一种集成式新型风电齿轮箱的制作方法

1.本发明涉及风力发电用设备技术领域，具体为一种集成式新型风电齿轮箱。


背景技术：

2.风力发电机组中的齿轮箱是一个重要的机械部件，其主要功用是将风轮在风力作用下所产生的动力传递给发电机并使其得到相应的转速；
3.齿轮箱是风力发电机组最为关键的部件之一，工作环境十分恶劣，在运行过程中经受载荷的大小和方向都难以预测，瞬间载荷、随时间变化的变幅交变载荷的大量不确定性等导致风力发电机组极易发生故障，作为风力发电机组中主要传动部件，齿轮箱是目前风力发电机组最容易产生故障的零部件之一，由于风力发电机组一般安装在荒郊野外、山口、海边等偏远地区，齿轮箱、发电机等部件又安装于距地面几十米高度的狭小的机舱内，因为机舱空间有限、环境恶劣、交通不便、齿轮箱一旦出现故障，修复十分困难，另如若齿轮箱出现故障后不能在塔上维修须下塔处理的话，维修费用较高，且整个维修周期较长；
4.风电齿轮箱在长时间使用后，齿轮箱内腔中的齿轮极易出现不同程度的损伤，齿轮损伤主要包括轮齿断齿、点蚀、齿面胶合、齿面磨损等，齿轮断齿常由细微裂纹逐步扩展而成，例如突发性的阵风或者电网故障导致的突发载荷、发生故障时的紧急制动等，都会产生较大载荷，有时甚至数倍超过额定载荷，进一步引起齿轮的过载折断，从而将严重影响风场的经济效益，不便于使用。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种集成式新型风电齿轮箱，以至少解决现有技术中提出的齿轮极易出现断齿的情况的问题。
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种集成式新型风电齿轮箱，包括：外壳；动力轴，所述动力轴的内端通过轴承可转动的设置于外壳的内腔，所述动力轴的外端延伸出外壳的前侧；行星齿轮，所述行星齿轮套接于动力轴的外壁内侧，并通过顶丝锁紧；动力齿轮，所述动力齿轮套接于动力轴的外壁内侧，并通过顶丝锁紧；挡板，所述挡板固定设置于动力轴的外壁内侧；滚珠，所述滚珠的数量为若干个，若干所述滚珠分别可转动的沿周向等距的设置于挡板的内腔；第一抱死轮，所述第一抱死轮设置于动力轴的后端；联动机构，所述联动机构设置于外壳的内腔；输出轴，所述输出轴的前端通过轴承可转动的设置于外壳的内腔，所述输出轴的后端延伸出外壳的后侧；输出齿轮，所述输出齿轮套接于输出轴的外壁前侧，并通过顶丝锁紧；第二抱死轮，所述第二抱死轮设置于输出轴的外壁前侧。
7.优选的，为了带动输出轴旋转，所述联动机构包括：支撑杆，所述支撑杆的数量为两个，两个所述支撑杆的前后两端分别设置于外壳的内腔前后两侧左右两端；连动杆，所述连动杆可滑动且可转动的套接于支撑杆的外壁；弹簧，所述弹簧套接于支撑杆的外壁前侧，所述弹簧的前端卡接于外壳的内腔前侧，所述弹簧的后端卡接于连动杆的前端；第一联动齿轮，所述第一联动齿轮套接于连动杆的外壁前侧，并通过顶丝锁紧，两个所述第一联动齿
轮均与动力齿轮相啮合；第二联动齿轮，所述第二联动齿轮套接于连动杆的外壁后侧，并通过顶丝锁紧，两个所述第二联动齿轮均与输出齿轮相啮合。
8.优选的，为了进行紧急制动，所述联动机构还包括：第一抱死盘，所述第一抱死盘的左右两端分别通过轴承可转动的设置于两个连动杆的外壁前侧，所述第一抱死盘的后侧和滚珠的外壁相接触，所述第一抱死盘的内腔套接于动力轴的外壁，且第一抱死盘的内腔和动力轴的外壁存在间隙；第三抱死轮，所述第三抱死轮设置于连动杆的外壁前侧；第二抱死盘，所述第二抱死盘的左右两侧分别通过轴承可转动的设置于两个连动杆的外壁后侧，所述第二抱死盘的内腔套接于输出轴的外壁，且第二抱死盘的内腔和输出轴的外壁存在间隙。
