一种风电齿轮传动机构及齿轮箱的制作方法

1.本发明涉及风电机组技术领域，更具体地说，涉及一种风电齿轮传动机构及齿轮箱。


背景技术：

2.风力发电是指把风的动能转为电能，是一种清洁无公害的发电方式，风电齿轮箱是一个风力发电机组中的重要的机械部件，主要作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。随着风力发电技术的不断发展，风电机组的竞争也日益激烈，其中，风电齿轮箱的成本是整个风电机组成本的重要部分。然而，现有技术中的风电齿轮箱一级行星架和二级行星架之间设置了两个分油环，分别向一级行星架和二级行星架分流润滑油，导致齿轮箱整体的轴向和径向尺寸增加，增加了齿轮箱的质量，进而增加风电齿轮箱的生产成本。采用两个分油环的润滑系统使得一级行星和二级行星分开进油，一级行星在齿轮箱的中箱体上进油，二级行星在齿轮箱的后箱体上进油，导致润滑系统设置复杂，增加加工成本。
3.综上所述，如何提供一种结构紧凑、质量较轻的风电齿轮传动机构及齿轮箱，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明的目的是提供一种风电齿轮传动机构及齿轮箱，该风电齿轮传动机构及齿轮箱的结构紧凑、质量较轻，可以降低生产成本。
5.为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
6.一种风电齿轮传动机构，设于风电齿轮箱内，包括：第一行星架、第一行星轮、第一太阳轮、第二行星架、第二行星轮、第二太阳轮和中箱体，所述第一行星架和所述第一行星轮连接，所述第一行星轮绕所述第一太阳轮的一端转动，所述第一太阳轮的另一端和所述第二行星架传动连接，所述第二行星轮绕所述第二太阳轮转动，所述中箱体的内孔设有法兰盘，所述法兰盘的内孔设有阶梯套筒，所述阶梯套筒的一端插接在所述第一行星架的端面，所述阶梯套筒的另一端设于所述法兰盘和所述第二行星架之间。
7.一种风电齿轮传动机构，所述中箱体上设有第一导油孔，所述第一导油孔与所述中箱体的内孔连通，所述法兰盘沿竖直方向设有第二导油孔，沿水平方向设有第三导油孔，所述第二导油孔和所述第三导油孔连通，所述第二导油孔的顶端和所述第一导油孔连通。
8.一种风电齿轮传动机构，所述阶梯套筒和所述第一行星架连接的一端沿水平方向设有第四导油孔，所述第四导油孔和所述第三导油孔连通。
9.一种风电齿轮传动机构，所述阶梯套筒和所述第二行星架连接的一端设有第五导油孔和第一油槽，所述第五导油孔的一端和所述第二导油孔的底端连通，所述第五导油孔的另一端和所述第一油槽连通。
10.一种风电齿轮传动机构，所述第一行星架设有第六导油孔，所述第六导油孔和所
述第四导油孔连通，所述第二行星架沿竖直方向设有第七导油孔，所述第二行星架沿水平方向设有第八导油孔，所述第七导油孔和所述第一油槽连通，所述第八导油孔和所述第七导油孔连通。
11.一种风电齿轮传动机构，所述第一太阳轮和所述第二行星架之间通过斜花键传动连接。
12.一种风电齿轮传动机构，所述阶梯套筒和所述法兰盘固定连接，所述阶梯套筒的外壁和所述法兰盘的内壁过盈配合。
13.一种风电齿轮传动机构，所述阶梯套筒和所述第一行星架、所述第二行星架均为间隙配合。
14.一种风电齿轮传动机构，所述第一导油孔和所述第二导油孔之间设有第二油槽。
15.一种齿轮箱，所述齿轮箱包括如上所述的风电齿轮传动机构。
16.相对于背景技术，本发明所提供的风电齿轮传动机构，设于风电齿轮箱内，包括：第一行星架、第一行星轮、第一太阳轮、第二行星架、第二行星轮、第二太阳轮和中箱体，第一行星架和第一行星轮连接，第一行星轮绕第一太阳轮的一端转动，第一太阳轮的另一端和第二行星架传动连接，第二行星轮绕第二太阳轮转动，中箱体的内孔设有法兰盘，法兰盘的内孔设有阶梯套筒，阶梯套筒的一端插接在第一行星架的端面，阶梯套筒的另一端设于法兰盘和第二行星架之间。
17.采用上述结构，通过一个设于第一行星架和第二行星架之间的阶梯套筒，代替现有技术中的两个分油环，减少齿轮箱整体的轴向和径向尺寸，能够有效解决齿轮箱内局部空间有限的技术问题。并且阶梯套筒通过中箱体上的导油孔进油，分别向第一行星架和第二行星架分流润滑油，改善润滑系统的结构设置，降低加工成本，减少漏油风险，同时润滑油量的节流设置在了油路的上流，很好的保证的齿面与轴承喷油点处润滑油压，改善润滑冷却效果。第一太阳轮和第二行星架采用斜齿形花键传动连接，能够很好的改善第二行星架定位台阶磨损失效的情况。
