扭力軸裝置、齒輪箱及風力發電機的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種扭力軸裝置，包括第一支撐座、第一齒輪、第二齒輪、空心軸及扭轉軸，空心軸可轉動地設置在第一支撐座上，且空心軸的第一端部和第二端部分別位于第一支撐座的兩側；第一齒輪固定設置在空心軸的第一端部上，第二齒輪套設在空心軸的第二端部；空心軸上設置有中心空腔，扭轉軸的第一端通過中心空腔延伸至空心軸的第一端部，且扭轉軸的第一端與空心軸的第一端部周向固定，扭轉軸的第二端與第二齒輪的端面固定連接。在工作過程中，空心軸承受第一齒輪、第二齒輪施加的重力、徑向力及彎矩，第一齒輪和第二齒輪之間通過扭轉軸傳遞扭矩，即第一齒輪主要依靠扭轉軸帶動第二齒輪旋轉。在此基礎上，本實用新型還提出一種齒輪箱及風力發電機。
【專利說明】
扭力軸裝置、齒輪箱及風力發電機
技術領域
[0001]本實用新型涉及齒輪傳動技術，具體涉及一種扭力軸裝置、齒輪箱及具有該齒輪箱的風力發電機。
【背景技術】
[0002]風力發電機是利用自然風力驅動的發電裝置，它通常包括塔筒、葉輪及機艙，機艙位于塔筒的頂端，機艙內主要設置有齒輪箱及發電機，葉輪通過主軸與齒輪箱連接;在自然界中，風力的大小及方向變化莫測，為了保證發電過程的高效及平穩，齒輪箱將葉輪的轉速增大之后傳遞給發電機，進而帶動發電機發電。
[0003]目前，在風力發電機上，齒輪箱設置有行星齒輪系，且該行星齒輪系可采用NW型行星輪系結構;NW型行星輪系包括同軸設置的小行星齒輪和大行星齒輪;在風力發電機的齒輪箱中，四個大行星齒輪(每個大行星齒輪對應有一個轉軸和一個小行星齒輪，小行星齒輪和大行星齒輪之間通過轉軸傳動)圍繞太陽輪均勻布置，四個大行星齒輪同時給太陽輪傳遞扭矩；由于制造及裝配誤差，四個大行星齒輪之間容易出現載荷不均、偏載等問題，導致齒輪箱使用壽命降低。
【實用新型內容】
[0004]有鑒于此，本實用新型旨在提出一種扭力軸裝置，以提升齒輪箱的使用壽命。在此基礎上，本實用新型還提出一種齒輪箱及風力發電機。
[0005]作為第一方面，本實用新型提出一種扭力軸裝置，具體包括第一支撐座、第一齒輪、第二齒輪、空心軸及扭轉軸，所述空心軸可轉動地設置在所述第一支撐座上，且所述空心軸的第一端部和第二端部分別位于第一支撐座的兩側；所述第一齒輪固定設置在空心軸的第一端部上，所述第二齒輪套設在空心軸的第二端部;所述空心軸上設置有中心空腔，所述扭轉軸的第一端通過中心空腔延伸至空心軸的第一端部，且所述扭轉軸的第一端與空心軸的第一端部周向固定，所述扭轉軸的第二端與第二齒輪的端面固定連接。
[0006]優選地，所述扭轉軸的第二端上設置有連接套，所述連接套與第二齒輪的端面固定。
[0007]優選地，所述第一齒輪與空心軸集成為一體。
[0008]優選地，所述空心軸通過軸承可轉動地設置在第一支撐座上。
[0009 ]優選地，所述扭轉軸的第一端與空心軸的第一端部通過花鍵連接。
[0010]優選地，所述連接套與扭轉軸之間通過脹緊套固定連接。
[0011]優選地，所述扭力軸裝置還包括第二支撐座和連接軸，所述連接軸的一端與第二支撐座可轉動連接，所述連接軸的另一端插入所述中心空腔并與空心軸固定。
[0012]作為第二方面，本實用新型提出一種齒輪箱，具體包括上述任意一項的扭力軸裝置。
[0013]作為第三方面，本實用新型提出一種風力發電機，具體包括塔筒、葉輪及機艙，所述機艙位于塔筒的頂端，所述機艙內設置有發電機及上述的齒輪箱。
