專利名稱：風(fēng)電恒制動(dòng)偏航內(nèi)擺線齒輪箱的制作方法
風(fēng)電恒制動(dòng)偏航內(nèi)擺線齒輪箱
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及風(fēng)電偏航減速技術(shù)領(lǐng)域，一種風(fēng)電恒制動(dòng)偏航內(nèi)擺線齒輪箱。背景技術(shù)：
主要為四級(jí)行星結(jié)構(gòu)①南京高速齒輪公司“風(fēng)力發(fā)電偏航齒輪箱” ZL200410064930 ;②重慶齒輪公司“風(fēng)力發(fā)電偏航減速齒輪箱”200620111262 ;③泰隆集團(tuán)“風(fēng)力發(fā)電偏航減速裝置”200910034525 ;④銀川威力減速機(jī)公司“大功率風(fēng)力發(fā)電偏航減速器” 20112065216
天津減速機(jī)公司“用于風(fēng)力發(fā)電偏航減速機(jī)”200820075290 ;⑥華銳風(fēng)電科技公司“風(fēng)力發(fā)電偏航減速齒輪箱”(200820014549)。存在問題(I)現(xiàn)有齒輪箱安全系數(shù)較低，承受疲勞載荷時(shí)易早期點(diǎn)蝕。此外滾齒、熱處理及磨齒應(yīng)力集中點(diǎn)齒根處易出現(xiàn)微細(xì)裂紋，不具高可靠性；(2)僅有三只行星輪，顯然過載能力不會(huì)太高；(3)軸向長(zhǎng)、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價(jià)格很高。此外還有(I)天津減速機(jī)公司“用于風(fēng)力發(fā)電偏航減速機(jī)”200320111939. 2系擺線+ 二級(jí)行星結(jié)構(gòu)，缺點(diǎn)是效率降低了 2個(gè)百分點(diǎn)、高速級(jí)擺線雙支點(diǎn)針銷結(jié)構(gòu)，因而過載能力低、可靠性差；(2)重慶大學(xué)“一種二級(jí)包絡(luò)...” 200920127322. 7為擺線+擺線結(jié)構(gòu)，缺點(diǎn)是效率降低了 4個(gè)百分點(diǎn)，輸出軸兩只置于端盤與內(nèi)擺線輪之間軸承要比常規(guī)大出2-3個(gè)型號(hào)，價(jià)很高；(3) “風(fēng)力發(fā)電三片擺線偏航減速器”(201010174547. 5)系擺線+三片擺線結(jié)構(gòu)，缺點(diǎn)是①“擺線+三擺線”結(jié)構(gòu)使效率降低4個(gè)百分點(diǎn)，三片輪相位差120°無法實(shí)現(xiàn)動(dòng)平衡；②銷孔磨床靜平衡調(diào)整麻煩，銷孔精度不穩(wěn)定而會(huì)影響減速器使用壽命；③滾子軸承徑向間隙大，擺線輪平動(dòng)時(shí)產(chǎn)生咔噠、咔噠微振動(dòng)，久之出現(xiàn)沖擊，導(dǎo)致偏心軸承損壞減速器出現(xiàn)故障。