18.本发明所提供的齿轮箱包括风电齿轮传动机构，通过阶梯套筒优化齿轮箱的润滑系统，使得齿轮箱结构紧凑，减少齿轮箱整体质量，降低生产成本，并且阶梯套筒的结构简单，具有良好的工艺性及经济性。
附图说明
19.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
20.图1为本发明所提供的风电齿轮传动机构的结构示意图；
21.图2为图1中ι区域的局部放大图；
22.图3为本发明所提供的阶梯套筒的结构示意图。
23.其中：
24.1-第一行星架、11-第六导油孔、2-第一行星轮、3-第一太阳轮、31-斜花键、4-第二行星架、41-第七导油孔、42-第八导油孔、5-第二行星轮、6-第二太阳轮、7-中箱体、71-第一
导油孔、8-法兰盘、81-第二导油孔、82-第三导油孔、9-阶梯套筒、91-第四导油孔、92-第五导油孔、93-第一油槽、10-第二油槽、100-第一轴承、101-第二轴承。
具体实施方式
25.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
26.为了使本技术领域的技术人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
27.本技术实施例提供的风电齿轮传动机构，设于风电齿轮箱内，可参考说明书附图1至附图3，包括：第一行星架1、第一行星轮2、第一太阳轮3、第二行星架4、第二行星轮5、第二太阳轮6和中箱体7，第一行星架1和第一行星轮2连接，第一行星轮2绕第一太阳轮3的一端转动，第一太阳轮3的另一端和第二行星架4传动连接，第二行星架4和第二行星轮5连接，第二行星轮5绕第二太阳轮6转动，中箱体7的内孔设有法兰盘8，法兰盘8的内孔设有阶梯套筒9，阶梯套筒9的一端插接在第一行星架1的端面，阶梯套筒9的另一端设于法兰盘8和第二行星架4之间。
28.需要说明的是，风电机组中的风轮通过主轴将扭矩传递至第一行星架1，进而传递与第一行星架1连接的第一行星轮2，第一行星轮2通过轮齿之间的啮合将扭矩传递至第一太阳轮3，第一太阳轮3通过内外花键将扭矩传递至第二行星架4，进而传递给与第二行星架4连接的第二行星轮5，最终通过第二行星轮5通过轮齿之间的啮合将扭矩传递给第二太阳轮6，实现二级行星传动。其中，中箱体7固定，第一行星架1和中箱体7之间设有第一轴承100，第二行星架4和中箱体7之间设有第二轴承101，第一轴承100和第二轴承101的外圈分别和中箱体7固定，第一轴承100和第二轴承101的内圈分别随第一行星架1和第二行星架4转动。
29.在第一行星架1和第二行星架4之间设有一个阶梯套筒9，代替现有技术中的两个分油环，减少齿轮箱整体的轴向和径向尺寸，能够有效解决齿轮箱内局部空间有限的技术问题。其中，阶梯套筒9可以具体采用铜质合金的材料加工生产，具有耐磨损的优点。阶梯套筒9通过中箱体7上的导油孔进油，代替现有技术中一级行星在齿轮箱的中箱体7上进油，二级行星在齿轮箱的后箱体上进油，简化润滑系统的结构设置，降低加工成本，同时减少漏油风险。并且一级行星和二级行星的润滑油量的节流都设置在了油路的上流，很好的保证了行星轮与太阳轮、行星轮与行星架齿圈的齿面之间，以及轴承等处喷油点的润滑油压，能够改善润滑冷却效果。
30.中箱体7上设有第一导油孔71，第一导油孔71与中箱体7的内孔连通，法兰盘8沿竖直方向设有第二导油孔81，沿水平方向设有第三导油孔82，第二导油孔81和第三导油孔82连通，第二导油孔81的顶端和第一导油孔71连通。对中箱体7加入润滑油，第一导油孔71将润滑油导入法兰盘8，法兰盘8上的第二导油孔81将润滑油导入阶梯套筒9的一端，最终导入二级行星，法兰盘8上的第三导油孔82将润滑油导入阶梯套筒9的另一端，最终导入一级行星。其中，第一导油孔71的直径大于第二导油孔81和第三导油孔82，第一导油孔71、第二导
油孔81和第三导油孔82的具体长度和直径根据实际需求设置。