9.优选的，为了带动连动杆移动，所述联动机构还包括：永磁铁，所述永磁铁设置于连动杆的外壁后侧；电磁铁，所述电磁铁套接于支撑杆的外壁后侧。
10.优选的，为了对连动杆进行制动，所述外壳的内腔还设置有：抱死板，所述抱死板的左右两侧分别设置于外壳的内腔左右两侧中部，所述抱死板的左右两侧分别套接于两个连动杆的外壁，所述抱死板和连动杆之间存在间隙。
11.优选的，所述第一抱死盘的后侧中部、第二抱死盘的后侧中部和抱死板的前侧左右两端均沿周向设置有若干抱死杆，位于第一抱死盘后侧的抱死杆和第一抱死轮相匹配，位于第二抱死盘后侧的抱死杆和第二抱死轮相匹配，位于抱死板前侧左右两端的抱死杆分别和两个第三抱死轮相匹配。
12.优选的，所述滚珠延伸进挡板内腔中的长度大于其半径。
13.优选的，所述第一抱死轮和位于第一抱死盘后侧的抱死杆之间的距离、第二抱死轮和位于第二抱死盘后侧的抱死杆之间的距离还有第三抱死轮和位于抱死板前侧的抱死杆之间的距离均相同，且距离大于动力齿轮、第一联动齿轮、第二联动齿轮和输出齿轮的厚度。
14.本发明提出的一种集成式新型风电齿轮箱，有益效果在于：
15.1、本发明通过动力轴连接风力发电机的扇叶，通过输出轴连接发电机，通过动力齿轮、第一联动齿轮、第二联动齿轮和输出齿轮之间的配合可以利用动力轴带动输出轴进行旋转；
16.2、本发明当需要进行紧急制动时，启动电磁铁，利用电磁铁和永磁铁之间的配合带动连动杆在支撑杆的外壁向后移动，并拉伸弹簧发生弹性形变，连动杆向后移动的过程中可以带动第一联动齿轮、第一抱死盘、第三抱死轮、第二联动齿轮和第二抱死盘向后移动，直至第一抱死轮的外壁和位于第一抱死盘后侧的抱死杆的外壁相接触，第二抱死轮的外壁和位于第二抱死盘后侧的抱死杆的外壁相接触，第三抱死轮和位于抱死板前侧的抱死杆的外壁相接触，从而可以同步对动力轴、连动杆和输出轴进行紧急制动，此时动力齿轮和第一联动齿轮分离，第二联动齿轮和输出齿轮分离，从而可以防止动力齿轮、第一联动齿轮、第二联动齿轮和输出齿轮因紧急制动而产生的载荷而损坏；
17.3、本发明在进行紧急制动时，可以将动力齿轮和第一联动齿轮分离，第二联动齿轮和输出齿轮分离，从而可以防止动力齿轮、第一联动齿轮、第二联动齿轮和输出齿轮因紧急制动而产生的载荷而损坏，降低对风场经济效益的影响，便于使用。
附图说明
18.图1为本发明结构示意图；
19.图2为本发明的爆炸图；
20.图3为联动机构的俯视图；
21.图4为联动机构的爆炸图；
22.图5为抱死杆的结构示意图；
23.图6为本发明的a处放大图。
24.图中：1、外壳，2、动力轴，3、行星齿轮，4、动力齿轮，5、挡板，6、第一抱死轮，7、联动机构，71、支撑杆，72、连动杆，73、弹簧，74、第一联动齿轮，75、第一抱死盘，76、抱死杆，77、第三抱死轮，78、第二联动齿轮，79、第二抱死盘，710、永磁铁，711、电磁铁，8、抱死板，9、输出轴，10、输出齿轮，11、第二抱死轮，12、滚珠。
具体实施方式
25.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通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，都属于本发明保护的范围。
