一种齿轮传动结构的制作方法

1.本实用新型涉及风电齿轮箱技术领域，尤其涉及一种齿轮传动结构。


背景技术：

2.风电齿轮箱作为风力发电的关键传动部件，是风力发电机组中技术含量较高的部件之一，也是我国风电技术水平提升的主要瓶颈。
3.近些年，随着我国风电可再生能源装机规模的持续扩大，风电齿轮箱呈现出大功率，高扭矩密度，高输出转速的发展趋势。同时，由于客户机舱空间有限，这使得风电齿轮箱的设计尺寸不能无限扩大，这就要求风电齿轮箱在更小的中心距下要具有更高的承载能力和更高的输出转速。另外，目前现有的风电齿轮箱中的轴承通常为滚动轴承，常面临滚动轴承无法满足大载荷的问题。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种齿轮传动结构，该齿轮传动结构不仅能够承载较大的载荷，还能够在相同的承载能力下具有较小的体积。
5.为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
6.一种齿轮传动结构，包括：箱体；内齿圈，与所述箱体固定连接；动力输入组件，包括行星架、行星轮和太阳轮，所述行星架和所述太阳轮均转动安装于所述箱体中，所述行星架上通过第一径向滑动轴承转动连接所述行星轮，所述行星轮与所述内齿圈啮合，所述太阳轮与所述行星轮啮合；动力输出组件，包括空心轴、大齿轮和输出齿轮轴，所述空心轴和所述输出齿轮轴均转动安装于所述箱体中，所述空心轴与所述太阳轮固定连接，所述大齿轮连接于所述空心轴上，所述输出齿轮轴与所述大齿轮啮合；所述行星轮与所述内齿圈之间、所述太阳轮与所述行星轮之间以及所述输出齿轮轴与所述大齿轮之间均为人字齿啮合。
7.作为一种齿轮传动结构的优选方案，所述内齿圈上设有第一人字齿，所述行星轮上设有第二人字齿，所述第二人字齿与所述第一人字齿啮合；所述太阳轮上设有第三人字齿，所述第三人字齿与所述第二人字齿啮合；所述大齿轮上设置有第四人字齿，所述输出齿轮轴上设有第五人字齿，所述第四人字齿和所述第五人字齿啮合。
8.作为一种齿轮传动结构的优选方案，所述空心轴上套设有第二径向滑动轴承，所述空心轴通过所述第二径向滑动轴承转动连接于所述箱体中。
9.作为一种齿轮传动结构的优选方案，所述空心轴的两端设有定位凸台，所述空心轴上套设有推力滑动轴承，所述推力滑动轴承夹设于所述定位凸台和所述箱体之间。
10.作为一种齿轮传动结构的优选方案，所述箱体上开设有第一轴承安装孔，所述第二径向滑动轴承安装于所述第一轴承安装孔中。
11.作为一种齿轮传动结构的优选方案，所述第一轴承安装孔靠近所述箱体内壁的一端设置有轴承安装凸台，所述推力滑动轴承夹设于所述轴承安装凸台和所述定位凸台之
间。
12.作为一种齿轮传动结构的优选方案，所述空心轴上套设有第一定距环，所述第一定距环夹设于所述推力滑动轴承和所述定位凸台之间。
13.作为一种齿轮传动结构的优选方案，所述输出齿轮轴上套设有第三径向滑动轴承，所述输出齿轮轴通过所述第三径向滑动轴承转动连接于所述箱体中。
14.作为一种齿轮传动结构的优选方案，所述箱体上开设有第二轴承安装孔，所述第三径向滑动轴承安装于所述第二轴承安装孔中。
15.作为一种齿轮传动结构的优选方案，所述内齿圈包括第一齿圈和第二齿圈，所述第一齿圈的内齿和所述第二齿圈的内齿均为斜齿且旋向相反以形成所述第一人字齿。
16.本实用新型的有益效果：
17.本实用新型提供了一种齿轮传动结构，该齿轮传动结构包括箱体、内齿圈、动力输入组件和动力输出组件，内齿圈固定连接于箱体上，动力输入组件包括行星架、太阳轮和行星轮，动力输出组件包括空心轴、大齿轮和输出齿轮轴，太阳轮和行星架均转动安装于箱体中，行星轮通过第一径向滑动轴承转动连接行星架上，空心轴和输出齿轮轴均转动安装于箱体中，空心轴与太阳轮固定连接，大齿轮连接于空心轴上，行星轮与内齿圈、太阳轮与行星轮以及输出齿轮轴与大齿轮均通过人字齿啮合传动，使得内齿圈、行星轮和太阳轮不仅承载能力强，而且在相同的承载能力下具有较小的尺寸，从而使得该齿轮传动结构不仅能够承载较大的载荷，还能够在相同的承载能力下具有较小的体积，而且由于人字齿啮合产生的轴向力相互抵消，提高了传动的稳定性，能够满足更高输出转速的要求。
