮动齿式联轴器的剖视图；

图3是双齿式浮动齿式联轴器的剖视图；

图4是齿宽方向的截面形状为直齿式的浮动齿式联轴器的剖视图；

图5是齿侧定心方式的浮动齿式联轴器的剖视示意图一；

图6是齿侧定心方式的浮动齿式联轴器的剖视示意图二；