專利名稱：行星輪柔性銷軸均載機構的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種行星齒輪傳動技術領域，具體地說，涉及行星齒輪多分流傳 動的均載機構。
背景技術：
在齒輪傳動技術領域中，行星齒輪傳動裝置具有速比大、體積小、承載能力高等特 點，已在風力發電、冶金、建材等重要工業部門得到廣泛應用，特別是風力發電行業，全世界 80%風力發電機組的主增速齒輪箱都采用行星齒輪傳動。隨著國際上風力發電技術的飛速 發展，行星齒輪傳動裝置的傳動功率越來越大，(目前已達8MW)不但可靠性要求更高，而且 還要求體積更小，重量更輕，以降低高昂的制造、運輸、安裝和維護費用。為此，技術人員在設計2MW以內風電增速行星齒輪箱時，還可以采用傳統的3分流 NGff型行星傳動結構，市場也能接受；2. 5MW以上風電齒輪箱則要求用3分流NWG行星傳動 加差動或多分流行星傳動設計。目前實踐證明3分流NWG行星傳動加差動結構對減小齒輪 箱體積和重量效果不是很好。而大量3MW以上大功率風電齒輪箱多采用多(4-8個行星輪) 分流行星傳動設計，使齒輪箱的重量和體積有較大降低。多分流行星傳動設計中一項關鍵技術就是行星輪均載技術。行星輪均載技術一般 有兩種解決方式第一種是通過提高行星傳動零部件，例如行星架、行星輪、內齒圈、行星輪 支撐軸承、行星架支撐軸承和箱體等加工精度來達到均載目的。這種方式實施起來非常困 難，制造成本也非常高，一般適合中小功率且可靠性不高的行星傳動；第二種方式是利用柔 性元件例如柔性內齒圈、柔性行星銷軸的彈性變形來達到均載目的。柔性內齒圈實施起來 也不理想，這其中主要有三個原因其一是均載效果不好；其二是制造精度不易達到，內齒 圈越大越薄越難控制變形；其三可靠性差。把柔性行星銷軸作為行星輪多分流的均載機構， 其效果比其它方式好得多。其優點1)柔度大，不均載系數KY小，對其它行星傳動零部件 的精度要求不高；2)齒寬嚙合斑點好，齒向不需修正，提高了齒輪副承載能力；3)實現多個 行星輪分流傳動，可使齒輪箱結構緊湊重量減輕。4)可靠性高，成本較低，實施相對容易。以下對已知的兩種柔性行星軸銷均載機構(以下簡稱均載機構)在行星輪外形尺 寸、行星架側板厚b、材料、載荷Fc和載荷中心跨距1等條件相同進行分析比較。圖4、圖5 類似中國機械工業出版社2006年第二版《齒輪手冊》上冊7-43頁由圈螺母lb、柔性銷軸 2b、行星架3b、孔用擋圈4b、圓環軸承5b、內隔圈6b、外隔圈7b、行星齒輪8b、調心軸承％、 圈螺母IOb和軸套lib構成。該機構行星輪裝在懸臂心軸上的均載機構。該均載機構配上 相應滾動軸承5b、9b后，出現柔性行星銷軸因徑向尺寸和力臂尺寸Lb限制致使其強度不 夠、撓度yb過大、過載能力差、外形尺寸B也大。適合作為配置滑動軸承的均載機構；圖6、 圖7類似美國TIMKEN公司行星輪裝在懸臂心軸上的均載機構，螺母lc、柔性銷軸2c、行星 架3c、軸套4c、行星齒輪5c、圓錐滾子6c、軸承擋圈7c構成。該均載機構的設計是將圓錐 滾子軸承與軸套和行星輪做成一體，是專為大型風電增速齒輪箱設計的，能承受2. 5倍過 載負荷，結構緊湊簡單，體積也小。不足處是制造精度非常高，一般需要齒輪和軸承兩個行業聯合制造；撓度小，又使例如行星齒輪、行星架、內齒圈、箱體等相關零件的精度要求仍然較高。
實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題在于提供一種均載要求，又能適應一般加工精度。本實用新型的技術方案如下一種行星輪柔性銷軸均載機構，柔性銷軸熱裝在行 星架上，所述柔性銷軸伸出行星架的部分熱裝有軸套，該軸套由圓螺母軸向緊固，所述軸套 上裝有行星齒輪，該行星齒輪經并排設置的第一滾動軸承和第二滾動軸承支承在軸套上， 其關鍵在于所述行星架靠軸套的端面上壓裝有防過載錐環，所述軸套靠行星架一端形成 一圈凸檐，該凸檐靠行星架的端面外圈逐漸變薄形成錐面，所述防過載錐環的與軸套同心 設置，且防過載錐環錐形端面與凸檐的錐面相適應，所述軸套與行星架、防過載錐環之間有 一定間隙。