附图说明
18.图1是本实用新型具体实施方式所提供的齿轮传动结构的部分剖视图；
19.图2是本实用新型具体实施方式所提供的齿轮传动结构的另一部分的剖视图。
20.图中：
21.1、箱体；11、行星架安装孔；12、第一轴承安装孔；13、第二轴承安装孔；14、轴承安装凸台；2、行星架；21、第一径向滑动轴承；22、销轴孔；23、行星销轴；3、太阳轮；4、空心轴；41、第二径向滑动轴承；42、定位凸台；43、推力滑动轴承；44、第一定距环；5、大齿轮；6、输出齿轮轴；61、第三径向滑动轴承；7、内齿圈；71、第一齿圈；72、第二齿圈。
具体实施方式
22.为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施例的技术方案做进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域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，都属于本实用新型保护的范围。
23.在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理
解上述术语在本实用新型中的具体含义。
24.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
25.下面结合附图并通过具体实施例来进一步说明本实用新型所提供的齿轮传动结构的技术方案。
26.本实施例提供一种齿轮传动结构，如图1-图2所示，该齿轮传动结构包括箱体1、内齿圈7、动力输入组件和动力输出组件，内齿圈与箱体1固定连接，动力输入组件包括行星架2、太阳轮3和行星轮，行星架2和太阳轮3均转动安装于箱体1中，行星轮转动连接于行星架上，行星轮与内齿圈7啮合，太阳轮3与行星轮啮合。动力输出组件包括空心轴4、大齿轮5和输出齿轮轴6，空心轴4和输出齿轮轴6转动安装于箱体1中，空心轴4与太阳轮3固定连接，大齿轮5连接于空心轴4上随空心轴4一同转动，大齿轮5与输出齿轮轴6啮合。通过上述结构，在该齿轮传动结构中，外部扭矩从行星架2输入，经过行星轮和太阳轮3的传动之后传递至空心轴4，空心轴4通过大齿轮5将扭矩传动至输出齿轮轴6，实现了外部扭矩和转速的传递，使得输出齿轮轴6能够获得所需的转速并输出扭矩。
27.在本实施例中，内齿圈7上设有第一人字齿，行星轮上设有第二人字齿，太阳轮3上设有第三人字齿，行星轮通过第二人字齿与内齿圈7上的第一人字齿啮合，行星轮通过第二人字齿与太阳轮3上的第三人字齿啮合，使得从行星架2输入的动力能够经过行星轮的传动后传递至太阳轮3，实现一次转速的变换和动力的传递。内齿圈7、行星轮和太阳轮3均是通过人字齿进行啮合。由于人字齿相对于斜齿和直齿来说具有更高的重合度，其具有更高的承载能力，使得内齿圈7、行星轮和太阳轮3能够传递更大的扭矩，同时在相同的承载能力下具有更小的体积，有利于提高该齿轮传动结构的承载能力和轻量化设计；另外，由于人字齿包括两个旋向相反的斜齿，其在传递扭矩时产生的轴向力大小相等且方向相反，能够相互抵消，使得行星轮和太阳轮3具有更高的承载能力及工作平稳性能，还提高了传动的稳定性，能够满足更高输出转速的要求。
28.具体地，行星架2上开设有销轴孔22，销轴孔22中安装有行星销轴23，行星轮转动连接于行星销轴23上。优选地，行星销轴23上套设有第一径向滑动轴承21，行星轮通过第一径向滑动轴承21转动连接于行星销轴23上，滑动轴承相对于滚动轴承具有更小体积下更高承载能力，同时具有更高的输出转的优点，有助于提高该齿轮传动结构的承载能力和轻量化设计。更为具体地，第一径向滑动轴承21设有两个，两个第一径向滑动轴承21间隔套设于行星销轴23上。在本实施例中，第一径向滑动轴承21上还套设有第二定距环，第二定距环夹设于两个第一径向滑动轴承21之间。