[0014]本實用新型提出的扭力軸裝置包括第一支撐座、第一齒輪、第二齒輪、空心軸及扭轉軸，空心軸可轉動地設置在第一支撐座上，且空心軸的第一端部和第二端部分別位于第一支撐座的兩側;第一齒輪固定設置在空心軸的第一端部上，第二齒輪套設在空心軸的第二端部;空心軸上設置有中心空腔，扭轉軸的第一端通過中心空腔延伸至空心軸的第一端部，且扭轉軸的第一端與空心軸的第一端部周向固定，扭轉軸的第二端與第二齒輪的端面固定連接。在工作過程中，空心軸承受第一齒輪、第二齒輪施加的重力、徑向力及彎矩，第一齒輪和第二齒輪之間通過扭轉軸傳遞扭矩，即第一齒輪主要依靠扭轉軸帶動第二齒輪旋轉。
[0015]與現有技術相比，由于扭轉軸主要傳遞扭矩，不再承受重力、徑向力和彎矩，其直徑可以減小，進而使扭轉軸的扭轉變形能力更大；以風力發電機的齒輪箱為例，當四個第二齒輪圍繞太陽輪布置時，即使存在一定的制造誤差，由于扭轉軸扭轉柔性好，可以進行更大角度的扭轉變形，一方面可以極大降低安裝難度，另一方面安裝完成后，扭轉軸通過扭轉變形自動補償并均衡四個第二齒輪的載荷。因此，通過采用上述的扭力軸裝置可以方便齒輪箱的制造，同時延長齒輪箱的使用壽命，最終，有利于降低風力發電機的制造難度及故障率。
【附圖說明】
[0016]構成本實用新型的一部分的附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，本實用新型的示意性實施例及其說明用于解釋本實用新型，并不構成對本實用新型的不當限定。在附圖中:
[0017]圖1為本實用新型具體實施例提供的扭力軸裝置的結構示意圖。
[0018]附圖標記說明:
[0019]I—第一支撐座 2—第一齒輪3—第二齒輪4一空心軸
[0020]5—扭轉軸6—連接套 7—脹緊套 8—第二支撐座9 一連接軸
【具體實施方式】
[0021]需要說明的是，在不沖突的情況下，本實用新型中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結合實施例來詳細說明本實用新型。
[0022]本實用新型具體實施例提出了一種風力發電機，具體包括塔筒、葉輪及機艙，機艙位于塔筒的頂端，機艙內設置有發電機及齒輪箱，葉輪通過主軸與齒輪箱的輸入軸相連，齒輪箱的輸出軸與發電機的轉軸相連；工作時，葉輪獲取風力，進而帶動齒輪箱內的齒輪轉動，齒輪箱將葉輪傳遞的轉速進行增速后輸出給發電機，最終帶動發電機發電。
[0023]齒輪箱包括輸入軸、輸出軸、殼體、內齒圈、太陽輪及四個扭力軸裝置;如圖1所示，扭力軸裝置包括第一支撐座1、第二支撐座8、第一齒輪2、第二齒輪3、空心軸4、扭轉軸5及連接軸9，空心軸4通過軸承可轉動地設置在第一支撐座I上，且空心軸4的第一端部和第二端部分別位于第一支撐座I的兩側;第一齒輪2固定設置在空心軸4的第一端部上，第二齒輪3套設在空心軸4的第二端部;空心軸4上設置有中心空腔，扭轉軸5的第一端通過中心空腔延伸至空心軸4的第一端部，且扭轉軸5的第一端與空心軸4的第一端部周向固定，扭轉軸5的第二端與第二齒輪3的端面固定連接;連接軸9的一端通過軸承支撐在第二支撐座8上，連接軸9的另一端插入中心空腔并與空心軸4固定。
[0024]在齒輪箱上，內齒圈可轉動地設置在殼體內部并與輸入軸連接，第一支撐座I和第二支撐座8固定在殼體內，第一齒輪2與內齒圈嚙合，第二齒輪3與太陽輪嚙合，且四個第二齒輪3圍繞太陽輪均勻布置，太陽輪與輸出軸連接。
[0025]工作時，葉輪帶動內齒圈轉動，內齒圈驅使第一齒輪2轉動，第一齒輪2通過扭轉軸5將轉速傳遞給第二齒輪3，第二齒輪3帶動太陽輪旋轉，進而驅使發電機工作。
