一种齿圈与主轴轴承座浮动连接的风电齿轮箱的制作方法

本技术涉及风力发电机组集成式传动链的，具体涉及一种齿圈与主轴轴承座浮动连接的风电齿轮箱。

背景技术：

1、随着风电市场竞争，风电设备价格不断降低，风电机组制造商必须在确保性能满足要求的前提下不断降低制造成本。在机组构成中，传动链的成本及性能直接决定了机组的成本及性能。

2、提高市场竞争力，风电机组传动链的发展趋势是将主轴、主轴承、主轴承座、齿轮箱、发电机紧密集成为整体结构，取消部分联轴器或轴承，前后部件共享箱体结构，以此来减少零部件数量，和缩短传动链长度来减轻重量，从而实现降低成本的目的。此种结构的机组通常称为全集成传动链风电机组。在常规全集成传动链中，增速齿轮箱输入轴与主轴后端用螺栓(或螺栓+销)刚性连接为一体，实现主轴的扭矩传递给齿轮箱；而齿轮箱箱体同时与主轴轴承座用螺栓刚性连接为整体结构。

3、现有的全集成传动链中主轴部件与风电齿轮箱的连接结构存在以下缺点：由于风轮重力及工作载荷的影响，主轴工作中将产生挠曲变形。由于齿轮箱第一级行星架以螺栓(或螺栓+销)刚性连接于主轴尾端，主轴挠曲变形将直接传递到一级行星架，导致一级行星架轴心线发送偏斜和位移变形，进而破坏行星机构的齿轮啮合关系。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的不足，本实用新型提出一种齿圈与主轴轴承座浮动连接的风电齿轮箱，以解决上述背景技术中提到的主轴的挠曲变形破坏行星机构的齿轮啮合关系的技术问题。

2、为解决该技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：

3、一种齿圈与主轴轴承座浮动连接的风电齿轮箱，包括齿轮箱本体、主轴轴承座、一级内齿圈、外齿环、连接环和固定法兰；

4、所述主轴轴承座设于所述齿轮箱本体内；

5、所述外齿环和所述一级内齿圈啮合，并位于所述齿轮箱本体内，所述外齿环的齿侧与所述一级内齿圈的齿侧采用间隙配合；

6、所述连接环能受力产生弹性形变，所述连接环一端与所述外齿环相连，另一端通过所述固定法兰设于所述主轴轴承座上。

7、进一步地，所述连接环的中段为薄壁。

8、进一步地，所述连接侧壁设有减重孔。

9、进一步地，所述减重孔设于所述连接环的薄壁段。

10、进一步地，所述外齿环的齿面中部向外鼓起呈鼓形，且能通过该鼓起处与所述一级内齿圈的齿面接触。

11、进一步地，还设有挡板，所述挡板设于所述齿轮箱本体内，并能对所述一级内齿圈限位。

12、进一步地，所述齿轮箱本体还包括一级行星架、一级行星轮、一级太阳轮和二级行星架；所述一级行星架可转动地设于所述齿轮箱本体内，所述一级行星轮设有多个并可转动地设于所述一级行星架上，所述一级行星轮外分别同时与所述一级内齿圈和所述一级太阳轮啮合；所述一级太阳轮内侧还轴向地设有二级内花键，所述二级行星架可转动地设于所述齿轮箱本体内，所述二级行星架上还轴向地设有二级外花键，并与所述二级内花键通过花键连接，所述二级内花键和所述二级外花键间采用间隙配合。

13、进一步地，所述齿轮箱本体还包括二级行星轮、二级太阳轮和三级行星架；所述二级行星轮设有多个并可转动地设于所述二级行星架上，并同时与所述二级太阳轮啮合；所述二级太阳轮外侧还轴向地设有三级外花键，所述三级行星架可转动地设于所述齿轮箱本体内，所述三级行星架上还轴向地设有三级内花键，并与所述三级外花键通过花键连接，所述三级内花键和所述三级外花键间采用间隙配合。

14、进一步地，所述齿轮箱本体还包括三级行星轮、三级太阳轮和输出轴；所述三级行星轮设有多个并可转动地设于所述三级行星架上，且分别同时与所述三级太阳轮啮合；所述三级太阳轮外侧还轴向地设有四级外花键，所述输出轴可转动地设于所述齿轮箱本体内，所述输出轴上还轴向地设有四级内花键，并与所述四级外花键通过花键连接，所述四级内花键和所述四级外花键采用间隙配合。

