风电增速机齿轮箱的制作方法

本实用新型涉及风力发电机组领域，具体涉及一种风电增速机齿轮箱。

背景技术：

风能是一种储量巨大且清洁、无污染的可再生能源。近年来，世界范围内风能产业快速发展，这也促使风电机组装备制造业的空前繁荣。作为风力发电机组关键部件的风电齿轮箱，受到国内外相关行业的企业及科研院所的高度关注。随着行业的飞速发展，风电机组的装机容量也不断增加。因此，对于风电齿轮箱大型化、大功率化的需求也变得越来越迫切。

对于兆瓦级以上的风电齿轮箱采用传统的两级行星加以及平行轴或一级行星加两级平行轴的结构形式，其外形体积和重量都很大，因此，已不再适合先进大兆瓦级齿轮箱的发展。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种外形体积和重量小的兆瓦级的风电增速机齿轮箱。

为达到以上目的，本实用新型采取的技术方案是：

一种风电增速机齿轮箱，包括：

箱体，其包括前部箱体，所述前部箱体的两端均设有开口；

套筒法兰盘，其固定在所述前部箱体的一端，且所述套筒法兰盘为外部转矩的输入端；

一级差动行星传动机构，其包括一级太阳轮及与所述套筒法兰盘相连的一级传动组件，所述一级传动组件用于传递所述外部转矩至所述一级太阳轮；

与套筒法兰盘相连的二级行星传动机构，所述二级行星传动机构与所述一级太阳轮相连，所述二级行星传动机构用于传递所述外部转矩至所述一级太阳轮；以及

三级齿轮传动机构，其包括相互啮合的输入齿轮和输出齿轮，所述一级太阳轮驱动所述输入齿轮转动。

在上述技术方案的基础上，所述一级传动组件包括一级内齿圈、一级行星架和一级行星轮，所述一级内齿圈与所述套筒法兰盘固定，所述一级行星轮设于所述一级行星架上，且与所述一级内齿圈内啮合，并与所述一级太阳轮外啮合。

在上述技术方案的基础上，所述二级行星传动机构包括二级内齿圈、二级行星架、二级行星轮和二级太阳轮，所述二级内齿圈与所述套筒法兰盘固定，并套设在所述一级内齿圈外侧，所述二级行星轮设于所述二级行星架上，且与所述二级内齿圈内啮合，并与所述二级太阳轮外啮合，所述二级行星传动机构通过所述一级行星架与所述一级太阳轮相连，所述二级太阳轮与所述一级行星架固联，所述二级行星传动机构还包括固定轴，所述二级内齿圈驱动所述二级行星轮绕所述固定轴转动。

在上述技术方案的基础上，所述二级行星轮为二级双联行星轮，其包括第一轮和第二轮，所述第一轮与所述二级内齿圈内啮合，所述第二轮与所述二级太阳轮外啮合。

在上述技术方案的基础上，所述一级太阳轮与输入齿轮固联成双联齿轮。

在上述技术方案的基础上，所述二级内齿圈与所述前部箱体间隔一定距离。

在上述技术方案的基础上，所述一级行星架包括一级行星架输入侧板、一级行星架输出侧板以及连接所述一级行星架输入侧板和一级行星架输出侧板的一级行星架连接板；所述二级行星架包括二级行星架输入侧板、二级行星架输出侧板以及连接所述二级行星架输入侧板和二级行星架输出侧板的二级行星架连接板；所述一级行星架输入侧板支撑在所述套筒法兰盘上，所述一级行星架输出侧板支撑在所述二级行星架输入侧板上，所述二级行星架输出侧板固定在所述前部箱体远离所述套筒法兰盘的一端上。

在上述技术方案的基础上，所述二级行星轮位于所述一级内齿圈一侧，所述二级内齿圈向所述二级行星轮延伸，并与所述二级行星轮啮合。

在上述技术方案的基础上，所述一级传动组件还包括支撑所述一级行星轮的一级行星轮销轴，所述一级行星轮销轴为柔性轴。

在上述技术方案的基础上，所述一级差动行星传动机构包括三个沿所述一级内齿圈周向相互间隔120°的所述一级行星轮。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

