風(fēng)電齒輪箱行星差動(dòng)結(jié)構(gòu)簡介與速比計(jì)算

　　隨著全球風(fēng)能行業(yè)的快速發(fā)展以及現(xiàn)代風(fēng)電技術(shù)的日趨成熟，發(fā)展大功率風(fēng)電機(jī)組已成為必然趨勢(shì)。在2.5MW以及更大功率的風(fēng)電機(jī)組中，以行星差動(dòng)結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)的功率分流風(fēng)電齒輪箱是一種常見的結(jié)構(gòu)。

　　

　　差動(dòng)輪系是指具有兩個(gè)或兩個(gè)以上自由度的輪系，亦即具有對(duì)應(yīng)的兩個(gè)或兩個(gè)以上的主動(dòng)件的輪系。行星差動(dòng)輪系中，一般選用內(nèi)齒圈、行星架和太陽輪中的2個(gè)作為輸入主動(dòng)件，剩下的1個(gè)作為輸出從動(dòng)件。

　　

　　行星差動(dòng)結(jié)構(gòu)具有體積小，重量輕，傳動(dòng)比范圍大，效率高和工作平穩(wěn)等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)差動(dòng)輪系還可以用于速度的合成與分解或用于變速傳動(dòng)，所以應(yīng)用日益廣泛。但缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，制造精度要求較高，制造安裝較困難。

　　

　　行星差動(dòng)結(jié)構(gòu)有不同的功率分流型式，下圖是一種典型的行星差動(dòng)結(jié)構(gòu)風(fēng)電齒輪箱的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)示意圖，我們以此為例，分析其傳動(dòng)比的計(jì)算推導(dǎo)。

圖一：一種行星差動(dòng)結(jié)構(gòu)風(fēng)電齒輪箱的結(jié)構(gòu)示意圖

　　

　　在圖一所示的結(jié)構(gòu)中，第一級(jí)行星輪系的行星架作為整個(gè)齒輪箱的輸入主動(dòng)件，同時(shí)該行星架與第二級(jí)行星輪系的內(nèi)齒圈聯(lián)結(jié)。第一級(jí)行星輪系的內(nèi)齒圈固定，太陽輪與第三級(jí)行星輪系的行星架聯(lián)結(jié)。第二級(jí)行星輪系的行星架固定，太陽輪與第三級(jí)行星輪系的內(nèi)齒圈聯(lián)結(jié)。第三級(jí)行星輪系采用差動(dòng)結(jié)構(gòu)，內(nèi)齒圈和行星架作為2個(gè)主動(dòng)件，太陽輪作為從動(dòng)件與第四級(jí)平行輪系的主動(dòng)齒輪聯(lián)結(jié)。第四級(jí)平行輪系的從動(dòng)齒輪作為整個(gè)齒輪箱的輸出件。

　　

　　設(shè)各級(jí)傳動(dòng)件的齒數(shù)和轉(zhuǎn)速用表一中的代號(hào)表示，依次對(duì)各級(jí)輪系進(jìn)行轉(zhuǎn)速分析。

　　

　　表一：各級(jí)傳動(dòng)件的齒數(shù)和轉(zhuǎn)速代號(hào)

　　第一級(jí)行星輪系：

　　第二級(jí)行星輪系：

　　第三級(jí)行星輪系：

　　第四級(jí)平行輪系：

　　

　　根據(jù)傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的聯(lián)結(jié)關(guān)系，結(jié)合以上4式，推導(dǎo)可得整個(gè)齒輪箱的傳動(dòng)比i的計(jì)算公式如下：

　　

　　結(jié)合以上4式，推導(dǎo)可得整個(gè)齒輪箱的傳動(dòng)比i的計(jì)算公式如下：

　　

　　作者  柴豐進(jìn)    高級(jí)工程師

　　

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