26.请参阅图1-6，本发明提供一种集成式新型风电齿轮箱技术方案，包括：外壳1、动力轴2、行星齿轮3、动力齿轮4、挡板5、第一抱死轮6、联动机构7、抱死板8、输出轴9、输出齿轮10、第二抱死轮11和滚珠12，动力轴2的内端通过轴承可转动的设置于外壳1的内腔，动力轴2的外端延伸出外壳1的前侧，通过动力轴2连接风力发电扇叶，行星齿轮3套接于动力轴2的外壁内侧，并通过顶丝锁紧，行星齿轮3为现有技术，在此不过多赘述，动力齿轮4套接于动力轴2的外壁内侧，并通过顶丝锁紧，挡板5固定设置于动力轴2的外壁内侧，挡板5用于对连动杆72进行限位，滚珠12的数量为若干个，若干滚珠12分别可转动的沿周向等距的设置于挡板5的内腔，利用滚珠12的滚动可以防止挡板5旋转时与第一抱死盘75发生摩擦，第一抱死轮6设置于动力轴2的后端，联动机构7设置于外壳1的内腔，联动机构7用于带动输出轴9进行旋转，抱死板8的左右两侧分别设置于外壳1的内腔左右两侧中部，抱死板8的左右两侧分别套接于两个连动杆72的外壁，抱死板8和连动杆72之间存在间隙，输出轴9的前端通过轴承可转动的设置于外壳1的内腔，输出轴9的后端延伸出外壳1的后侧，输出轴9用于连接发电机，输出齿轮10套接于输出轴9的外壁前侧，并通过顶丝锁紧，第二抱死轮11设置于输出轴9的外壁前侧。
27.作为优选方案，更进一步的，联动机构7包括：支撑杆71、连动杆72、弹簧73、第一联动齿轮74、第一抱死盘75、抱死杆76、第三抱死轮77、第二联动齿轮78、第二抱死盘79、永磁铁710和电磁铁711，支撑杆71的数量为两个，两个支撑杆71的前后两端分别设置于外壳1的内腔前后两侧左右两端，连动杆72可滑动且可转动的套接于支撑杆71的外壁，弹簧73套接于支撑杆71的外壁前侧，弹簧73的前端卡接于外壳1的内腔前侧，弹簧73的后端卡接于连动杆72的前端，弹簧73为旋转弹簧受到外力挤压或者拉伸后发生弹性形变，外力去除后恢复成初始状态，在此不过多赘述，弹簧73在此用于拉动连动杆72，第一联动齿轮74套接于连动杆72的外壁前侧，并通过顶丝锁紧，两个第一联动齿轮74均与动力齿轮4相啮合，第二联动
齿轮78套接于连动杆72的外壁后侧，并通过顶丝锁紧，两个第二联动齿轮78均与输出齿轮10相啮合，第一抱死盘75的左右两端分别通过轴承可转动的设置于两个连动杆72的外壁前侧，第一抱死盘75的后侧和滚珠12的外壁相接触，第一抱死盘75的内腔套接于动力轴2的外壁，且第一抱死盘75的内腔和动力轴2的外壁存在间隙，第三抱死轮77设置于连动杆72的外壁前侧，第二抱死盘79的左右两侧分别通过轴承可转动的设置于两个连动杆72的外壁后侧，第二抱死盘79的内腔套接于输出轴9的外壁，且第二抱死盘79的内腔和输出轴9的外壁存在间隙，永磁铁710设置于连动杆72的外壁后侧，永磁铁710为现有技术，在此不过多赘述，电磁铁711套接于支撑杆71的外壁后侧，电磁铁711为现有技术，在此不过多赘述，电磁铁711在此和永磁铁710配合可以拉动连动杆72向后移动，第一抱死盘75的后侧中部、第二抱死盘79的后侧中部和抱死板8的前侧左右两端均沿周向设置有若干抱死杆76，位于第一抱死盘75后侧的抱死杆76和第一抱死轮6相匹配，位于第二抱死盘79后侧的抱死杆76和第二抱死轮11相匹配，位于抱死板8前侧左右两端的抱死杆76分别和两个第三抱死轮77相匹配，利用第一抱死盘75后侧的抱死杆76和第一抱死轮6之间的配合可以对动力轴2进行制动，利用第二抱死盘79后侧的抱死杆76和第二抱死轮11之前配合可以对输出轴9进行制动，利用位于抱死板8前侧左右两端的抱死杆76分别和两个第三抱死轮77之间配合可以对连动杆72进行制动，第一抱死轮6和位于第一抱死盘75后侧的抱死杆76之间的距离、第二抱死轮11和位于第二抱死盘79后侧的抱死杆之间的距离还有第三抱死轮77和位于抱死板8前侧的抱死杆之间的距离均相同，保证连动杆72向后移动时，可以同步对动力轴2、连动杆72和输出轴9进行制动，且距离大于动力齿轮4、第一联动齿轮74、第二联动齿轮78和输出齿轮10的厚度，保证动力齿轮4可以和第一联动齿轮74分离，第二联动齿轮78可以和输出齿轮10分离。
