一种风机增速箱及其花键副的润滑冷却冲洗结构的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种风机增速箱及其太阳轮和大齿轮轴套的联接结构，特别是花键副的润滑冷却冲洗结构。
【背景技术】
[0002]风机增速箱是一种精度要求高、可靠性要求高的精密齿轮传动箱。它是风力发电机组中一个重要的机械部件，安装在风机机舱的主机架上，用来连接轮毂主轴和发电机，其主要功用是将风轮在风力作用下所产生的动力传递给发电机并使其得到相应的转速，是风机中的核心装置，必需安全可靠，经久耐用，使用寿命一般要求为20年。
[0003]花键副作为常见的联接结构，经常被用在大功率的传动系统中。花键副具有对中精度高、轴向导向性好、能够传递较大主扭矩、安装拆卸容易等特点。但花键副工作时会存在微动磨损、发热量大的情况，因此花键副的润滑冷却冲洗效果对花键副的寿命和使用可靠性至关重要。
[0004]风机增速箱的太阳轮和大齿轮轴套一般用花键副联接。考虑到行星级的均载要求，通常把太阳轮设计成可浮动的，这也加剧了花键副的微动磨损，带来更大的发热量。从风力发电场实际运行情况来看，花键联接副失效在齿轮箱故障中占很大比例，目前市面上的风机增速箱对于太阳轮和大齿轮轴套花键副联接也都考虑了润滑油路，一般在太阳轮和大齿轮轴套上加工出复杂进油油路和回油油路或者增加甩油环形成油路，并用花键副的两端面进行轴向限位，但这些方案结构复杂，润滑不充分，加工制造要求高，同时也会影响太阳轮和大齿轮轴套的强度，降低花键副联接的安全性和可靠性。
[0005]在公开号为CN103711885的中国发明专利中，提供了一种风机增速箱太阳轮和大齿轮轴套花键副联接的润滑冷却方法。花键副的上风向用压板进行限位，压板和太阳轮中间形成一圈圆周间隙进油，大齿轮轴套内孔里面设计了凸台对花键副下风向限位，并在大齿轮轴套上加工了深长孔回油。这种设计虽然形成了有效的润滑油路，但是其进油油路因为受上风向轴承尺寸、空心电缆管尺寸、压板厚度以及太阳轮强度要求的限制，进油空间实际上非常有限，可能不能充分进油，具体的原因是此进油空间是由太阳轮外圆和压板内孔共同构成，空心电缆管是从太阳轮内孔中穿过且空心管外径尺寸是整机设计给定，考虑到太阳轮承载要求从而限定了太阳轮外径的最小尺寸，当轴承内孔尺寸一定时，进油空间就已确定，增加一个挡板就会牺牲很大的进油空间；同时用压板和凸台限位花键副的上下风向端面也限制了润滑部位和润滑效果，花键副端面被压板和凸台挡住的部位润滑油流通不顺畅，随着运行时间增加，磨损增加，影响也越加明显；用压板和凸台限位花键副的上下风向端面时，就会限定内外花键的长度；另外大齿轮轴套上加工深长孔回油一方面会影响其强度，特别是疲劳强度，另一方面斜深长孔的加工也是很复杂。
【发明内容】
[0006]本实用新型的目的是在于提供一种能提升花键副润滑以及冷却冲洗效果、保证太阳轮和大齿轮轴套强度、且结构简单的太阳轮和大齿轮轴套花键副的润滑冷却冲洗结构以及采用这种结构的风机增速箱。
[0007]为了达到上述目的，本实用新型的技术方案是:一种太阳轮和大齿轮轴套花键副的润滑冷却冲洗结构，包括太阳轮、大齿轮轴套、轴端环和套端环，所述太阳轮的带有外花键的一段插在大齿轮轴套的内孔中，太阳轮的外花键与大齿轮轴套的内花键啮合形成花键副，所述轴端环包括轴端环体和外止挡，轴端环具有轴端环内孔，所述轴端环体与太阳轮的下风向端固定连接，所述外止挡与太阳轮的下风向端面之间形成环槽，所述套端环包括连接法兰、套端环体和内止挡，套端环具有套端环内孔，所述内止挡位于环体的远离连接法兰端，套端环体上具有回油槽，回油槽与套端环内孔相通，所述连接法兰上具有回油孔，所述连接法兰与大齿轮轴套的下风向端固定连接，所述内止挡位于环槽中，所述太阳轮上且位于外花键上风向的外圆与大齿轮轴套上且位于内花键上风向的内孔之间形成进油腔，所述太阳轮上且位于外花键下风向的外圆及套端环体的外圆与大齿轮轴套上且位于内花键下风向的内孔之间形成出油腔，所述进油腔通过花键副与出油腔相通，所述出油腔与套端环的回油孔及回油槽相通，所述太阳轮的内孔与轴端环的轴端环内孔及套端环的套端环内孔相通。
