一种紧凑型半直驱风电齿轮箱功率分流传动结构的制作方法

1.本实用新型涉及风电齿轮箱传动的技术领域，尤其是指一种紧凑型半直驱风电齿轮箱结构。


背景技术：

2.随着能源情况的逐步恶化，风能作为可再生的、无污染的自然能源逐渐受到重视。风力发电装置是一种能够将风能转化为电能的装置，齿轮箱是风力发电装置中必不可少的部件。为了实现2030年“碳达峰”和2060年“碳中和”的目标，风力发电装置向平价时代进发，要求风电齿轮箱需要提供高功率密度，轻量化的产品。目前半直驱风电齿轮箱多采用两级ngw行星轮系结构，产品的轴向、径向尺寸较大，且重量无法满足客户越来越严苛的需求。因此，需要一种紧凑型风电齿轮箱结构来解决上述技术问题。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于克服现有技术的不足与缺点，提出了一种紧凑型半直驱风电齿轮箱，降低齿轮箱重量及成本。
4.为实现上述目的，本实用新型所提供的技术方案为：一种紧凑型半直驱风电齿轮箱，包括前箱体及与前箱体连接的第一级行星级、与第一级行星级后侧连接的中间箱体，第二级复合行星轮系安装在中间箱体后侧并与后箱体连接；第二级复合行星轮系分为前后两级，前一级为二级内齿圈与二级小行星轮的啮合传动，后一级为二级大行星轮和二级太阳轮的啮合传动，这前后两级啮合传动共用一个第二级行星架，二级内齿圈通过螺栓和中间箱体及后箱体连接；高速输出轴通过花键与二级太阳轮连接，传递扭矩到发电机端。第一级行星架前后端通过一级行星架前轴承和一级行星架后轴承进行支撑；第一级行星轮通过一级行星轮轴承支撑；第二级行星架前后端通过二级行星架前轴承和二级行星架后轴承进行支撑；第二级小行星轮和第二级大行星轮通过螺栓及销轴刚性连接在一起，二级小行星轮轴前端安装于二级小行星轮轴承孔内，二级大行星轮内孔通过二级大行星轮轴承安装在二级行星架后端凸出的销轴上；第二级太阳轮通过花键与高速输出轴连接，并通过高速输出轴轴承与第二级行星架连接。
5.进一步的，所述第一级行星级包括有一级行星架、一级内齿圈、一级行星轮、一级行星轮销轴、一级太阳轮轴。第一级行星级与风机主轴通过法兰连接，一级内齿圈与前箱体以及中间箱体通过螺栓连接，一级行星架通过一级行星架前轴承、一级行星架后轴承支撑在前箱体和中间箱体上；一级行星轮销轴通过过盈连接固定在一级行星架上，一级行星轮通过一级行星轮轴承安装在一级行星轮销轴上。
6.进一步的，所述第二级复合行星轮系分为前后两级，前一级为二级内齿圈与二级小行星轮的啮合传动，后一级为二级大行星轮和二级太阳轮的啮合传动，这前后两级啮合传动共用一个第二级行星架。包括二级内齿圈、二级小行星轮、二级大行星轮、二级太阳轮、二级行星架。第二级小行星轮和第二级大行星轮通过螺栓及销轴刚性连接在一起，二级小
行星轮轴前端通过二级小行星轮轴承安装于二级行星架前轴承安装孔内，二级大行星轮内孔通过二级大行星轮轴承(223)安装在二级行星架后端凸出的销轴上。第二级太阳轮通过花键与高速输出轴连接，并通过高速输出轴轴承与第二级行星架连接。
7.进一步的，所述二级内齿圈通过螺栓和中间箱体及后箱体连接。
8.进一步的，二级行星架由前后两部分构成,通过螺栓及销组合为整体结构，方便二级齿轮的装配。
9.本实用新型与现有技术相比，具有如下优点与有益效果：本实用新型结构尺寸小，可以满足主机舱的紧凑布局，齿轮箱重量轻，成本低，运行可靠。
附图说明
10.图1为本实施例的紧凑型半直驱风电齿轮箱结构示意图。
具体实施方式
11.下面结合附图和实施方式进一步说明本实用新型的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部。
12.如图1所示，为本实用新型一种紧凑型半直驱风电齿轮箱，在安装时，前箱体(401)、安装在前箱体(401)内的第一级行星架 (101)、中间箱体(402)、第二级行星架(201)、后箱体(403) 依次连接，第二级复合行星轮系通过二级行星架(201)与第一级行星级中的一级太阳轮轴花键连接；高速输出轴(301)通过花键与二级太阳轮轴(221)连接。
13.第一级行星级与风机主轴通过法兰盘连接，一级内齿圈(102) 与前箱体(401)和中间箱体(402)通过螺栓连接，一级行星架 (101)通过一级行星架前轴承(111)、一级行星架后轴承(122) 支撑在前箱体(401)和中间箱体(402)上；一级行星轮轴(105) 通过过盈连接固定在一级行星架(101)上，一级行星轮(103)通过一级行星轮轴承(106)支撑在一级行星轮轴(105)上。
14.第二级复合行星轮系中二级行星架(201)通过二级行星架前轴承(233)和二级行星架后轴承(244)支撑在中间箱体(402)和后箱体(403)上，二级内齿圈(210)与中间箱体(402)和后箱体 (403)通过螺栓连接，二级小行星轮(211)安装于二级小行星轮轴承(212)孔内，二级大行星轮(220)通过二级大行星轮轴承 (223)支撑在二级行星架(201)后端凸出的销轴上。
15.二级太阳轮(221)通过花键和高速输出轴(301)连接，高速输出轴(301)通过高速输出轴轴承(302)与二级行星架(201)连接。
16.二级行星架(201)分为前后两部分，通过螺栓和销刚性连接。
17.本实用新型在运行时，由于二级复合行星轮系增大了齿速比，相比较传统的两级ngw行星结构，可以传递更大扭矩，结构尺寸更紧凑，重量更轻。
18.显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在
本实用新型权利要求的保护范围之内。