28.其详细连接手段，为本领域公知技术，下述主要介绍工作原理以及过程，具体工作如下。
29.使用时，将动力轴2和风力发电的扇叶连接，将输出轴9和发电机连接，当风力发电扇叶旋转时，可以通过动力轴2带动行星齿轮3、动力齿轮4、挡板5和第一抱死轮6旋转，通过利用动力齿轮4和第一联动齿轮74之间的配合带动连动杆72进行旋转，由于动力齿轮4的直径大于第一联动齿轮74的直径，从而可以加快连动杆72的旋转速度，连动杆72旋转可以带动第三抱死轮77、第二联动齿轮78进行旋转，第二联动齿轮78旋转可以和输出齿轮10配合带动输出轴9进行旋转，由于第二联动齿轮78的直径大于输出齿轮10的直径，从而可以加快输出轴9的旋转速度，通过输出轴9带动发电机进行发电，当出现事故需要紧急制动时，启动电磁铁711，利用电磁铁711和永磁铁710之间配合可以吸动连动杆72向后移动，并拉动弹簧73发生弹性形变，连动杆72向后移动可以带动第一联动齿轮74、第一抱死盘75、第三抱死轮77、第二联动齿轮78和第二抱死盘79向后移动，直至第一抱死轮6的外壁和位于第一抱死盘75后侧的抱死杆76的外壁相接触，第二抱死轮11的外壁和位于第二抱死盘79后侧的抱死杆76的外壁相接触，第三抱死轮77和位于抱死板8前侧的抱死杆76的外壁相接触，从而可以同步对动力轴2、连动杆72和输出轴9进行紧急制动，此时动力齿轮4和第一联动齿轮74分离，第二联动齿轮78和输出齿轮10分离，从而可以防止动力齿轮4、第一联动齿轮74、第二联动齿轮78和输出齿轮10因紧急制动而产生的载荷而损坏，本发明在进行紧急制动时，可以将动力齿轮4和第一联动齿轮74分离，第二联动齿轮78和输出齿轮10分离，从而可以防止动力
齿轮4、第一联动齿轮74、第二联动齿轮78和输出齿轮10因紧急制动而产生的载荷而损坏，降低对风场经济效益的影响，便于使用。
30.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：
1.一种集成式新型风电齿轮箱，其特征在于，包括：外壳(1)；动力轴(2)，所述动力轴(2)的内端通过轴承可转动的设置于外壳(1)的内腔，所述动力轴(2)的外端延伸出外壳(1)的前侧；行星齿轮(3)，所述行星齿轮(3)套接于动力轴(2)的外壁内侧，并通过顶丝锁紧；动力齿轮(4)，所述动力齿轮(4)套接于动力轴(2)的外壁内侧，并通过顶丝锁紧；挡板(5)，所述挡板(5)固定设置于动力轴(2)的外壁内侧；滚珠(12)，所述滚珠(12)的数量为若干个，若干所述滚珠(12)分别可转动的沿周向等距的设置于挡板(5)的内腔；第一抱死轮(6)，所述第一抱死轮(6)设置于动力轴(2)的后端；联动机构(7)，所述联动机构(7)设置于外壳(1)的内腔；输出轴(9)，所述输出轴(9)的前端通过轴承可转动的设置于外壳(1)的内腔，所述输出轴(9)的后端延伸出外壳(1)的后侧；输出齿轮(10)，所述输出齿轮(10)套接于输出轴(9)的外壁前侧，并通过顶丝锁紧；第二抱死轮(11)，所述第二抱死轮(11)设置于输出轴(9)的外壁前侧。2.根据权利要求1所述的一种集成式新型风电齿轮箱，其特征在于：所述联动机构(7)包括：支撑杆(71)，所述支撑杆(71)的数量为两个，两个所述支撑杆(71)的前后两端分别设置于外壳(1)的内腔前后两侧左右两端；连动杆(72)，所述连动杆(72)可滑动且可转动的套接于支撑杆(71)的外壁；弹簧(73)，所述弹簧(73)套接于支撑杆(71)的外壁前侧，所述弹簧(73)的前端卡接于外壳(1)的内腔前侧，所述弹簧(73)的后端卡接于连动杆(72)的前端；第一联动齿轮(74)，所述第一联动齿轮(74)套接于连动杆(72)的外壁前侧，并通过顶丝锁紧，两个所述第一联动齿轮(74)均与动力齿轮(4)相啮合；第二联动齿轮(78)，所述第二联动齿轮(78)套接于连动杆(72)的外壁后侧，并通过顶丝锁紧，两个所述第二联动齿轮(78)均与输出齿轮(10)相啮合。