上述柔性銷軸由大圓柱段、圓錐段和小圓柱段依次連接構成，所述大圓段外端設 置有定位軸肩，所述小圓柱段外端開有螺紋；所述柔性銷軸大圓柱段裝在行星架內，所述軸 套中心孔為大圓錐孔、小圓柱孔兩段組成，所述小圓柱孔與大圓錐孔小直徑端連接，所述小 圓柱段位于小圓柱孔內，所述大圓柱段伸出行星架的端頭、圓錐段和小圓柱段內端位于大 圓錐孔內，所述圓螺母與小圓柱段外端螺紋相配合。靠近所述行星架的為第一滾動軸承，所述第一滾動軸承和第二滾動軸承之間由 內、外隔圈隔開，所述第一滾動軸承和第二滾動軸承的外端面分別設置有擋圈，所述軸套外 端套裝有螺母壓住第二滾動軸承外端面的擋圈對其限位。工作時行星齒輪承受2倍切向力 Fe，隨著載荷Fc增加，軸套將從軸線I向軸線II向下平移，當載荷達到1.3倍或平移量達到 設計值Ya時，軸套錐面的下部就會和防過載錐環內錐面接觸，超過的載荷將被防過載錐環 和柔性銷軸(1)上的拉力吸收。本實用新型較好利用零件的外形力學特性把柔性銷軸設計成由大小兩種不同直 徑圓柱和圓錐柱配置的構件，軸套采用大圓錐孔和小圓柱孔結構，較小力臂設計和可行的 防過載錐環設置，既滿足均載要求，又能適應一般加工精度，降低了行星傳動相關零部件的 制造成本。。所述第一滾動軸承為圓環滾子軸承，所述第二滾動軸承為球面滾子軸承。上述兩 種配置軸承為專利號ZL200610095039. 1所述軸承。所述第一滾動軸承和第二滾動軸承均為NCF滿滾子軸承。有益效果本實用新型結構緊湊、體積小、承載能力大，既能適應滑動軸承的布置， 又能適應現成滾動軸承選用，降低了生產成本和生產周期；柔性適中，既滿足均載要求，又 能適應一般加工精度，降低了行星傳動相關零部件的制造成本；要求的精度容易達到，制造 也容易。
圖1為本實用新型結構示意圖；圖2為本實用新型載荷Fc作用下柔性銷軸和軸套的變形圖；[0016]圖3為本實用新型中軸套的結構示意圖；圖4為現有技術1的結構示意圖；圖5為圖3載荷Fc作用下柔性銷軸和軸套的變形圖；；圖6為現有技術2的機構示意圖；圖7為圖5載荷Fc作用下柔性銷軸和軸套的變形圖。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明如圖1、圖2、圖3所示，本實用新型一種行星輪柔性銷軸均載機構，柔性銷軸1熱 裝在行星架2)上，所述柔性銷軸1伸出行星架2的部分熱裝有軸套10，該軸套10由圓螺 母12軸向緊固，所述軸套10上裝有行星齒輪8，該行星齒輪8經并排設置的第一滾動軸承 5和第二滾動軸承9支承在軸套10上，行星架2靠軸套10的端面開有環形槽，該環形槽內 壓裝有防過載錐環3，所述軸套10靠行星架2 —端形成一圈凸檐，該凸檐靠行星架2的端面 外圈逐漸變薄形成錐面，即圖中所示左端為錐面，所述防過載錐環3的與軸套10同心設置， 且防過載錐環3錐形端面與凸檐的錐面相適應，在圖中過載錐環3右邊為錐面，該錐面為中 部內凹的內錐面。所述軸套10與行星架2、防過載錐環3之間有一定間隙。所述柔性銷軸1由大圓柱段la、圓錐段Ib和小圓柱段Ic依次連接構成，所述大 圓柱段Ia外端設置有定位軸肩，所述小圓柱段Ic外端開有螺紋；所述柔性銷軸1大圓柱段 Ia裝在行星架2內，所述軸套10中心孔為大圓錐孔10a、小圓柱孔IOb兩段組成，所述小圓 柱孔IOb與大圓錐孔IOa小直徑端連接，所述小圓柱段Ic位于小圓柱孔IOb內，所述大圓 柱段Ia伸出行星架2的端頭、圓錐段Ib和小圓柱段Ic內端位于大圓錐孔IOa內，所述圓 螺母12與小圓柱段Ic外端螺紋相配合。靠近所述行星架2的為第一滾動軸承5，所述第一滾動軸承5和第二滾動軸承9 之間由內、外隔圈6、7隔開，所述第一滾動軸承5和第二滾動軸承9的外端面分別設置有擋 圈4，所述軸套10外端套裝有螺母11壓住第二滾動軸承9外端面的擋圈4對其限位，該擋 圈4外邊沿嵌入行星齒輪8內限位也起到一定的限位作用，第一滾動軸承5外端面的檔圈 4外邊沿嵌入行星齒輪8內限位，該檔圈4內邊沿由軸套10左端形成的一圈凸檐限位。