發(fā)明內(nèi)容系“風(fēng)力發(fā)電三片擺線偏航減速器”(201010174547. 5)改進(jìn)，提供一種高可靠性、過載力大及效率與四級(jí)行星相同的風(fēng)電恒制動(dòng)偏航內(nèi)擺線齒輪箱。改進(jìn)技術(shù)方案如下(A)三片擺線輪中，中間輪厚度為兩側(cè)等厚輪兩倍，二者相位錯(cuò)開180°，能實(shí)現(xiàn)動(dòng)平衡；(B)采用背對(duì)背圓錐滾子偏心軸承，徑向間隙調(diào)到近于零，消除了擺線輪平動(dòng)時(shí)產(chǎn)生振動(dòng)；(C)采用擺線輪圈磨齒后與鑄鐵輪輻精加工件組裝結(jié)構(gòu)，其中鑄鐵輪輻均布銷孔可在立式加工中心采用精鏜而獲得足夠高精度。為提高低硬度銷孔表面的使用壽命，銷孔中滑配耐磨圈。傳統(tǒng)擺線輪銷孔必需在銷孔專用磨床上磨削，由于此時(shí)擺線輪處于大偏心位置，而銷孔又小必需調(diào)整到很高的靜平衡才能獲得設(shè)計(jì)要求，加工效率極低，且需配置各種規(guī)格銷孔專用磨床；(D)本發(fā)明采用了雙組鋼球V型槽裝置、摩擦副與彈簧組合的結(jié)構(gòu)創(chuàng)新，其中雙組鋼球V型槽裝置是根據(jù)機(jī)械無級(jí)變速器中鋼球V型槽自動(dòng)加壓裝置改進(jìn)的(見于阮忠唐《機(jī)械無級(jí)變速器》90頁(yè)):第一組由 主動(dòng)V型槽盤、中間盤一側(cè)從動(dòng)V型槽盤及居于二盤V型槽面中間的鋼球組成，其中中間盤與錐盤聯(lián)接；第二組由中間盤另一側(cè)主動(dòng)V型槽盤、第二從動(dòng)V型槽盤及居于二盤V型槽面中間的鋼球組成，鋼球均布在保持架上。工作原理通電時(shí)，第一組主動(dòng)V型槽面對(duì)鋼球產(chǎn)生正壓力，其軸向分力推動(dòng)中間盤從動(dòng)V型槽盤使摩擦副分離，制動(dòng)力矩消失，其周向分力驅(qū)動(dòng)與第二組從動(dòng)V型槽盤聯(lián)接的輸出軸作功；斷電時(shí)，輸入軸仃止，阻力矩使第二從動(dòng)V型槽面對(duì)鋼球產(chǎn)生正壓力，其軸向分力使摩擦副壓緊，制動(dòng)力矩要多大有多大。(E)轉(zhuǎn)用雙擺線傳動(dòng)雙擺線的嚙合特點(diǎn)是互為包絡(luò)線的擺線等距線齒輪作為共軛曲線齒輪機(jī)構(gòu)。優(yōu)點(diǎn)(I)內(nèi)擺線齒圈取代針輪，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、另件少；(2)單級(jí)減速比很大，據(jù)稱可達(dá)200 (《沒有針輪的擺線變速機(jī)》機(jī)械傳動(dòng)2006. 04) ；(3)內(nèi)擺線齒圈與外齒擺線輪為純滾動(dòng)、完全潤(rùn)滑狀態(tài)嚙合，因此在輸入功率相同情況下，可將減速器的體積降低1-2個(gè)等級(jí)。有益效果比照發(fā)明專利“風(fēng)力發(fā)電機(jī)偏航齒輪箱”(ZL200410064930.X)其創(chuàng)造性體現(xiàn)在(I)單級(jí)減速比可高達(dá)143，結(jié)構(gòu)緊湊、維修方便、軸向尺寸短；(2)擺線輪齒不會(huì)斷，因而比僅有三只行星輪承載能力大，可靠性高；(3)重量輕、制造成本低45-55%。每一風(fēng)場(chǎng)變槳齒輪箱價(jià)值(132X 5萬/臺(tái))660萬元，因而可節(jié)省330萬元，用此330萬的利息足以支付風(fēng)場(chǎng)7-8名員工工資。據(jù)中國(guó)風(fēng)能協(xié)會(huì)公布，2010年新增風(fēng)電裝機(jī)容量為189GW，相當(dāng)于380個(gè)(33X1. 5MW)風(fēng)場(chǎng)，偏航齒輪箱價(jià)值25個(gè)億，因而可節(jié)省12. 5個(gè)億，大大超出中國(guó)三大風(fēng)電齒輪公司利潤(rùn)總和。