29.在本实施例中，如图1所示，内齿圈7包括第一齿圈71和第二齿圈72，第一齿圈71和第二齿圈72均通过连接螺栓连接于箱体1上，第一齿圈71的内齿和第二齿圈72的内齿均为斜齿且旋向相反以形成所述第一人字齿，内齿圈7通过分部加工，降低了带有人字齿的内齿圈7的加工难度。具体地，行星轮与太阳轮3为齿轮中间带有退刀槽的人字齿轮，便于在行星
轮与太阳轮3上加工出人字齿，使得行星轮与太阳轮3能够通过人字齿啮合。
30.优选地，箱体1上设有行星架安装孔11，行星架2通过轴承转动安装于行星架安装孔11中，使得行星架2相对于箱体1转动顺畅，阻力小。
31.进一步地，太阳轮3上设有花键，空心轴4靠近太阳轮3的一端设有与花键配合的花键孔，实现了太阳轮3和空心轴4的传动连接。
32.在本实施例中，如图2所示，大齿轮5上设置有第四人字齿，输出齿轮轴6上设有第五人字齿，大齿轮5通过第四人字齿与输出齿轮轴6上的第五人字齿啮合，使得动力能够从空心轴4传至输出齿轮轴6上。由于人字齿相对于斜齿和直齿来说具有更高的重合度，其具有更高的承载能力，使得大齿轮5和输出齿轮轴6能够传递更大的扭矩，同时在相同的承载能力下具有更小的体积，有利于提高该齿轮传动结构的承载能力和轻量化设计；另外，由于人字齿包括两个旋向相反的斜齿，其在传递扭矩时产生的轴向力大小相等且方向相反，能够相互抵消，使得大齿轮5和输出齿轮具有更高的承载能力及工作平稳性能，还提高了传动的稳定性，能够满足更高输出转速的要求。
33.具体地，大齿轮5和输出齿轮轴6的啮合部分为中间带有退刀槽的人字齿轮，便于在大齿轮5和输出齿轮轴6上加工出人字齿，使得大齿轮5和输出齿轮轴6能够通过人字齿啮合。可以理解的是，大齿轮5和输出齿轮轴6的啮合部分还可以由两个旋向相反的斜齿轮对接组成的分体式人字齿，大齿轮5和输出齿轮轴6的啮合部分的具体成型方式本实施例不进行限定，只要大齿轮5和输出齿轮轴6的啮合部分能够形成相互啮合的人字齿即可。
34.优选地，空心轴4上套设有第二径向滑动轴承41，空心轴4的两端通过第二径向滑动轴承41转动连接于箱体1，滑动轴承相对于滚动轴承具有更小体积下更高承载能力，同时具有更高的输出速转的优点，有助于提高该齿轮传动结构的承载能力和轻量化设计。具体地，箱体1上开设有第一轴承安装孔12，第二径向滑动轴承41安装于第一轴承安装孔12中，便于第二径向滑动轴承41在箱体1上的定位与安装。更为具体地，空心轴4的每一端的第二径向滑动轴承41均设有两个，两个第二径向滑动轴承41间隔套设于空心轴4上。在本实施例中，第二径向滑动轴承41上还套设有第一定距环44，第一定距环44夹设于两个第一径向滑动轴承21之间，便于两个第一径向滑动轴承21的相对定位。
35.在本实施例中，空心轴4的两端设有定位凸台42，空心轴4上套设有推力滑动轴承43，推力滑动轴承43夹设于定位凸台42和箱体1之间。优选地，第一轴承安装孔12靠近箱体1内壁的一端设置有轴承安装凸台14，推力滑动轴承43夹设于轴承安装凸台14和定位凸台42之间，轴承安装凸台14的设置能够提高第一轴承安装孔12处的结构强度，提高箱体1的安全性。
36.优选地，输出齿轮轴6的两端分别套设有第三径向滑动轴承61，输出齿轮轴6通过第三径向滑动轴承61转动连接于箱体1，滑动轴承相对于滚动轴承具有更小体积下更高承载能力，同时具有更高的输出速转的优点，有助于提高该齿轮传动结构的承载能力和轻量化设计。具体地，第三径向滑动轴承61设有两个，两个第三径向滑动轴承61间隔套设于输出齿轮轴6上。在本实施例中，第三径向滑动轴承61上还套设有第三定距环，第三定距环夹设于两个第三径向滑动轴承61之间，用于对两个第三径向滑动轴承61进行相对定位。
37.在本实施例中，箱体1上开设有第二轴承安装孔13，第三径向滑动轴承61通过第二轴承安装孔13安装于箱体1上，便于第二轴承安装孔13在箱体1上的定位与安装。输出齿轮
轴6的两端通过径向滑动轴承安装在箱体1的第二轴承安装孔13中，输出齿轮轴6可在轴向自由浮动，使得输出齿轮轴6具有自动调心的功能，保证了大齿轮5与输出齿轮轴6的正确平稳啮合。
38.显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。