技术特征：
1.一种紧凑型半直驱风电齿轮箱，包括前箱体(401)及与前箱体连接的第一级行星级、与第一级行星级后侧连接的中间箱体(402)，一级内齿圈(102)通过螺栓与前箱体(401)和中间箱体(402)连接，第二级复合行星轮系安装在中间箱体(402)后侧并与后箱体(403)连接；第二级复合行星轮系分为前后两级，前一级为二级内齿圈(210)与二级小行星轮(211)的啮合传动，后一级为二级大行星轮(220)和二级太阳轮(221)的啮合传动，这前后两级啮合传动共用一个第二级行星架(201)，二级内齿圈(210)通过螺栓和中间箱体(402)及后箱体(403)连接；高速输出轴(301)通过花键与二级太阳轮(221)连接，传递扭矩到发电机端，第一级行星架(101)前后端采用一级行星架前轴承(111)和一级行星架后轴承(122)进行支撑；第一级行星轮(103)通过一级行星轮轴承(106)支撑；第二级行星架(201)前后端采用二级行星架前轴承(233)和二级行星架后轴承(244)进行支撑；第二级小行星轮(211)和第二级大行星轮(220)通过螺栓及销轴刚性连接在一起，二级小行星轮(211)轴前端通过二级小行星轮轴承(212)安装于二级行星架前轴承安装孔内，二级大行星轮(220)内孔通过二级大行星轮轴承(223)安装在二级行星架后端凸出的销轴上；第二级太阳轮(221)通过花键与高速输出轴(301)连接，并通过高速输出轴轴承(302)与第二级行星架(201)连接。2.根据权利要求1所述的一种紧凑型半直驱风电齿轮箱，其特征在于：所述第一级行星级包括有一级行星架(101)、一级内齿圈(102)、一级行星轮(103)、一级行星轮销轴(105)、一级太阳轮轴(104)；第一级行星级与风机主轴通过法兰盘连接，一级内齿圈(102)与前箱体(401)以及中间箱体(402)通过螺栓连接，一级行星架(101)通过一级行星架前轴承(111)、一级行星架后轴承(122)支撑在前箱体和中间箱体上；一级行星轮销轴(105)通过过盈连接固定在一级行星架(101)上，一级行星轮(103)通过一级行星轮轴承(106)安装在一级行星轮销轴(105)上。3.根据权利要求1或2所述的一种紧凑型半直驱风电齿轮箱，其特征在于：所述第二级复合行星轮系分为前后两级，第二级复合行星轮系包括二级内齿圈(210)、二级小行星轮(211)、二级大行星轮(220)、二级太阳轮(221)、二级行星架(201)，二级小行星轮(211)轴前端安装于二级小行星轮轴承(212)孔内，二级大行星轮(220)内孔通过二级大行星轮轴承(223)安装在二级行星架(201)后端凸出的销轴上。4.根据权利要求1所述的一种紧凑型半直驱风电齿轮箱，其特征在于：二级行星架(201)通过二级行星架前轴承(233)和二级行星架后轴承(244)进行支撑。5.根据权利要求1所述的一种紧凑型半直驱风电齿轮箱，其特征在于：二级行星架(201)由前后两部分构成,通过螺栓及销组合为整体结构，方便二级齿轮的装配。6.根据权利要求1所述的一种紧凑型半直驱风电齿轮箱，其特征在于：二级小行星轮(211)前端支撑轴承—二级小行星轮轴承(212)外圆安装于二级行星架(201)上，内孔与二级小行星轮(211)过盈联接；二级复合行星轮系后端通过二级大行星轮轴承(223)内孔安装于二级行星架(201)上，外圆与二级大行星轮(220)内孔过盈联接。

技术总结
本实用新型公开了一种紧凑型半直驱风电齿轮箱，包括前箱体及安装在前箱体内的第一级行星级、与第一级行星级后侧连接的中间箱体，第二级复合行星轮系安装在中间箱体后侧并与后箱体连接；第二级复合行星轮系分为前后两级，前一级为二级内齿圈与二级小行星轮的啮合传动，后一级为二级大行星轮和二级太阳轮的啮合传动，这前后两级啮合传动共用一个第二级行星架，二级内齿圈通过螺栓和中间箱体及后箱体连接；高速输出轴通过花键与二级太阳轮连接，传递扭矩到发电机端。该实用新型相对于传统的设计来说，齿轮啮合更加平稳，轴系运行更加平稳，结构更加紧凑，产品尺寸小，重量轻，功率密度比大大提高。度比大大提高。度比大大提高。


技术研发人员：周长秀
受保护的技术使用者：赛玛特传动技术（北京）有限公司
技术研发日：2021.08.13
技术公布日：2022/10/10