圖1.本發(fā) 明實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意2 與3.分別為鋼球與V型槽面在斷電(制動(dòng))與通電(作功)時(shí)受力原理圖具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明詳加描述參照?qǐng)D1. 一種風(fēng)電恒制動(dòng)偏航內(nèi)擺線齒輪箱，由行星部件、內(nèi)擺線部件和制動(dòng)件組成，所述的行星部件包括太陽(yáng)輪軸(27)、太陽(yáng)輪(W)、行星輪(G)、內(nèi)齒輪(N)、行星架軸
(4)及中機(jī)座(19)，其中內(nèi)齒輪(N)聯(lián)接在中機(jī)座(19)內(nèi)端面上，太陽(yáng)輪(W)裝在太陽(yáng)輪軸
(27)軸伸端，太陽(yáng)輪軸(27)用軸承(24)支承在端蓋(23)內(nèi)孔，端蓋(23)與前機(jī)座(28)聯(lián)接，前機(jī)座(28)與中機(jī)座(19)聯(lián)接，所述行星架軸(4)兩側(cè)分別用軸承支承在輸出軸
(3)與中機(jī)座(19)內(nèi)孔，所述內(nèi)擺線部件包括機(jī)座(I)、擺線輪組件、裝在行星架軸(4)上偏心軸承、內(nèi)擺線齒圈(22)及銷軸式輸出機(jī)構(gòu)，所述的銷軸式輸出機(jī)構(gòu)包括輸出軸(3)、柱銷(16)、柱套(8、13)及均載環(huán)(11、17)，所述輸出軸(3)用軸承⑵支承在機(jī)座⑴內(nèi)孔，所述機(jī)座(I)、內(nèi)擺線齒圈(22)及中機(jī)座(19)順次聯(lián)接一體，所述第一均載環(huán)(11)置于擺線輪之間，第二均載環(huán)(17)裝在柱銷(16)端部并用軸承(18)支承在中機(jī)座(19)內(nèi)側(cè)凸緣外圓上，柱銷為簡(jiǎn)支結(jié)構(gòu)，提高了柱銷的彎曲能力，其特征在于(I)所述擺線組件為擺線輪圈(10、21)用騎縫銷分別聯(lián)接鑄鐵輪輻(7、20)的組裝件，因而鑄鐵輪輻上均布的銷孔可在立式加工中心精鏜，較傳統(tǒng)銷孔在專用磨床上磨削精度高，中間擺線輪圈(21)厚度為兩側(cè)等厚擺線輪圈(10)兩倍，中間擺線輪圈(21)與兩側(cè)擺線輪圈(10)相位差180°，能實(shí)現(xiàn)動(dòng)平衡因而使傳動(dòng)更平穩(wěn)，所述鑄鐵輪輻(7、20)上均布銷孔中分別滑配耐磨圈(9、14)，理論計(jì)算表明，由于耐磨圈與銷孔的當(dāng)量半徑很小，使耐磨圈與銷孔的之間的接觸應(yīng)力僅為許用值的二十分之一，因而低硬度銷孔不會(huì)過早磨損，所述鑄鐵輪輻材質(zhì)為球墨鑄鐵或高強(qiáng)度灰口鑄鐵，這是因?yàn)槎吖に囆阅芎谩⑽窦拌T造性能好；(II)所述裝在行星架軸⑷軸伸端偏心軸承中，圓錐滾子軸承(6、15)內(nèi)孔分別緊配偏心套(5、12)，所述圓錐滾子軸承是兩只背靠背的軸承組，裝配時(shí)將徑向間隙控制到近
于零；(III)所述制動(dòng)件中輸入軸(29)用軸承支承在前機(jī)座(28)內(nèi)孔，前機(jī)座(28)與中機(jī)座(19)聯(lián)接的內(nèi)腔裝置雙組V型槽盤機(jī)構(gòu)、摩擦副及復(fù)位彈簧(26)，其中(II1-1)所述摩擦副包括內(nèi)錐體(32)與錐盤(31)，其中內(nèi)錐體(32)聯(lián)接在前機(jī)座(28)內(nèi)孔，錐盤(31)與雙組V型槽盤機(jī)構(gòu)的中間盤(33)聯(lián)接；(II1-2)所述雙組V型槽盤機(jī)構(gòu)中，第一組的主動(dòng)V型槽盤(30)聯(lián)接在輸入軸