39.注意，在本说明书的描述中，参考术语“有些实施例”、“其他实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

技术特征：
1.一种齿轮传动结构，其特征在于，包括：箱体(1)；内齿圈(7)，与所述箱体(1)固定连接；动力输入组件，包括行星架(2)、行星轮和太阳轮(3)，所述行星架(2)和所述太阳轮(3)均转动安装于所述箱体(1)中，所述行星架(2)上通过第一径向滑动轴承(21)转动连接所述行星轮，所述行星轮与所述内齿圈(7)啮合，所述太阳轮(3)与所述行星轮啮合；动力输出组件，包括空心轴(4)、大齿轮(5)和输出齿轮轴(6)，所述空心轴(4)和所述输出齿轮轴(6)均转动安装于所述箱体(1)中，所述空心轴(4)与所述太阳轮(3)固定连接，所述大齿轮(5)连接于所述空心轴(4)上，所述输出齿轮轴(6)与所述大齿轮(5)啮合；所述行星轮与所述内齿圈(7)之间、所述太阳轮(3)与所述行星轮之间以及所述输出齿轮轴(6)与所述大齿轮(5)之间均为人字齿啮合。2.根据权利要求1所述的齿轮传动结构，其特征在于，所述内齿圈(7)上设有第一人字齿，所述行星轮上设有第二人字齿，所述第二人字齿与所述第一人字齿啮合；所述太阳轮(3)上设有第三人字齿，所述第三人字齿与所述第二人字齿啮合；所述大齿轮(5)上设置有第四人字齿，所述输出齿轮轴(6)上设有第五人字齿，所述第四人字齿和所述第五人字齿啮合。3.根据权利要求1所述的齿轮传动结构，其特征在于，所述空心轴(4)上套设有第二径向滑动轴承(41)，所述空心轴(4)通过所述第二径向滑动轴承(41)转动连接于所述箱体(1)中。4.根据权利要求3所述的齿轮传动结构，其特征在于，所述空心轴(4)的两端设有定位凸台(42)，所述空心轴(4)上套设有推力滑动轴承(43)，所述推力滑动轴承(43)夹设于所述定位凸台(42)和所述箱体(1)之间。5.根据权利要求4所述的齿轮传动结构，其特征在于，所述箱体(1)上开设有第一轴承安装孔(12)，所述第二径向滑动轴承(41)安装于所述第一轴承安装孔(12)中。6.根据权利要求5所述的齿轮传动结构，其特征在于，所述第一轴承安装孔(12)靠近所述箱体(1)内壁的一端设置有轴承安装凸台(14)，所述推力滑动轴承(43)夹设于所述轴承安装凸台(14)和所述定位凸台(42)之间。7.根据权利要求4所述的齿轮传动结构，其特征在于，所述空心轴(4)上套设有第一定距环(44)，所述第一定距环(44)夹设于所述推力滑动轴承(43)和所述定位凸台(42)之间。8.根据权利要求1所述的齿轮传动结构，其特征在于，所述输出齿轮轴(6)上套设有第三径向滑动轴承(61)，所述输出齿轮轴(6)通过所述第三径向滑动轴承(61)转动连接于所述箱体(1)中。9.根据权利要求8所述的齿轮传动结构，其特征在于，所述箱体(1)上开设有第二轴承安装孔(13)，所述第三径向滑动轴承(61)安装于所述第二轴承安装孔(13)中。10.根据权利要求1所述的齿轮传动结构，其特征在于，所述内齿圈(7)包括第一齿圈(71)和第二齿圈(72)，所述第一齿圈(71)的内齿和所述第二齿圈(72)的内齿均为斜齿且旋向相反以形成人字齿。

技术总结
本实用新型涉及风电齿轮箱技术领域，公开了一种齿轮传动结构，包括：箱体；内齿圈，与箱体固定连接；动力输入组件，包括行星架、行星轮和太阳轮，行星架和太阳轮均转动安装于箱体中，行星架上通过第一径向滑动轴承转动连接行星轮，行星轮与内齿圈啮合，太阳轮与行星轮啮合；动力输出组件，包括空心轴、大齿轮和输出齿轮轴，空心轴和输出齿轮轴均转动安装于箱体中，空心轴与太阳轮固定连接，大齿轮连接于空心轴上，输出齿轮轴与大齿轮啮合；行星轮与内齿圈之间、太阳轮与行星轮之间以及输出齿轮轴与大齿轮之间均为人字齿啮合。该齿轮传动结构不仅能够承载较大的载荷，还能够在相同的承载能力下具有较小的体积。能力下具有较小的体积。能力下具有较小的体积。


技术研发人员：李彩云 王雪丰 张合超
受保护的技术使用者：南京高速齿轮制造有限公司
技术研发日：2021.10.27
技术公布日：2022/5/25