[0026]在工作過程中，空心軸4承受第一齒輪2和第二齒輪3的重力、徑向力及彎矩，扭轉軸5主要傳遞扭矩，因此，扭轉軸5的直徑可以設置得更小，進而使扭轉軸5的扭轉變形能力更大；四個第二齒輪3圍繞太陽輪布置時，即使存在一定的制造誤差，由于扭轉軸5扭轉柔性好，可以進行更大角度的扭轉變形，一方面可以極大降低安裝難度，另一方面安裝完成后，扭轉軸5通過扭轉變形自動補償并均衡四個第二齒輪3的載荷。
[0027]如圖1所示，在本實施例中，第一齒輪2和空心軸4集成為一體，當第一齒輪2的直徑較小時，通過將第一齒輪2和空心軸4設置成集成結構，既可以保證第一齒輪2的強度，又可以保證第一齒輪2與空心軸4的連接強度，還可以方便制造。當然，在其它實施例中，第一齒輪2和空心軸4可以采用分體結構，此時第一齒輪2和空心軸4可以通過鍵連接。
[0028]在優選的實施例中，扭轉軸5通過花鍵與空心軸4連接，通過花鍵連接一方面可以方便裝配，另一方面還可以保證扭轉軸5和空心軸4的連接強度。
[0029]在優選的實施例中，扭轉軸5的第二端上設置有連接套6和脹緊套7，連接套6與第二齒輪3的端面通過螺栓固定，連接套6通過脹緊套7與扭轉軸5的第二端固定連接。通過采用連接套6和脹緊套7，可以保證扭轉軸5的扭矩傳遞至第二齒輪3，同時防止扭轉軸5的強度不會被削弱。
[0030]在上述實施例中，第一支撐座I上的軸承可以為圓柱滾子軸承，第二支撐座8上的軸承可以為調心滾子軸承，通過這種搭配，可以為空心軸4提供較好的支持，同時可以抑制空心軸4的軸向竄動。
[0031]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種扭力軸裝置，其特征在于，包括第一支撐座(I)、第一齒輪(2)、第二齒輪(3)、空心軸(4)及扭轉軸(5)，所述空心軸(4)可轉動地設置在所述第一支撐座(I)上，且所述空心軸(4)的第一端部和第二端部分別位于第一支撐座(I)的兩側;所述第一齒輪(2)固定設置在空心軸(4)的第一端部上，所述第二齒輪(3)套設在空心軸(4)的第二端部;所述空心軸(4)上設置有中心空腔，所述扭轉軸(5)的第一端通過中心空腔延伸至空心軸(4)的第一端部，且所述扭轉軸(5)的第一端與空心軸(4)的第一端部周向固定，所述扭轉軸(5)的第二端與第二齒輪(3)的端面固定連接。2.根據權利要求1所述的扭力軸裝置，其特征在于，所述扭轉軸(5)的第二端上設置有連接套(6)，所述連接套(6)與第二齒輪(3)的端面固定。3.根據權利要求1所述的扭力軸裝置，其特征在于，所述第一齒輪(2)與空心軸(4)集成為一體。4.根據權利要求1所述的扭力軸裝置，其特征在于，所述空心軸(4)通過軸承可轉動地設置在第一支撐座(I)上。5.根據權利要求1所述的扭力軸裝置，其特征在于，所述扭轉軸(5)的第一端與空心軸(4)的第一端部通過花鍵連接。6.根據權利要求2所述的扭力軸裝置，其特征在于，所述連接套(6)與扭轉軸(5)之間通過脹緊套(7)固定連接。7.根據權利要求1至6任意一項所述的扭力軸裝置，其特征在于，還包括第二支撐座(8)和連接軸(9)，所述連接軸(9)的一端與第二支撐座(8)可轉動連接，所述連接軸(9)的另一端插入所述中心空腔并與空心軸(4)固定。8.一種齒輪箱，其特征在于，包括權利要求1至7任意一項所述的扭力軸裝置。9.一種風力發電機，其特征在于，包括塔筒、葉輪及機艙，所述機艙位于塔筒的頂端，所述機艙內設置有發電機及權利要求8所述的齒輪箱。
【文檔編號】F03D15/10GK205605782SQ201620330256
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年4月18日
【發明人】易小剛
【申請人】三重型能源裝備有限公司, 三一重型能源裝備有限公司