一种新型的紧凑型大兆瓦风电齿轮箱的制作方法

本发明涉及齿轮箱领域，特别涉及一种新型的紧凑型大兆瓦风电齿轮箱。

背景技术：

目前超紧凑型半直驱大兆瓦风电齿轮箱，轮毂直接与一级行星架相连，一级行星架支撑在一个大锥角主轴承上，承受风轮产生的所有载荷。这种主轴承与齿轮箱集成的结构，缩短了传动链长度，降低了成本。但由于这种结构，行星级尺寸受到了主轴承尺寸限制，同一直径的主轴承再往大兆瓦研发受到限制。据计算，3500mm直径的主轴承此结构最大只能做到9mw级别的齿轮箱。

技术实现要素：

针对上述缺陷，本发明的目的在于提出一种新型的紧凑型大兆瓦风电齿轮箱，解决现有齿轮箱行星组件受主轴承限制，输送功率受限制的问题。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种新型的紧凑型大兆瓦风电齿轮箱，包括输入法兰、主轴承、一级行星组件、中箱体和二级行星组件；

所述输入法兰设于所述齿轮箱的输入端，所述主轴承设于所述输入法兰的上方，且所述输入法兰与所述主轴承连接，所述中箱体设于所述齿轮箱内，且所述中箱体与主轴承连接，所述一级行星组件设于所述中箱体与所述主轴承之间，所述第二行星组件设于所述中箱体远离所述第一行星组件的一侧；

所述第一行星组件包括一级行星架，所述一级行星架设于所述主轴承的下方，且所述一级行星架与所述输入法兰通过剪切销连接。

优选的，还包括前箱体和迷宫密封结构，所述前箱体设于所述齿轮箱前端，所述迷宫密封结构设于所述输入法兰和所述前箱体之间。

优选的，所述主轴承包括内环、外环和隔圈，所述隔圈设于所述主轴承的底部，所述内环设于所述隔圈的两侧，所述外环设于所述隔圈的上方。

优选的，所述一级行星组件还包括一级齿圈、一级行星轮和一级太阳轮，所述一级齿圈通过螺栓固定于中箱体上，所述一级行星轮设于所述一级齿圈的下方，所述一级太阳轮设于所述一级行星轮的下方。

优选的，所述二级行星组件包括二级齿圈、二级行星轮、二级行星架和二级太阳轮，所述二级齿圈通过螺栓固定于中箱体上，所述二级行星轮设于所述二级齿圈的下方，所述二级行星架设于所述二级齿圈的下方，所述二级太阳轮设于所述第二行星架的下方。

优选的，所述前箱体包括风轮锁定法兰，所述风轮锁定法兰设于所述前箱体上，用于与风轮连接。

本发明的有益效果：本发明通过将主轴承设于输入法兰和一级行星架的一侧，使得一级行星组件的尺寸不再受主轴承的影响，可以尽量做大，满足能装入中箱体即可，使得行星组件能够承受更大的荷载，传递更大的功率。通过在输入法兰和一级行星架间设置剪切销，起到保护行星组件的作用。

附图说明

图1是发明的其中一个实施例的截面结构示意图；

图2是本发明的主轴承与输出法兰、一级行星架和剪切销的结构示意图；

图3是本发明的中箱体和主轴承的连接结构示意图；

其中：输入法兰1、主轴承2、一级行星组件3、中箱体4、二级行星组件5、前箱体6、迷宫密封结构7、剪切销8；

内环21、外环22、隔圈23、一级行星架31、一级齿圈32、一级行星轮33、一级太阳轮34、二级齿圈51、二级行星轮52、二级行星架53、二级太阳轮54、风轮锁定法兰61。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

如图1-3所示，一种新型的紧凑型大兆瓦风电齿轮箱，包括输入法兰1、主轴承2、一级行星组件3、中箱体4和二级行星组件5；

所述输入法兰1设于所述齿轮箱的输入端，所述主轴承2设于所述输入法兰1的上方，且所述输入法兰1与所述主轴承2连接，所述中箱体4设于所述齿轮箱内，且所述中箱体4与主轴承2连接，所述一级行星组件3设于所述中箱体4与所述主轴承2之间，所述第二行星组件设于所述中箱体4远离所述第一行星组件的一侧；

所述第一行星组件包括一级行星架31，所述一级行星架31设于所述主轴承2的下方，且所述一级行星架31与所述输入法兰1通过剪切销8连接。

输入法兰1用于承受齿轮箱前端风轮产生的所有荷载，装在齿轮箱的输入端（输入端为齿轮箱与风电机组连接的一端，用于将风能输入齿轮箱中），将风电机组产生的风能输送至一行星组件和二行星组件，输入法兰1与是齿轮箱的主承力件，通过两圈螺栓与主轴承2内环21和风电机轮毂联结在一起，同时也与一级行星架31通过剪切销8连接，很好的起到了保护一级行星架31的作用，当风电机组中导叶被异物卡住而不能正常输送风能时，相应的剪切销8会被剪断，使得一级行星架31脱离输入法兰1，从而保证了一级行星组件3不受影响。

