專利名稱：風(fēng)電恒制動偏航內(nèi)擺線齒輪箱的制作方法
風(fēng)電恒制動偏航內(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)電恒制動偏航內(nèi)擺線齒輪箱。背景技術(shù)：
主要為四級行星結(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“風(fēng)力發(fā)電偏航減速裝置”200910034525 ;④銀川威力減速機公司“大功率風(fēng)力發(fā)電偏航減速器” 20112065216
天津減速機公司“用于風(fēng)力發(fā)電偏航減速機”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，承受疲勞載荷時易早期點蝕。此外滾齒、熱處理及磨齒應(yīng)力集中點齒根處易出現(xiàn)微細(xì)裂紋，不具高可靠性；(2)僅有三只行星輪，顯然過載能力不會太高；(3)軸向長、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價格很高。此外還有(I)天津減速機公司“用于風(fēng)力發(fā)電偏航減速機”200320111939. 2系擺線+ 二級行星結(jié)構(gòu)，缺點是效率降低了 2個百分點、高速級擺線雙支點針銷結(jié)構(gòu)，因而過載能力低、可靠性差；(2)重慶大學(xué)“一種二級包絡(luò)...” 200920127322. 7為擺線+擺線結(jié)構(gòu)，缺點是效率降低了 4個百分點，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個型號，價很高；(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)，缺點是①“擺線+三擺線”結(jié)構(gòu)使效率降低4個百分點，三片輪相位差120°無法實現(xiàn)動平衡；②銷孔磨床靜平衡調(diào)整麻煩，銷孔精度不穩(wěn)定而會影響減速器使用壽命；③滾子軸承徑向間隙大，擺線輪平動時產(chǎn)生咔噠、咔噠微振動，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，提供一種高可靠性、過載力大及效率與四級行星相同的風(fēng)電恒制動偏航內(nèi)擺線齒輪箱。改進技術(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，二者相位錯開180°，能實現(xiàn)動平衡；(B)采用背對背圓錐滾子偏心軸承，徑向間隙調(diào)到近于零，消除了擺線輪平動時產(chǎn)生振動；(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)機械無級變速器中鋼球V型槽自動加壓裝置改進的(見于阮忠唐《機械無級變速器》90頁):第一組由 主動V型槽盤、中間盤一側(cè)從動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V型槽盤、第二從動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，第一組主動V型槽面對鋼球產(chǎn)生正壓力，其軸向分力推動中間盤從動V型槽盤使摩擦副分離，制動力矩消失，其周向分力驅(qū)動與第二組從動V型槽盤聯(lián)接的輸出軸作功；斷電時，輸入軸仃止，阻力矩使第二從動V型槽面對鋼球產(chǎn)生正壓力，其軸向分力使摩擦副壓緊，制動力矩要多大有多大。(E)轉(zhuǎn)用雙擺線傳動雙擺線的嚙合特點是互為包絡(luò)線的擺線等距線齒輪作為共軛曲線齒輪機構(gòu)。優(yōu)點(I)內(nèi)擺線齒圈取代針輪，結(jié)構(gòu)簡單、另件少；(2)單級減速比很大，據(jù)稱可達200 (《沒有針輪的擺線變速機》機械傳動2006. 04) ；(3)內(nèi)擺線齒圈與外齒擺線輪為純滾動、完全潤滑狀態(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個等級。有益效果比照發(fā)明專利“風(fēng)力發(fā)電機偏航齒輪箱”(ZL200410064930.X)其創(chuàng)造性體現(xiàn)在(I)單級減速比可高達143，結(jié)構(gòu)緊湊、維修方便、軸向尺寸短；(2)擺線輪齒不會斷，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)場變槳齒輪箱價值(132X 5萬/臺)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7-8名員工工資。據(jù)中國風(fēng)能協(xié)會公布，2010年新增風(fēng)電裝機容量為189GW，相當(dāng)于380個(33X1. 5MW)風(fēng)場，偏航齒輪箱價值25個億，因而可節(jié)省12. 5個億，大大超出中國三大風(fēng)電齒輪公司利潤總和。
圖1.本發(fā) 明實施例結(jié)構(gòu)示意2 與3.分別為鋼球與V型槽面在斷電(制動)與通電(作功)時受力原理圖具體實施方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明詳加描述參照圖1. 一種風(fēng)電恒制動偏航內(nèi)擺線齒輪箱，由行星部件、內(nèi)擺線部件和制動件組成，所述的行星部件包括太陽輪軸(27)、太陽輪(W)、行星輪(G)、內(nèi)齒輪(N)、行星架軸
(4)及中機座(19)，其中內(nèi)齒輪(N)聯(lián)接在中機座(19)內(nèi)端面上，太陽輪(W)裝在太陽輪軸
