一种齿轮箱及传动链

技术领域

本发明涉及风力发电技术领域，尤其涉及一种齿轮箱及传动链。

背景技术

风电作为可再生能源，加速发展并实现其能源替代作用、推动能源消费结构优化，既是整个能源产业与社会经济的发展需要，也是风电产业自身的发展目标。

在风电齿轮箱中，风电齿轮箱内的第一级行星结构需要与主轴连接，具体地，第一级行星结构包括太阳轮、行星轮、行星架和齿圈，其中多个行星轮环设并啮合连接于太阳轮，齿圈连接于箱体，且齿圈啮合连接于多个行星轮，外部的主轴通过轴承转动连接于轴承座，主轴直接连接于行星架，主轴带动行星架和行星轮转动，进而带动太阳轮转动，其中行星架直接固定于主轴上，行星架不需要通过轴承支撑在箱体内。

但是，主轴与行星架直接连接的方式，行星架属于悬臂状态，在工作状态下，主轴产生的变形会传递至行星架，使行星架产生径向的位移，当箱体与行星架之间出现很大轴线偏心量时，导致润滑油泄漏非常严重，无法满足润滑油的有效传递。

基于此，亟需一种齿轮箱及传动链，以解决上述存在的问题。

发明内容

基于以上所述，本发明的目的在于提供一种齿轮箱及传动链，取消了第一行星传动结构内的行星架，降低了生产成本，降低齿轮箱设计难度，且提高了对第一行星传动结构的润滑效果。

为达上述目的，本发明采用以下技术方案：

一方面，提供一种齿轮箱，包括：

箱体；

第一行星传动结构，包括第一太阳轮、第一齿圈、多个第一销轴和多个第一行星轮，多个所述第一行星轮环设且啮合连接于所述第一太阳轮，所述第一齿圈环设且啮合连接于多个所述第一行星轮，所述第一销轴安装于所述箱体，每个所述第一行星轮设置于一个第一销轴上；

主轴，所述主轴转动连接于所述箱体，且所述主轴连接于所述第一齿圈。

作为一种齿轮箱的优选技术方案，还包括第二行星传动结构，所述第二行星传动结构包括第二太阳轮、第二齿圈、行星架、多个第二销轴和多个第二行星轮，多个所述第二行星轮环设且啮合连接于所述第二太阳轮，所述第二齿圈环设且啮合连接于多个所述第二行星轮，所述第二齿圈固定于所述箱体上，所述第二销轴安装于所述行星架，每个所述第二行星轮设置于一个第二销轴上，所述第一太阳轮连接于所述行星架。

作为一种齿轮箱的优选技术方案，所述第二行星传动结构为多个，多个所述第二行星传动结构沿所述第二行星传动结构的轴线方向依次连接，前一个所述第二行星传动结构的所述第二太阳轮连接于后一个所述第二行星传动结构的所述行星架。

作为一种齿轮箱的优选技术方案，最后一个所述第二行星传动结构的所述第二太阳轮连接于输出齿轮，所述输出齿轮转动连接于所述箱体。

作为一种齿轮箱的优选技术方案，还包括多个输出齿轮轴，所述输出齿轮轴转动连接于所述箱体，多个所述输出齿轮轴环设且啮合连接于所述输出齿轮。

作为一种齿轮箱的优选技术方案，还包括多个发电机，多个所述发电机与多个所述输出齿轮轴一一对应，所述发电机包括电机转子和电机定子，所述电机转子连接于所述输出齿轮轴，所述电机定子连接于所述箱体。

作为一种齿轮箱的优选技术方案，所述电机转子通过花键连接于所述输出齿轮轴；或

所述电机转子通过法兰连接于所述输出齿轮轴；或

所述电机转子通过联轴器连接于所述输出齿轮轴；或

所述电机转子通过收缩盘连接于所述输出齿轮轴。

作为一种齿轮箱的优选技术方案，还包括转架法兰，所述转架法兰沿径向间隔设置有两个法兰连接部，一个所述法兰连接部用于连接主轴，另一个所述法兰连接部用于连接所述第一齿圈。