31.阶梯套筒9和第一行星架1连接的一端沿水平方向设有第四导油孔91，第四导油孔91和第三导油孔82连通。通过第四导油孔91将法兰盘8内的润滑油导入第一行星架1，其中，第四导油孔91的具体长度和直径根据实际需求设置。
32.阶梯套筒9和第二行星架4连接的一端设有第五导油孔92和第一油槽93，第五导油孔92的一端和第二导油孔81的底端连通，第五导油孔92的另一端和第一油槽93连通。通过第五导油孔92和第一油槽93将法兰盘8内的润滑油导入第二行星架4，其中，第五导油孔92根据实际阶梯套筒9的结构可以设置为倾斜孔，并且第五导油孔92和第一油槽93的具体长度、直径和位置可以根据实际需求设置。
33.第一行星架1设有第六导油孔11，第六导油孔11和第四导油孔91连通，第二行星架4沿竖直方向设有第七导油孔41，第二行星架4沿水平方向设有第八导油孔42，第七导油孔41和第一油槽93连通，第八导油孔42和第七导油孔41连通。通过第六导油孔11将阶梯套筒9一端的润滑油最终导入第一行星轮2，通过第七导油孔41和第八导油孔42将阶梯套筒9另一端的润滑油最终导入第二行星轮5，其中，第六导油孔11、第七导油孔41和第八导油孔42的具体长度、直径和位置可以根据实际需求设置。
34.第一太阳轮3和第二行星架4之间通过斜花键31传动连接。由于第二行星架4采用的材料硬度比第一太阳轮3的材料硬度软，而第一太阳轮3由于长时间属于浮动状态，第一太阳轮3和第二行星架4之间的接触面之间一直处于相互摩擦的状态，第二行星架4与普通花键传动接触的定位台阶面很容易出现磨损，进而失效。因此，通过在第一太阳轮3上设置斜花键31与第二行星架4传动连接，两者的接触面存在一定角度，能够相互抵消一部分作用力，极大改善了第二行星架4与第一太阳轮3之间接触面的受力的情况，并且增加传动的平稳性，很好的减缓了第二行星架4的定位台阶面的磨损。
35.阶梯套筒9和法兰盘8固定连接，阶梯套筒9的外壁和法兰盘8的内壁过盈配合。阶梯套筒9可以具体通过过盈配合的方式固定连接在法兰盘8上，阶梯套筒9一端插接在法兰盘8的内孔上，过盈配合的固定方式，装配简单，无需使用额外的零部件进行固定，对阶梯套筒9的破坏程度小。
36.阶梯套筒9和第一行星架1、第二行星架4均为间隙配合。阶梯套筒9固定在法兰盘8上，第一行星架1和第二行星架4转动，阶梯套筒9处于静止状态，第一行星架1和第二行星架4相对于阶梯套筒9转动，为了减少第一行星架1、第二行星架4与阶梯套筒9之间的磨损，阶梯套筒9和第一行星架1、第二行星架4相对应配合的表面，均采用间隙配合，其中具体的间隙根据实际传动机构在运转过程中的形变量而优化设置，避免因为间隙过小，导致第一行星架1、第二行星架4与阶梯套筒9之间的磨损增大，间隙过大，导致第一行星架1、第二行星架4与阶梯套筒9之间漏油风险增加。
37.第一导油孔71和第二导油孔81之间设有第二油槽10。第二油槽10设置在第一导油孔71的底部，能够使得从第一导油孔71流入第二导油孔81的润滑油更加均匀、稳定，提高润滑效果。
38.从第一导油孔71流出的润滑油经过第二油槽10分为两路，分别流向一级行星和二级行星，一路润滑油流经第二导油孔81，从第二导油孔81的底部流出，经过阶梯套筒9的第五导油孔92和第一油槽93，从第七导油孔41和第八导油孔42流入第二行星架4；另一路润滑
油流经第二导油孔81，从第二导油孔81的侧壁导入第三导油孔82，从第三导油孔82流出的润滑油，经过阶梯套筒9的第四导油孔91，从第六导油孔11流入第一行星架1。
39.本技术所提供的齿轮箱，包括如上所述的风电齿轮传动机构。齿轮箱内的一级行星和二级行星之间设置阶梯套筒9，对从中箱体7导油孔内流入的润滑油进行分流，分别流向第一行星架1和第二行星架4，优化齿轮箱的润滑系统，减少齿轮箱整体的轴向和径向尺寸，使得齿轮箱结构紧凑，减少齿轮箱整体质量，降低生产成本。
40.需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体与另一个实体区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