[0008]所述太阳轮上且位于外花键上风向的外圆直径小于外花键的齿根圆直径，太阳轮上且位于外花键下风向的外圆直径小于外花键的齿根圆直径；所述大齿轮轴套上且位于内花键上风向的内孔直径大于内花键的齿根圆直径，大齿轮轴套且位于内花键下风向的内孔直径大于内花键的齿根圆直径；所述轴端环的外圆直径小于太阳轮上且位于外花键下风向的外圆直径，所述套端环的套端环体的外圆直径不大于太阳轮上且位于外花键下风向的外圆直径。
[0009]所述轴端环的轴端环内孔直径大于太阳轮的内孔直径。
[0010]所述套端环的内止挡宽度至少小于环槽宽度的0.5mm。
[0011]所述轴端环的轴端环体上具有多个连接孔，所述太阳轮的下风向端面有螺纹孔，所述轴端环体通过螺钉与相应的连接孔、螺纹孔配合而与太阳轮的下风向端固定连接。
[0012]所述轴端环的轴端环体上具有16~24个连接孔。
[0013]所述套端环的套端环体上具有多个沿圆周方向分布的回油槽，连接法兰上具有多个沿圆周方向分布的回油孔和多个沿圆周方向分布的法兰连接孔，所述大齿轮轴套的下风向端面有螺钉孔，所述连接法兰通过多个连接螺钉与相应的法兰连接孔、螺钉孔配合而与大齿轮轴套的下风向端固定连接。
[0014]所述套端环上的回油孔和回油槽交错分布，所有回油孔和回油槽的截面积之和大于出油腔的最大截面积。
[0015]所述套端环的套端环体上具有8~12个回油槽，连接法兰上具有8~12个回油孔及16-24个法兰连接孔。
[0016]一种采用上述任一项所述太阳轮和大齿轮轴套花键副的润滑冷却冲洗结构的风机增速箱，包括箱体、一级行星轮系和二级平行级齿轮，所述一级行星轮系包括太阳轮、行星架、行星轮和齿圈，所述太阳轮的一端和行星轮啮合，另一端与大齿轮轴套通过花键副联接，所述二级平行级齿轮包括大齿轮和小齿轮，大齿轮和小齿轮啮合，所述大齿轮与大齿轮轴套通过过盈或者平键紧固联接，还包括轴端环和套端环，所述太阳轮的带有外花键的一段插在大齿轮轴套的内孔中，太阳轮的外花键与大齿轮轴套的内花键啮合形成花键副，所述轴端环包括轴端环体和外止挡，轴端环具有轴端环内孔，所述轴端环体与太阳轮的下风向端固定连接，所述外止挡与太阳轮的下风向端面之间形成环槽，所述套端环包括连接法兰、套端环体和内止挡，套端环具有套端环内孔，所述内止挡位于环体的远离连接法兰端，套端环体上具有回油槽，回油槽与套端环内孔相通，所述连接法兰上具有回油孔，所述连接法兰与大齿轮轴套的下风向端固定连接，所述内止挡位于环槽中，所述太阳轮上且位于外花键上风向的外圆与大齿轮轴套上且位于内花键上风向的内孔之间形成进油腔，所述太阳轮上且位于外花键下风向的外圆及套端环体的外圆与大齿轮轴套上且位于内花键下风向的内孔之间形成出油腔，所述进油腔通过花键副与出油腔相通，所述出油腔与套端环的回油孔及回油槽相通，所述太阳轮的内孔与轴端环的轴端环内孔及套端环的套端环内孔相通。
[0017]所述小齿轮再传动连接三级平行级齿轮。
[0018]所述大齿轮和大齿轮轴套做成一体。
[0019]采用上述结构后，本实用新型有如下优点:
[0020]1)进油腔、出油腔、回油孔和回油槽设计合理，整个油路通畅，花键副磨损颗粒或者其它杂质容易冲洗掉，花键润滑冷却冲洗效果好；
[0021]2)不需要对花键上下风向的两端面进行限位，因此，润滑部位充分；对内外花键长度是否相等或者谁长谁短没有要求，花键设计更灵活；
[0022]3)不需要在承载主扭矩的太阳轮和大