作为一种齿轮箱的优选技术方案，还包括主轴轴承座，所述主轴轴承座连接于所述箱体的端部，所述主轴转动连接于所述主轴轴承座。

另一方面，提供一种传动链，包括以上任一方案所述的齿轮箱。

本发明的有益效果为：

本发明提供一种齿轮箱及传动链，首先，主轴带动第一齿圈转动，然后第一齿圈带动第一行星轮绕第一销轴自转，由于第一销轴连接于箱体，第一行星轮相对箱体位置固定，便于对第一行星轮进行润滑，提高润滑效果，最后自转的第一行星轮带动第一太阳轮转动，实现动力输出。本发明相对于现有技术，第一行星传动结构内未设置行星架，降低了生产成本，提高了第一行星轮的安装稳固性，无需考虑箱体与行星架之间的密封问题，降低设计难度，且提高了对第一行星传动结构的润滑效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。

图1是本发明具体实施方式提供的齿轮箱的剖视图。

图中标记如下：

1、箱体；

2、第一行星传动结构；21、第一太阳轮；22、第一齿圈；23、第一行星轮；24、第一销轴；

31、主轴；32、主轴轴承座；33、第一轴承；

4、第二行星传动结构；41、第二太阳轮；42、第二齿圈；43、行星架；431、第一连接部；44、第二行星轮；45、第二轴承；46、第二销轴；

51、输出齿轮；511、齿轮轴部；52、第三轴承；

61、输出齿轮轴；62、第四轴承；

7、转架法兰；71、法兰连接部；8、发电机。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

在本发明的描述中，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发明中的具体含义。

在本发明中，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。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

如图1所示，本实施例提供一种传动链，该传动链包括齿轮箱，该齿轮箱包括箱体1、第一行星传动结构2和主轴31。

具体地，第一行星传动结构2包括第一太阳轮21、第一齿圈22、多个第一销轴24和多个第一行星轮23，多个第一行星轮23环设且啮合连接于第一太阳轮21，第一齿圈22环设且啮合连接于多个第一行星轮23，第一销轴24安装于箱体1，每个第一行星轮23设置于一个第一销轴24上；主轴31转动连接于箱体1，且主轴31连接于第一齿圈22。

工作时，首先，主轴31带动第一齿圈22转动，然后第一齿圈22带动第一行星轮23绕第一销轴24自转，由于第一销轴24连接于箱体1，第一行星轮23相对箱体1位置固定，便于对第一行星轮23的润滑，提高润滑效果，最后自转的第一行星轮23带动第一太阳轮21转动，实现动力输出。本实施例相对于现有技术，第一行星传动结构2内未设置行星架，降低了生产成本，提高了第一行星轮23的安装稳固性，且无需考虑箱体1与行星架之间的密封问题，降低设计难度，且提高了对第一行星传动结构2的润滑效果。

本实施例中，该齿轮箱还包括转架法兰7，转架法兰7沿径向间隔设置有两个法兰连接部71，一个法兰连接部71用于连接主轴31，另一个法兰连接部71用于连接第一齿圈22。本实施例中，小径的法兰连接部71通过螺钉连接于主轴31，大径的法兰连接部71通过螺钉连接于第一齿圈22。优选地，在不与其他零部件干涉的前提下，小径的法兰连接部71向靠近主轴31的方向延伸有第一加厚部，大径的法兰连接部71向靠近主轴31的方向延伸有第二加厚部，因此，两个法兰连接部71的厚度大于转架法兰7的主体的厚度，能够提高转架法兰7分别与主轴31和第一齿圈22的连接强度。

该齿轮箱还包括主轴轴承座32，主轴轴承座32连接于箱体1的端部，主轴31转动连接于主轴轴承座32。其中，主轴轴承座32可通过螺钉连接于箱体1的端部，主轴31的外壁间隔设置有两个第一轴承33，两个第一轴承33设置于主轴轴承座32与主轴31之间，提高了主轴31的转动平稳性和可靠性。