15、与现有技术相比，本实用新型的进步之处在于：

16、当主轴本体的挠曲变形带动一级行星架、一级行星轮和一级太阳轮产生相对应的径向位移和角度偏斜后，一级行星架上的一级行星轮将带动一级内齿圈产生相应的径向位移和角度偏斜，由于外齿环的齿面与一级内齿圈的齿面留有间隙，故能达到浮动的效果，以及连接环受载变形补偿，一级内齿圈在与一级行星轮啮合时，将跟随产生相同的径向位移和角度偏斜，实现了行星机构在受挠曲变形后仍保持内部啮合关系不变。

技术特征：

1.一种齿圈与主轴轴承座浮动连接的风电齿轮箱，其特征在于，包括齿轮箱本体、主轴轴承座、一级内齿圈、外齿环、连接环和固定法兰；

2.根据权利要求1所述的一种齿圈与主轴轴承座浮动连接的风电齿轮箱，其特征在于，所述连接环的中段为薄壁。

3.根据权利要求2所述的一种齿圈与主轴轴承座浮动连接的风电齿轮箱，其特征在于，所述连接侧壁设有减重孔。

4.根据权利要求3所述的一种齿圈与主轴轴承座浮动连接的风电齿轮箱，其特征在于，所述减重孔设于所述连接环的薄壁段。

5.根据权利要求1-4任一所述的一种齿圈与主轴轴承座浮动连接的风电齿轮箱，其特征在于，所述外齿环的齿面中部向外鼓起呈鼓形，且能通过该鼓起处与所述一级内齿圈的齿面接触。

6.根据权利要求5所述的一种齿圈与主轴轴承座浮动连接的风电齿轮箱，其特征在于，还设有挡板，所述挡板设于所述齿轮箱本体内，并能对所述一级内齿圈限位。

7.根据权利要求6所述的一种齿圈与主轴轴承座浮动连接的风电齿轮箱，其特征在于，所述齿轮箱本体还包括一级行星架、一级行星轮、一级太阳轮和二级行星架；所述一级行星架可转动地设于所述齿轮箱本体内，所述一级行星轮设有多个并可转动地设于所述一级行星架上，所述一级行星轮外分别同时与所述一级内齿圈和所述一级太阳轮啮合；所述一级太阳轮内侧还轴向地设有二级内花键，所述二级行星架可转动地设于所述齿轮箱本体内，所述二级行星架上还轴向地设有二级外花键，并与所述二级内花键通过花键连接，所述二级内花键和所述二级外花键间采用间隙配合。

8.根据权利要求7所述的一种齿圈与主轴轴承座浮动连接的风电齿轮箱，其特征在于，所述齿轮箱本体还包括二级行星轮、二级太阳轮和三级行星架；所述二级行星轮设有多个并可转动地设于所述二级行星架上，并同时与所述二级太阳轮啮合；所述二级太阳轮外侧还轴向地设有三级外花键，所述三级行星架可转动地设于所述齿轮箱本体内，所述三级行星架上还轴向地设有三级内花键，并与所述三级外花键通过花键连接，所述三级内花键和所述三级外花键间采用间隙配合。

9.根据权利要求8所述的一种齿圈与主轴轴承座浮动连接的风电齿轮箱，其特征在于，所述齿轮箱本体还包括三级行星轮、三级太阳轮和输出轴；所述三级行星轮设有多个并可转动地设于所述三级行星架上，且分别同时与所述三级太阳轮啮合；所述三级太阳轮外侧还轴向地设有四级外花键，所述输出轴可转动地设于所述齿轮箱本体内，所述输出轴上还轴向地设有四级内花键，并与所述四级外花键通过花键连接，所述四级内花键和所述四级外花键采用间隙配合。

技术总结
本技术提供了一种齿圈与主轴轴承座浮动连接的风电齿轮箱，包括齿轮箱本体、主轴轴承座、一级内齿圈、外齿环、连接环和固定法兰；主轴轴承座设于齿轮箱本体内；外齿环和一级内齿圈啮合，并位于齿轮箱本体内，外齿环的齿侧与一级内齿圈的齿侧采用间隙配合；连接环能受力产生弹性形变，连接环一端与外齿环相连，另一端通过固定法兰设于主轴轴承座上。上述的齿圈与主轴轴承座浮动连接的风电齿轮箱能使行星机构在受挠曲变形后仍保持内部啮合关系不变。

技术研发人员：黄永平
受保护的技术使用者：中国船舶重工集团海装风电股份有限公司
技术研发日：20230216
技术公布日：2024/1/12