中箱体4与主轴承2连接，承受齿轮箱的主要压力，具体的，中箱体4为整体铸件，能够确保在承受压力的同时不会轻易的发生折断，从而确保内部的一级行星组件3和二级行星组件5的正常运作。

主轴承2设于输入法兰1和一级行星架31的上方，并未与一级行星组件3的其他结构接触，具体的，一级行星组件3的一级齿圈32、一级行星轮33、一级行星轮33轴承以及一级太阳轮34，均设置于主轴承2的右侧，即在中箱体4和主轴承2之间，一级行星组件3中零件的尺寸不受主轴承2的的限制，可在中箱体4与主轴承2间的空间中尽量做大，满足能装入中箱体4即可，同时由于联结一级齿圈32的螺栓分布圆的直径增大了，二级齿圈51的直径也能相应增大，二级行星组件5的尺寸也能随着一级行星组件3尺寸的变大而变大，从而增加了一级行星组件3和二级行星组件5的荷载能力，传更大的功率。

现有的齿轮箱的一级行星组件3主要设置于主轴承2的下方，这种方法虽说缩短了传动链的长度，降低了成本，但这种结构大大限制了行星组件的尺寸，使得行星组件的尺寸受主轴承2的影响，同一直径的主轴承2再往大兆瓦研发受到限制。

本发明通过将主轴承2设于输入法兰1和一级行星架31的一侧，使得一级行星组件3的尺寸不再受主轴承2的影响，可以尽量做大，满足能装入中箱体4即可，使得行星组件能够承受更大的荷载，传递更大的功率。通过在输入法兰1和一级行星架31间设置剪切销8，起到保护行星组件的作用。

更进一步的说明，还包括前箱体6和迷宫密封结构7，所述前箱体6设于所述齿轮箱前端，所述迷宫密封结构7设于所述输入法兰1和所述前箱体6之间。

在前箱体6和输入法兰1间设置迷宫密封结构7，防止有油从前箱体6的缝隙处漏入输入法兰1，若有又进入输入法兰1，会影响输入法兰1的正常运行，将部分油带入一级行星组件3，影响其正常运行。

更进一步的说明，所述主轴承2包括内环21、外环22和隔圈23，所述隔圈23设于所述主轴承2的底部，所述内环21设于所述隔圈23的两侧，所述外环22设于所述隔圈23的上方。

主轴承2包括内环21、外环22和隔圈23，具体的，外环22通过一圈螺栓与中箱体4连接，内环21通过两圈螺栓与输入法兰1连接，从而确保输入法兰1、中箱体4和主轴承2这三个主要的受力件连为一个整体，能够更好的将前端风电组件传递过来的风能传送至行星组件中，避免齿轮箱过早的结构损坏，增加了其使用寿命。

具体的，双内环由隔圈23隔开，通过调整隔圈23的厚度实现主轴承2的预紧，提高其刚度和承载能力。

更进一步的说明，所述一级行星组件3还包括一级齿圈32、一级行星轮33和一级太阳轮34，所述一级齿圈32通过螺栓固定于中箱体4上，所述一级行星轮33设于所述一级齿圈32的下方，所述一级太阳轮34设于所述一级行星轮33的下方。

一级齿圈32、一级行星轮33和一级太阳轮34，所述一级齿圈32通过螺栓固定于中箱体4上，所述一级行星轮33设于所述一级齿圈32的下方，所述一级太阳轮34设于所述一级行星轮33的下方，三者和一级行星架31均为一级行星组件3的组成部分，能够接收从输入法兰1传递过来的风能并初步将其转化为机械能，方便后续二级行星组件5的能量传递，

具体的，能量传递过程为从输入法兰1传递至一级行星轮33，再传递至一级太阳轮34，最后将能量传递给二级行星组件5。

更进一步的说明，所述二级行星组件5包括二级齿圈51、二级行星轮52、二级行星架53和二级太阳轮54，所述二级齿圈51通过螺栓固定于中箱体4上，所述二级行星轮52设于所述二级齿圈51的下方，所述二级行星架53设于所述二级齿圈51的下方，所述二级太阳轮54设于所述第二行星架的下方。

二级齿圈51通过螺栓固定于中箱体4上，所述二级行星轮52设于所述二级齿圈51的下方，所述二级行星架53设于所述二级齿圈51的下方，所述二级太阳轮54设于所述第二行星架的下方，四者组成了二级行星组件5，能够接收从一级行星组件3传递过来的机械能，进而将其传递至后续的发电机中，同时将速度增加至适合的速度。

具体的，能量由一级行星组件3传递至二级行星轮52后，再有二级行星轮52将能量传递至二级太阳轮54，二级太阳轮54的一端为花键结构，并与发电机相连，从而使得机械能转化为电能。

更进一步的说明，所述前箱体6包括风轮锁定法兰61，所述风轮锁定法兰61设于所述前箱体6上，用于与风轮连接。

风轮锁定法兰61用于将齿轮箱前端的风轮固定，方便后续将风能传递至齿轮箱中。

以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。