大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組齒輪傳動(dòng)技術(shù)的進(jìn)展

　　低速重載行星齒輪傳動(dòng)裝置的行星架通常多采用雙支撐結(jié)構(gòu)，如圖6（a）所示，齒輪承載不均勻問題受制造和安裝誤差、輪齒變形以及溫度變化等因素的影響，除了采用合理的均載機(jī)構(gòu)（如太陽輪浮動(dòng)）得到部分緩解外，行星輪上仍然受不均勻載荷的作用，直接影響傳動(dòng)質(zhì)量。為此增加彈性元件均載機(jī)構(gòu)可進(jìn)一步改善載荷分布狀況，使用柔性行星輪軸是其中的一種簡(jiǎn)單有效的形式。
　　如圖6（b）所示，行星架采用單支撐，彈性心軸與行星架和心軸外面的彈性軸套過盈連接，彈性套懸臂固定在心軸的自由端，軸套上安裝滾動(dòng)軸承，行星輪在軸承上旋轉(zhuǎn)。當(dāng)載荷作用于中間或行星輪左端位置時(shí)，心軸和軸套產(chǎn)生變形，心軸和行星輪軸線發(fā)生傾斜，于是載荷延齒寬方向轉(zhuǎn)移，使輪齒載荷延齒寬分布趨于均勻。圖6(c) 是上述國產(chǎn)大型風(fēng)電齒輪箱實(shí)際應(yīng)用柔性行星輪軸的結(jié)構(gòu)。圖7 是樣機(jī)試驗(yàn)時(shí)實(shí)測(cè)的行星輪齒根應(yīng)力相對(duì)強(qiáng)度分布圖，圖中不同載荷下
的幾組曲線的載荷分布基本上一致，載荷不均勻系數(shù)（最大載荷與平均載荷之比）接近1.1，均載效果較好。
　　采用四級(jí)行星差動(dòng)組合傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)如圖8 所示，功率分兩路傳遞：
　　齒輪箱的主傳動(dòng)輸入級(jí)由一級(jí)行星齒輪和固定在箱體上的齒圈組成。與傳統(tǒng)的齒輪箱功率傳遞相反，動(dòng)力并不完全匯合到太陽輪上，而是部分地通過行星架傳到第二級(jí)旋轉(zhuǎn)的內(nèi)齒圈上。在第二級(jí)傳動(dòng)中，一組齒輪被支撐在箱體上，與相互嚙合的內(nèi)齒圈和太陽輪一起，用作速度分流和改變旋向。扭矩變化則通過太陽輪進(jìn)行。
　　在第三級(jí)差動(dòng)行星齒輪級(jí)上，來自第一級(jí)太陽輪和第二級(jí)太陽輪的功率流匯合。第一級(jí)的太陽輪驅(qū)動(dòng)行星架，而第二級(jí)太陽輪驅(qū)動(dòng)內(nèi)齒圈。這第三級(jí)稱為三軸行星差動(dòng)傳動(dòng)，兩路功率流在這里匯合到太陽輪上，再傳遞至第四級(jí)平行軸主動(dòng)齒輪。總增速比可達(dá)到200 ∶ 1 以上，其中一到三級(jí)：～ 40 ∶ 1，平行軸級(jí)：～ 5 ∶ 1。
　　功率分流比例：來自第一級(jí)太陽輪為61.8％；來自行星架和內(nèi)齒圈為38.2％。體積和重量比傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)減小20％左右。能夠達(dá)到減輕重量要求是因?yàn)榍擅畹膭?dòng)力分流傳動(dòng)路徑。第一級(jí)行星齒輪基本減少了空間和重量，利用多路動(dòng)力傳遞分流和各齒輪級(jí)不同的作用，進(jìn)行功率匯流同時(shí)平衡變化的速度和轉(zhuǎn)向，從而滿足機(jī)組傳動(dòng)鏈的特定要求。
　　齒輪箱末級(jí)傳動(dòng)采用定軸齒輪副，是遵循風(fēng)電機(jī)組齒輪箱非同軸線設(shè)計(jì)的規(guī)則。這是為了在中心孔布置管路或電纜，以便控制葉輪槳葉變距。另外，產(chǎn)生必要的中心偏移則可以較方便地調(diào)節(jié)不同的發(fā)電機(jī)速度輸出。