(27)軸伸端，太陽輪軸(27)用軸承(24)支承在端蓋(23)內(nèi)孔，端蓋(23)與前機座(28)聯(lián)接，前機座(28)與中機座(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)與中機座(19)內(nèi)孔，所述內(nèi)擺線部件包括機座(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)及銷軸式輸出機構(gòu)，所述的銷軸式輸出機構(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支承在機座⑴內(nèi)孔，所述機座(I)、內(nèi)擺線齒圈(22)及中機座(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)支承在中機座(19)內(nèi)側(cè)凸緣外圓上，柱銷為簡支結(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°，能實現(xiàn)動平衡因而使傳動更平穩(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過早磨損，所述鑄鐵輪輻材質(zhì)為球墨鑄鐵或高強度灰口鑄鐵，這是因為二者工藝性能好、吸振及鑄造性能好；(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，裝配時將徑向間隙控制到近
于零；(III)所述制動件中輸入軸(29)用軸承支承在前機座(28)內(nèi)孔，前機座(28)與中機座(19)聯(lián)接的內(nèi)腔裝置雙組V型槽盤機構(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)接在前機座(28)內(nèi)孔，錐盤(31)與雙組V型槽盤機構(gòu)的中間盤(33)聯(lián)接；(II1-2)所述雙組V型槽盤機構(gòu)中，第一組的主動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V型槽盤、二 V型槽之間有鋼球(341)，第二組從動V型槽盤(35)與太陽輪軸(27)外花鍵軸伸端滑動聯(lián)接，中間盤(33)另一側(cè)為第二(組)主動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V型槽盤(35)端面的間隙為X。工作原理通電時，與第一輸入軸(29)聯(lián)接的第一組主動V型槽盤(30) V型槽面對鋼球(341)產(chǎn)生正壓力軸向分力推動中間盤(33)從動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)，制動力矩消失；周向分力驅(qū)動與第二組從動V型槽盤(35)花鍵聯(lián)接的太陽輪軸(27)轉(zhuǎn)動作功。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，第一輸入軸(29)仃止，阻力矩使第二(組)從動V型槽盤(35)的V型槽面對鋼球(34)產(chǎn)生正壓力，其軸向分力使摩擦副壓緊，因而制動力矩要多大有多大，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狀態(tài)。
權(quán)利要求
1. 一種風(fēng)電恒制動偏航內(nèi)擺線齒輪箱，由7TT星部件、內(nèi)擺線部件和制動件組成，所述的行星部件包括太陽輪軸(27)、太陽輪(W)、行星輪(G)、內(nèi)齒輪(N)、行星架軸(4)及中機座(19)，其中內(nèi)齒輪(N)聯(lián)接在中機座(19)內(nèi)端面上，太陽輪(W)裝在太陽輪軸(27)軸伸端，太陽輪軸(27)用軸承(24)支承在端蓋(23)內(nèi)孔，端蓋(23)與前機座(28)聯(lián)接，前機座(28)與中機座(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)與中機座(19)內(nèi)孔，所述內(nèi)擺線部件包括機座(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)及銷軸式輸出機構(gòu)，所述的銷軸式輸出機構(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支承在機座⑴內(nèi)孔，所述機座(I)、內(nèi)擺線齒圈(22)及中機座(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)支承在中機座(19)內(nèi)側(cè)凸緣外圓上，柱銷為簡支結(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)所述制動件中輸入軸(29)用軸承支承在前機座(28)內(nèi)孔，前機座(28)與中機座(19)聯(lián)接的內(nèi)腔裝置雙組V型槽盤機構(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)接在前機座(28)內(nèi)孔，錐盤(31)與雙組V型槽盤機構(gòu)的中間盤(33)聯(lián)接； (II1-2)所述雙組V型槽盤機構(gòu)中，第一組的主動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V型槽盤、二 V型槽之間有鋼球(341)，第二組從動V型槽盤(35)與太陽輪軸(27)外花鍵軸伸端滑動聯(lián)接，中間盤(33)另一側(cè)為第二(組)主動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)電恒制動偏航內(nèi)擺線齒輪箱，包括行星、擺線及制動三部件。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，制動件包括雙組V型槽盤機構(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V型槽盤聯(lián)接在轉(zhuǎn)子軸上，與中間盤一側(cè)從動V型槽盤之間有鋼球，第二從動V型槽盤與輸出軸花鍵聯(lián)接，與中間盤另一側(cè)主動V型槽盤之間有鋼球，復(fù)位彈簧使摩擦副壓緊。有益效果制動力矩隨阻力矩增加而自動增大，單級減速比143，重量輕、維修方便、軸向尺寸短，擺線輪齒不會斷，比三只行星輪NGW傳動承載力大，制造成本低45-55％。
文檔編號F16H1/32GK103062340SQ201110335640
公開日2013年4月24日 申請日期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 申請人:吳小杰