优选地，该齿轮箱还包括第二行星传动结构4，第二行星传动结构4包括第二太阳轮41、第二齿圈42、行星架43、多个第二销轴46和多个第二行星轮44，多个第二行星轮44环设且啮合连接于第二太阳轮41，第二齿圈42环设且啮合连接于多个第二行星轮44，第二齿圈42固定于箱体1上，第二销轴46安装于行星架43，每个第二行星轮44设置于一个第二销轴46上，第一太阳轮21连接于行星架43。其中，行星架43设置有管状的第一连接部431，第一太阳轮21设置有第一连接孔，第一连接部431穿设于第一连接孔内，且第一连接部431与第一连接孔通过花键连接，实现了第一太阳轮21连接于第二行星传动结构4的行星架43。工作时，第一太阳轮21能够带动行星架43转动，行星架43带动多个第二行星轮44绕第二行星传动结构4的轴线转动，进而带动第二太阳轮41转动，以实现逐级降低齿轮箱的输出转速。

优选地，行星架43通过第二轴承45转动连接于箱体1，提高第二行星传动结构4的稳固性。

优选地，第二行星传动结构4为多个，多个第二行星传动结构4沿第二行星传动结构4的轴线方向依次连接，前一个第二行星传动结构4的第二太阳轮41连接于后一个第二行星传动结构4的行星架43。本实施例中，第一行星传动结构2和多个第二行星传动结构4组成行星级，进一步降低齿轮箱的输出转速。其中，第二太阳轮41设置有第二连接孔，后一个行星架43的第一连接部431穿设于前一个第二太阳轮41的第二连接孔内，且第一连接部431与第二连接孔通过花键连接，实现了前一个第二行星传动结构4的第二太阳轮41连接于后一个第二行星传动结构4的行星架43。

本实施例中，第二行星传动结构4为两个，分别为二级行星结构和三级行星结构，二级行星结构的行星架43连接于第一太阳轮23，二级行星结构的第二太阳轮41连接于三级行星结构的行星架43，第一行星传动结构2、二级行星结构和三级行星结构共同组成串联的三级行星传动。

进一步地，最后一个第二行星传动结构4的第二太阳轮41连接于输出齿轮51，即三级行星结构的第二太阳轮41连接于输出齿轮51，输出齿轮51设置有齿轮轴部511，第二太阳轮41通过花键连接齿轮轴部511。其中，输出齿轮51与齿轮轴部511可一体成型，也可以为分体结构，本实施例采用分体结构。

优选地，输出齿轮51的齿轮轴部511通过第三轴承52转动连接于箱体1内，提高了输出齿轮51的转动平稳性。

现有技术中，对于半直驱结构传动链，随着风电齿轮箱功率增大，电机载荷及转速增大，输出轴转速会成为瓶颈。优选地，该齿轮箱还包括多个输出齿轮轴61，多个输出齿轮轴61环设且啮合连接于输出齿轮51。其中，输出齿轮51和多个输出齿轮轴61组成平行级，该齿轮箱通过输出齿轮51带动多个输出齿轮轴61转动，实现了功率分流，通过多根输出齿轮轴61输出，与多个发电机8集成连接设计，提高了输出齿轮51的极限转速，降低了传动链重量及成本。

本实施例中，该齿轮箱还包括多个发电机8，多个发电机8与多个输出齿轮51一一对应，发电机8包括电机转子和电机定子，电机转子连接于输出齿轮轴61，电机定子连接于箱体1。输出齿轮轴61带动电机转子转动时，发电机8发电，每个输出齿轮轴61均可带动发电机8发电。

本实施例中，输出齿轮51与多个输出齿轮轴61之间的转速比相同，以使多个输出齿轮轴61的输出功率相同。

进一步地，电机转子通过花键连接于输出齿轮轴61；或电机转子通过法兰连接于输出齿轮轴61；或电机转子通过联轴器连接于输出齿轮轴61；或电机转子通过收缩盘连接于输出齿轮轴61。

优选地，输出齿轮轴61通过第四轴承62转动连接于箱体1，提高了输出齿轮轴61的转动平稳性。

本实施例中，该齿轮箱采用行星级与平行级配合的结构，平行级采用功率分流的形式，由一个输出齿轮51带动多个输出齿轮轴61转动，各输出齿轮轴61可带动多个独立的发电机8工作。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域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发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。