(1)本实用新型中的风电增速机齿轮箱使用一级差动行星传动机构进行功率分流，减小了各个啮合齿轮副所传递的载荷，从而减小传动齿轮的尺寸，使得差动行星级结构更为紧凑，进而减小了增速机齿轮箱的重量和体积。

(2)本实用新型中的二级行星传动机构为NW型周转行星传动机构。采用NW型的二级行星传动机构径向尺寸比NGW型小，传动比范围较NGW型大。

(3)本实用新型中的第二级内齿圈与箱体分离后间隔一定距离，这样的结构可以有效的降低齿轮传动所产生的振动。此外，二级内齿圈相对一级内齿圈向远离套筒法兰盘延伸，从而形成一薄壁悬臂式结构，靠齿轮薄壁的弹性变形达到均载目的。

(4)本实用新型中的一级行星轮销轴为柔性轴结构，便于利用其发生的弹性形变补偿制造、安装误差，使每个一级行星轮均匀分担载荷。

附图说明

图1为本实用新型中风电增速机齿轮箱的结构示意图；

图2为本实用新型中风电增速机齿轮箱的传动原理示意图。

图中：1-箱体，11-前部箱体，12-后部箱体，2-套筒法兰盘，3-一级差动行星传动机构，31-一级太阳轮，32-一级内齿圈，33-一级行星架，331-一级行星架输入侧板，332-一级行星架输出侧板，333-一级行星架连接板，34-一级行星轮，35-一级行星轮销轴，4-二级行星传动机构，41-二级内齿圈，42-二级行星架，421-二级行星架输入侧板，422-二级行星架输出侧板，423-二级行星架连接板，43-二级行星轮，431-第一轮，432-第二轮，44-二级太阳轮，45-固定轴，5-三级齿轮传动机构，51-输入齿轮，52-输出齿轮，6-扭力臂。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的实施例作进一步详细说明。

参见图1和图2所示，本实用新型提供一种风电增速机齿轮箱，包括箱体1、套筒法兰盘2、一级差动行星传动机构3、二级行星传动机构4、三级齿轮传动机构5和扭力臂6。

箱体1包括并排设置的前部箱体11和后部箱体12，其中前部箱体11的两端均设有开口。

套筒法兰盘2支撑于扭力臂6上，前部箱体11一端的开口端向外延伸的外缘与套筒法兰盘2紧固。

一级差动行星传动机构3包括一级太阳轮31及与套筒法兰盘2相连的一级传动组件，一级传动组件用于传递外部转矩至一级太阳轮31。

二级行星传动机构4与套筒法兰盘2相连和一级太阳轮31相连。二级行星传动机构4用于传递外部转矩至一级太阳轮31。

三级齿轮传动机构5包括相互啮合的输入齿轮51和输出齿轮52，一级太阳轮31驱动输入齿轮51转动。

下面结合图2来描述本实用新型的传动原理。

一级差动行星传动机构3包括一级太阳轮31及与套筒法兰盘2相连的一级传动组件。一级传动组件包括一级内齿圈32、一级行星架33、一级行星轮34和一级行星轮销轴35。一级内齿圈32与套筒法兰盘2固定，外部输入转矩的一部分从一级内齿圈32输入，一级内齿圈32转动带动与其内啮合的一级行星架33上的一级行星轮34转动。一级行星轮34带动与其外啮合的一级太阳轮31转动，将转矩传递到一级太阳轮31上作为一级差动行星传动机构3的输出转矩。

二级行星传动机构4包括二级内齿圈41、二级行星架42、二级行星轮43、二级太阳轮44和固定轴45。其中二级内齿圈41与套筒法兰盘2固定，并套设在一级内齿圈32外侧。在外部输入转矩的一部分从一级内齿圈32输入的同时，外部转矩的另一部分从二级内齿圈41输入，二级内齿圈41转动带动与其内啮合的二级行星架42上的二级行星轮43定轴转动，二级行星轮43带动二级太阳轮44转动，二级行星传动机构4通过一级行星架33与一级太阳轮31相连，具体的，二级太阳轮44与一级行星架33固联，二级太阳轮44带动一级行星架33转动，一级行星架33上的一级行星轮34公转，将转矩传递到一级太阳轮31上，与一级差动行星传动机构3输出转矩汇合成为总输出转矩从一级太阳轮31上输出。