3.根据权利要求2所述的一种集成式新型风电齿轮箱，其特征在于：所述联动机构(7)还包括：第一抱死盘(75)，所述第一抱死盘(75)的左右两端分别通过轴承可转动的设置于两个连动杆(72)的外壁前侧，所述第一抱死盘(75)的后侧和滚珠(12)的外壁相接触，所述第一抱死盘(75)的内腔套接于动力轴(2)的外壁，且第一抱死盘(75)的内腔和动力轴(2)的外壁存在间隙；第三抱死轮(77)，所述第三抱死轮(77)设置于连动杆(72)的外壁前侧；第二抱死盘(79)，所述第二抱死盘(79)的左右两侧分别通过轴承可转动的设置于两个连动杆(72)的外壁后侧，所述第二抱死盘(79)的内腔套接于输出轴(9)的外壁，且第二抱死盘(79)的内腔和输出轴(9)的外壁存在间隙。4.根据权利要求3所述的一种集成式新型风电齿轮箱，其特征在于：所述联动机构(7)还包括：永磁铁(710)，所述永磁铁(710)设置于连动杆(72)的外壁后侧；
电磁铁(711)，所述电磁铁(711)套接于支撑杆(71)的外壁后侧。5.根据权利要求4所述的一种集成式新型风电齿轮箱，其特征在于：所述外壳(1)的内腔还设置有：抱死板(8)，所述抱死板(8)的左右两侧分别设置于外壳(1)的内腔左右两侧中部，所述抱死板(8)的左右两侧分别套接于两个连动杆(72)的外壁，所述抱死板(8)和连动杆(72)之间存在间隙。6.根据权利要求5所述的一种集成式新型风电齿轮箱，其特征在于：所述第一抱死盘(75)的后侧中部、第二抱死盘(79)的后侧中部和抱死板(8)的前侧左右两端均沿周向设置有若干抱死杆(76)，位于第一抱死盘(75)后侧的抱死杆(76)和第一抱死轮(6)相匹配，位于第二抱死盘(79)后侧的抱死杆(76)和第二抱死轮(11)相匹配，位于抱死板(8)前侧左右两端的抱死杆(76)分别和两个第三抱死轮(77)相匹配。7.根据权利要求6所述的一种集成式新型风电齿轮箱，其特征在于：所述滚珠(12)延伸进挡板(5)内腔中的长度大于其半径。8.根据权利要求7所述的一种集成式新型风电齿轮箱，其特征在于：所述第一抱死轮(6)和位于第一抱死盘(75)后侧的抱死杆(76)之间的距离、第二抱死轮(11)和位于第二抱死盘(79)后侧的抱死杆之间的距离还有第三抱死轮(77)和位于抱死板(8)前侧的抱死杆之间的距离均相同，且距离大于动力齿轮(4)、第一联动齿轮(74)、第二联动齿轮(78)和输出齿轮(10)的厚度。

技术总结
本发明公开了一种集成式新型风电齿轮箱，包括：外壳；动力轴，动力轴的内端通过轴承可转动的设置于外壳的内腔，动力轴的外端延伸出外壳的前侧；行星齿轮，行星齿轮套接于动力轴的外壁内侧，并通过顶丝锁紧；动力齿轮，动力齿轮套接于动力轴的外壁内侧，并通过顶丝锁紧；挡板，挡板固定设置于动力轴的外壁内侧；滚珠，滚珠的数量为若干个，若干滚珠分别可转动的沿周向等距的设置于挡板的内腔。本发明在进行紧急制动时，可以将动力齿轮和第一联动齿轮分离，第二联动齿轮和输出齿轮分离，从而可以防止动力齿轮、第一联动齿轮、第二联动齿轮和输出齿轮因紧急制动而产生的载荷而损坏，降低对风场经济效益的影响，便于使用。便于使用。便于使用。


技术研发人员：李湘江 祝鹏 盛丽英 曹贵平
受保护的技术使用者：江苏锡华新能源科技股份有限公司
技术研发日：2023.07.05
技术公布日：2023/9/22