在 選擇第一滾動軸承5和第二滾動軸承9時，有兩種裝配方式，一種第一滾動軸承5選用圓環 滾子軸承，所述第二滾動軸承9選用球面滾子軸承。另一種第一滾動軸承5和第二滾動軸 承9均選用NCF滿滾子軸承。工作原理工作時行星輪8承受2倍切向力Fe，隨著載荷Fc增加，軸套10將從軸 線I向軸線II向下平移，當載荷達到1. 3倍或平移量達到設計值Ya時，軸套10左端錐面的 下部就會和防過載錐環3內錐面接觸，超過的載荷將被防過載錐環3和柔性銷軸1上的拉 力吸收。盡管以上結合附圖對本實用新型的優選實施例進行了描述，但本實用新型不限于 上述具體實施方式
，上述具體實施方式
僅僅是示意性的而不是限定性的，本領域的普通技 術人員在本實用新型的啟示下，在不違背本實用新型宗旨及權利要求的前提下，可以作出 多種類似的表示，這樣的變換均落入本實用新型的保護范圍之內。
權利要求一種行星輪柔性銷軸均載機構，柔性銷軸(1)熱裝在行星架(2)上，所述柔性銷軸(1)伸出行星架(2)的部分熱裝有軸套(10)，該軸套(10)由圓螺母(12)軸向緊固，所述軸套(10)上裝有行星齒輪(8)，該行星齒輪(8)經并排設置的第一滾動軸承(5)和第二滾動軸承(9)支承在軸套(10)上，其特征在于所述行星架(2)靠軸套(10)的端面上壓裝有防過載錐環(3)，所述軸套(10)靠行星架(2)一端形成一圈凸檐，該凸檐靠行星架(2)的端面外圈逐漸變薄形成錐面，所述防過載錐環(3)的與軸套(10)同心設置，且防過載錐環(3)錐形端面與凸檐的錐面相適應，所述軸套(10)與行星架(2)、防過載錐環(3)之間有一定間隙。
2.根據權利要求1所述行星輪柔性銷軸均載機構，其特征在于所述柔性銷軸(1)由 大圓柱段(la)、圓錐段(Ib)和小圓柱段(Ic)依次連接構成，所述大圓柱段(Ia)外端設置 有定位軸肩，所述小圓柱段(Ic)外端開有螺紋；所述柔性銷軸(1)大圓柱段(Ia)裝在行星 架(2)內，所述軸套(10)中心孔為大圓錐孔(10a)、小圓柱孔(IOb)兩段組成，所述小圓柱 孔(IOb)與大圓錐孔(IOa)小直徑端連接，所述小圓柱段(Ic)位于小圓柱孔(IOb)內，所 述大圓柱段(Ia)伸出行星架(2)的端頭、圓錐段(Ib)和小圓柱段(Ic)內端位于大圓錐孔 (IOa)內，所述圓螺母(12)與小圓柱段(Ic)外端螺紋相配合。
3.根據權利要求1或2所述行星輪柔性銷軸均載機構，其特征在于靠近所述行星架(2)的為第一滾動軸承(5)，所述第一滾動軸承(5)和第二滾動軸承(9)之間由內、外隔圈 (6)、(7)隔開，所述第一滾動軸承(5)和第二滾動軸承(9)的外端面分別設置有擋圈(4)， 所述軸套(10)外端套裝有螺母(11)壓住第二滾動軸承(9)外端面的擋圈(4)對其限位。
4.根據權利要求3所述行星輪柔性銷軸均載機構，其特征在于所述第一滾動軸承(5) 為圓環滾子軸承，所述第二滾動軸承(9)為球面滾子軸承。
5.根據權利要求3所述行星輪柔性銷軸均載機構，其特征在于所述第一滾動軸承(5) 和第二滾動軸承(9)均為NCF滿滾子軸承。
專利摘要本實用新型公開了一種行星輪柔性銷軸均載機構，柔性銷軸(1)熱裝在行星架(2)上，柔性銷軸(1)熱裝有軸套(10)，軸套(10)上裝有行星齒輪(8)，行星架(2)靠軸套(10)的端面上壓裝有防過載錐環(3)，所述軸套(10)與行星架(2)、防過載錐環(3)之間有一定間隙。本實用新型結構緊湊、體積小、承載能力大，既能適應滑動軸承的布置，又能適應現成滾動軸承選用，降低了生產成本和生產周期；柔性適中，既滿足均載要求，又能適應一般加工精度，降低了行星傳動相關零部件的制造成本；要求的精度容易達到，制造也容易。
文檔編號F16H57/08GK201679949SQ20102021295
公開日2010年12月22日 申請日期2010年6月2日 優先權日2010年6月2日
發明者曹云, 杜木信, 杜軼川, 趙俊渝, 闕洪軍 申請人:重慶齒輪箱有限責任公司