41.以上对本技术所提供的风电齿轮传动机构及齿轮箱进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本技术的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本技术的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术原理的前提下，还可以对本技术进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本技术权利要求的保护范围内。

技术特征：
1.一种风电齿轮传动机构，设于风电齿轮箱内，其特征在于，包括：第一行星架(1)、第一行星轮(2)、第一太阳轮(3)、第二行星架(4)、第二行星轮(5)、第二太阳轮(6)和中箱体(7)，所述第一行星架(1)和所述第一行星轮(2)连接，所述第一行星轮(2)绕所述第一太阳轮(3)的一端转动，所述第一太阳轮(3)的另一端和所述第二行星架(4)传动连接，所述第二行星轮(5)绕所述第二太阳轮(6)转动，所述中箱体(7)的内孔设有法兰盘(8)，所述法兰盘(8)的内孔设有阶梯套筒(9)，所述阶梯套筒(9)的一端插接在所述第一行星架(1)的端面，所述阶梯套筒(9)的另一端设于所述法兰盘(8)和所述第二行星架(4)之间。2.根据权利要求1所述的风电齿轮传动机构，其特征在于，所述中箱体(7)上设有第一导油孔(71)，所述第一导油孔(71)与所述中箱体(7)的内孔连通，所述法兰盘(8)沿竖直方向设有第二导油孔(81)，沿水平方向设有第三导油孔(82)，所述第二导油孔(81)和所述第三导油孔(82)连通，所述第二导油孔(81)的顶端和所述第一导油孔(71)连通。3.根据权利要求2所述的风电齿轮传动机构，其特征在于，所述阶梯套筒(9)和所述第一行星架(1)连接的一端沿水平方向设有第四导油孔(91)，所述第四导油孔(91)和所述第三导油孔(82)连通。4.根据权利要求3所述的风电齿轮传动机构，其特征在于，所述阶梯套筒(9)和所述第二行星架(4)连接的一端设有第五导油孔(92)和第一油槽(93)，所述第五导油孔(92)的一端和所述第二导油孔(81)的底端连通，所述第五导油孔(92)的另一端和所述第一油槽(93)连通。5.根据权利要求4所述的风电齿轮传动机构，其特征在于，所述第一行星架(1)设有第六导油孔(11)，所述第六导油孔(11)和所述第四导油孔(91)连通，所述第二行星架(4)沿竖直方向设有第七导油孔(41)，所述第二行星架(4)沿水平方向设有第八导油孔(42)，所述第七导油孔(41)和所述第一油槽(93)连通，所述第八导油孔(42)和所述第七导油孔(41)连通。6.根据权利要求1所述的风电齿轮传动机构，其特征在于，所述第一太阳轮(3)和所述第二行星架(4)之间通过斜花键(31)传动连接。7.根据权利要求1所述的风电齿轮传动机构，其特征在于，所述阶梯套筒(9)和所述法兰盘(8)固定连接，所述阶梯套筒(9)的外壁和所述法兰盘(8)的内壁过盈配合。8.根据权利要求6所述的风电齿轮传动机构，其特征在于，所述阶梯套筒(9)和所述第一行星架(1)、所述第二行星架(4)均为间隙配合。9.根据权利要求2所述的风电齿轮传动机构，其特征在于，所述第一导油孔(71)和所述第二导油孔(81)之间设有第二油槽(10)。10.一种齿轮箱，其特征在于，所述齿轮箱包括如权利要求1-10中任意一项所述的风电齿轮传动机构。

技术总结
本申请公开了一种风电齿轮传动机构及齿轮箱，风电齿轮传动机构包括：第一行星架、第一行星轮、第一太阳轮、第二行星架、第二行星轮、第二太阳轮和中箱体，第一行星架和第一行星轮连接，第一行星轮绕第一太阳轮的一端转动，第一太阳轮的另一端和第二行星架传动连接，第二行星轮绕第二太阳轮转动，中箱体的内孔设有法兰盘，法兰盘的内孔设有阶梯套筒，阶梯套筒的一端插接在第一行星架的端面，阶梯套筒的另一端设于法兰盘和第二行星架之间，这样能够减少齿轮箱整体的轴向和径向尺寸；齿轮箱包括风电齿轮传动机构，使得齿轮箱结构紧凑，减少齿轮箱整体质量，降低生产成本，并且能够优化齿轮箱的润滑系统。箱的润滑系统。箱的润滑系统。


技术研发人员：黄杨杨 宋进宇 吕旭峰 袁彬书 高远俊 樊华 华美霞
受保护的技术使用者：浙江运达风电股份有限公司
技术研发日：2023.05.29
技术公布日：2023/8/6