三级齿轮传动机构5包括输入齿轮51和输出齿轮52，一级太阳轮31上的总输出转矩作为输入齿轮51的输入转矩使其转动，输入齿轮51带动与其外啮合的输出齿轮52转动，通过其输出轴将增速机的转矩输出。

具体的，本发明中的一级差动行星传动机构3为NGW型差动行星传动机构，二级行星传动机构4为NW型周转行星传动机构。采用NW型的二级行星传动机构4径向尺寸比NGW型小，传动比范围较NGW型大。一级差动行星传动机构3采用三个沿一级内齿圈32周向相互间隔120°的一级行星轮34，安装于一级行星架33之内，一级行星轮34分别与一级太阳轮31外啮合，并与一级内齿圈32内啮合。一级内齿圈32紧固于套筒法兰盘2之上。一级行星架33包括一级行星架输入侧板331、一级行星架输出侧板332以及连接一级行星架输入侧板331和一级行星架输出侧板332的一级行星架连接板333，一级行星架输入侧板331支撑在套筒法兰盘2之内。一级太阳轮31从一级行星架输入侧板331装入。一级行星轮销轴35为柔性轴结构，便于利用其发生的弹性形变补偿制造、安装误差，使每个一级行星轮34均匀分担载荷。

二级行星传动机构4采用三个沿二级内齿圈41周向相互间隔120°的二级行星轮43，其安装于二级行星架42之内，分别与二级太阳轮44外啮合，并与二级内齿圈41内啮合。为了增大了传动比的范围，本实用新型中的二级行星轮43为二级双联行星轮，其包括第一轮431和第二轮432，第一轮431与二级内齿圈41内啮合，第二轮432与二级太阳轮44外啮合。此外，二级内齿圈41与箱体1间隔一定距离，这样的结构可以有效的降低齿轮传动所产生的振动。此外，二级行星轮43位于一级内齿圈32一侧，二级内齿圈41向二级行星轮43延伸，并与二级行星轮43啮合。从而形成一薄壁悬臂式结构，靠齿轮薄壁的弹性变形达到均载目的。

二级行星架42包括二级行星架输入侧板421、二级行星架输出侧板422以及连接二级行星架输入侧板421和二级行星架输出侧板422的二级行星架连接板423。前部箱体11另一端的开口端与二级行星架输出侧板422的一端紧固，其中固定轴45的一端支撑于二级行星架输入侧板421之上，另一端支撑于二级行星架输出侧板422之上。一级行星架输出侧板332支撑于二级行星架输入侧板421。二级太阳轮44从二级行星架输出侧板422装入且与一级行星架输出侧板332固联。

套筒法兰盘2连接风轮主轴，作为外部转矩的输入端。经过一级差动行星传动机构3以及二级行星传动机构4传递的输入转矩在一级太阳轮31上汇合，作为与一级太阳轮31固联的输入齿轮51的输入转矩。由于本实用新型使用一级差动行星传动机构3进行功率分流，减小了各个啮合齿轮副所传递的载荷，从而减小传动齿轮的尺寸，使得差动行星级结构更为紧凑，进而减小了增速机齿轮箱的重量和体积。

三级齿轮传动机构5包括输入齿轮51和输出齿轮52。输入齿轮51的输出端和输出齿轮52的输出端分别支撑于后部箱体12的外侧柱形腔内，输出齿轮52的输入端支撑于后部箱体12的开口端柱形腔内，后部箱体12的开口端与二级行星架输出侧板422的另一端紧固。输入齿轮51转动带动输出齿轮52转动后，风电增速机齿轮箱的转矩从齿轮52的输出轴输出。此外，由于套筒法兰盘2支撑于扭力臂6上，前部箱体11一端的开口端向外延伸的外缘与套筒法兰盘2紧固，前部箱体11另一端的开口端与二级行星架42的二级行星架输出侧板422的一端紧固。从而通过扭力臂6、前部箱体11、二级行星架42、后部箱体12将风电增速机齿轮箱封装成一个整体。

本实用新型不仅局限于上述最佳实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本实用新型相同或相近似的技术方案，均在其保护范围之内。