(29)上，中間盤(33) —側(cè)為第一從動(dòng)V型槽盤、二 V型槽之間有鋼球(341)，第二組從動(dòng)V型槽盤(35)與太陽(yáng)輪軸(27)外花鍵軸伸端滑動(dòng)聯(lián)接，中間盤(33)另一側(cè)為第二(組)主動(dòng)V型槽盤、二 V型槽之間有鋼球(34)，均布的鋼球數(shù)與V型槽數(shù)相等；(II1-3)所述復(fù)位彈簧(26) —端靠緊杯型彈簧座(25)內(nèi)底，另一端靠緊第二(組)從動(dòng)V型槽盤(35)端面，復(fù)位彈簧(26)使錐盤(31)與內(nèi)錐體(32)摩擦副壓緊，所述杯型彈簧座(25)外端面靠緊輸入軸(4)軸肩上，所述杯型彈簧座(25)開口端與第二(組)從動(dòng)V型槽盤(35)端面的間隙為X。工作原理通電時(shí)，與第一輸入軸(29)聯(lián)接的第一組主動(dòng)V型槽盤(30) V型槽面對(duì)鋼球(341)產(chǎn)生正壓力軸向分力推動(dòng)中間盤(33)從動(dòng)V型槽盤使由內(nèi)錐體(32)與錐盤(31)組成的摩擦副分離(軸向距離X)，制動(dòng)力矩消失；周向分力驅(qū)動(dòng)與第二組從動(dòng)V型槽盤(35)花鍵聯(lián)接的太陽(yáng)輪軸(27)轉(zhuǎn)動(dòng)作功。顯然第一組鋼球V型槽裝置功能是離合器，第二組鋼球V型槽裝置功能是聯(lián)軸器；當(dāng)斷電時(shí)，第一輸入軸(29)仃止，阻力矩使第二(組)從動(dòng)V型槽盤(35)的V型槽面對(duì)鋼球(34)產(chǎn)生正壓力，其軸向分力使摩擦副壓緊，因而制動(dòng)力矩要多大有多大，只要摩擦副具有足夠大許用比壓P，保證齒輪箱處于高可靠的制動(dòng)狀態(tài)。
權(quán)利要求
1. 一種風(fēng)電恒制動(dòng)偏航內(nèi)擺線齒輪箱，由7TT星部件、內(nèi)擺線部件和制動(dòng)件組成，所述的行星部件包括太陽(yáng)輪軸(27)、太陽(yáng)輪(W)、行星輪(G)、內(nèi)齒輪(N)、行星架軸(4)及中機(jī)座(19)，其中內(nèi)齒輪(N)聯(lián)接在中機(jī)座(19)內(nèi)端面上，太陽(yáng)輪(W)裝在太陽(yáng)輪軸(27)軸伸端，太陽(yáng)輪軸(27)用軸承(24)支承在端蓋(23)內(nèi)孔，端蓋(23)與前機(jī)座(28)聯(lián)接，前機(jī)座(28)與中機(jī)座(19)聯(lián)接，所述行星架軸(4)兩側(cè)分別用軸承支承在輸出軸(3)與中機(jī)座(19)內(nèi)孔，所述內(nèi)擺線部件包括機(jī)座(I)、擺線輪組件、裝在行星架軸(4)軸伸端上的偏心軸承、內(nèi)擺線齒圈(22)及銷軸式輸出機(jī)構(gòu)，所述的銷軸式輸出機(jī)構(gòu)包括輸出軸(3)、柱銷(16)、柱套(8、13)及均載環(huán)(11、17)，所述輸出軸(3)用軸承⑵支承在機(jī)座⑴內(nèi)孔，所述機(jī)座(I)、內(nèi)擺線齒圈(22)及中機(jī)座(19)順次聯(lián)接一體，所述第一均載環(huán)(11)置于擺線輪之間，第二均載環(huán)(17)裝在柱銷(16)端部并用軸承(18)支承在中機(jī)座(19)內(nèi)側(cè)凸緣外圓上，柱銷為簡(jiǎn)支結(jié)構(gòu)，其特征在于 (I)所述擺線組件為擺線輪圈(10、21)用騎縫銷分別聯(lián)接鑄鐵輪輻(7、20)的組裝件，中間擺線輪圈(21)厚度為兩側(cè)等厚擺線輪圈(10)兩倍，中間擺線輪圈(21)與兩側(cè)擺線輪圈(10)相位差180°，所述鑄鐵輪輻(7、20)上均布銷孔中分別滑配耐磨圈(9、14)； (II)所述裝在行星架軸(4)軸伸端上的偏心軸承中，圓錐滾子軸承出、15)內(nèi)孔分別緊配偏心套(5、12)，所述的圓錐滾子軸承是兩只背靠背的軸承組； (III)所述制動(dòng)件中輸入軸(29)用軸承支承在前機(jī)座(28)內(nèi)孔，前機(jī)座(28)與中機(jī)座(19)聯(lián)接的內(nèi)腔裝置雙組V型槽盤機(jī)構(gòu)、摩擦副及復(fù)位彈簧(26)，其中 (II1-1)所述摩擦副包括內(nèi)錐體(32)與錐盤(31)，其中內(nèi)錐體(32)聯(lián)接在前機(jī)座(28)內(nèi)孔，錐盤(31)與雙組V型槽盤機(jī)構(gòu)的中間盤(33)聯(lián)接； (II1-2)所述雙組V型槽盤機(jī)構(gòu)中，第一組的主動(dòng)V型槽盤(30)聯(lián)接在輸入軸(29)上，中間盤(33) —側(cè)為第一從動(dòng)V型槽盤、二 V型槽之間有鋼球(341)，第二組從動(dòng)V型槽盤(35)與太陽(yáng)輪軸(27)外花鍵軸伸端滑動(dòng)聯(lián)接，中間盤(33)另一側(cè)為第二(組)主動(dòng)V型槽盤、二 V型槽之間有鋼球(34)，均布的鋼球數(shù)與V型槽數(shù)相等； (II1-3)所述復(fù)位彈簧(26) —端靠緊杯型彈簧座(25)內(nèi)底，另一端靠緊第二(組)從動(dòng)V型槽盤(35)端面，復(fù)位彈簧(26)使錐盤(31)與內(nèi)錐體(32)摩擦副壓緊，所述杯型彈簧座(25)外端面靠緊輸入軸(4)軸肩上，所述杯型彈簧座(25)開口端與第二(組)從動(dòng)V型槽盤(35)端面的間隙為X。
全文摘要
本發(fā)明涉及風(fēng)電偏航減速技術(shù)領(lǐng)域，一種風(fēng)電恒制動(dòng)偏航內(nèi)擺線齒輪箱，包括行星、擺線及制動(dòng)三部件。其特征在于擺線為輪圈與輪輻組裝件，中間輪厚為兩側(cè)兩倍，相位差180°，偏心軸承包括圓錐軸承與偏心套，制動(dòng)件包括雙組V型槽盤機(jī)構(gòu)、摩擦副及復(fù)位彈簧。摩擦副中錐盤與中間盤聯(lián)接，第一主動(dòng)V型槽盤聯(lián)接在轉(zhuǎn)子軸上，與中間盤一側(cè)從動(dòng)V型槽盤之間有鋼球，第二從動(dòng)V型槽盤與輸出軸花鍵聯(lián)接，與中間盤另一側(cè)主動(dòng)V型槽盤之間有鋼球，復(fù)位彈簧使摩擦副壓緊。有益效果制動(dòng)力矩隨阻力矩增加而自動(dòng)增大，單級(jí)減速比143，重量輕、維修方便、軸向尺寸短，擺線輪齒不會(huì)斷，比三只行星輪NGW傳動(dòng)承載力大，制造成本低45-55％。
文檔編號(hào)F16H1/32GK103062340SQ201110335640
公開日2013年4月24日 申請(qǐng)日期2011年10月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月18日
發(fā)明者吳聲震 申請(qǐng)人:吳小杰