【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 率范圍大，使功率分流；合理使用了內(nèi)嚙合；共軸線式的傳動(dòng)裝置，使軸向尺寸大大縮小而；運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、抗沖擊和振動(dòng)能力較強(qiáng)。在 依據(jù)提供的技術(shù)數(shù)據(jù)，經(jīng)過方案比較，總傳動(dòng)比i=98．74，采用兩級(jí)行星派生型傳動(dòng)，即兩級(jí)行星傳動(dòng)+高速軸定軸傳動(dòng)。為補(bǔ)償不可避免的制造誤差，行星傳動(dòng)一般采用均載機(jī)構(gòu)，均衡各行星輪傳遞的載荷，提高齒輪的承載能力、嚙合平穩(wěn)性和可靠性，同時(shí)可降低對(duì)齒輪的精度要求，從而降低制造成本。對(duì)于具有三個(gè)行星輪的NGW型行星傳動(dòng)，常用的均載機(jī)構(gòu)為基本構(gòu)件浮動(dòng)。由于太陽輪重量輕，慣性小，作為均載浮動(dòng)件時(shí)浮動(dòng)靈敏，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，被廣泛應(yīng)用于中低速工況下的浮動(dòng)均載，尤其是具有三個(gè)行星輪時(shí)，效果最為顯著。因此在本文的風(fēng)電增速箱中，兩級(jí)NGW型行星傳動(dòng)中，均采用中心輪浮動(dòng)的均載機(jī)構(gòu)。目前這些齒輪箱的適用范圍為：發(fā)電功率200ＫＷ－1660ＫＷ，風(fēng)力帶動(dòng)槳葉的轉(zhuǎn)速為19—／min（齒輪箱的輸入轉(zhuǎn)速），增速齒輪箱的輸出轉(zhuǎn)速為1440—1520r／min（發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速），齒輪箱的速比范圍為：Ｕ＝36—78（個(gè)別達(dá)到98）其傳動(dòng)路線是；槳葉——傳動(dòng)軸——收縮套——行星架——太陽輪——第二級(jí)平行軸大齒輪——第二級(jí)平行軸小齒輪——第一級(jí)平行軸大齒輪——第一級(jí)平行軸小齒輪——發(fā)電機(jī)齒輪箱的材料：外齒輪材料為優(yōu)質(zhì)低碳合金結(jié)構(gòu)鋼，如17CrNiMo6，內(nèi)齒輪材料為42CrMoA，內(nèi)齒圈磨齒，外齒輪滲碳淬火磨齒，精度在ＩＳＯ1328之６級(jí)以上，軸承全部為ＳＫＦ、ＦＡＧ、ＮＳＫ等進(jìn)口軸承，且多為雙列向心球面滾子軸承，單列園柱滾子軸承等。齒輪箱類型主要有1p+2h(2Mw 以下）2p+1H(2Mw到6MW）winergy 5和6兆瓦采用都是這種結(jié)構(gòu)，對(duì)于混合傳動(dòng)的機(jī)型大多采用1p或2p的結(jié)構(gòu)。密封要疏而不堵, :１ 重載，齒面接觸壓力過大，工作是齒面溫度過高，而且不均勻；２ 潤滑，潤滑不充足，黏度太低，不能形成足夠厚度的油膜，油噴的不均勻，油的種類不對(duì)，最好用合成油，油噴的位置不對(duì)；以及油的清潔度。３ 齒面硬度，一般小齒輪硬度應(yīng)高于大齒輪２度，最好在５８－６２的范圍內(nèi)（國內(nèi)有的是６４HRC）熱處理后最好保留20%的殘余噢實(shí)體。齒形誤差，比如齒定修行，推薦修形全部修道小齒輪上，并且變位，齒數(shù)不要低于20。齒面光潔度，因?yàn)槎际怯昌X面?zhèn)鲃?dòng)。磨削燒傷齒輪箱的主要零部件一、箱體箱體是齒輪箱的重要部件，它承受來自風(fēng)輪的作用力和齒輪傳動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的反力。箱體必須具有足夠的剛性去承受力和力矩的作用，防止變形，保證傳動(dòng)質(zhì)量。常用的材料有球墨鑄鐵和其他高強(qiáng)度鑄鐵。設(shè)計(jì)鑄造箱體時(shí)應(yīng)盡量避免壁厚突變，減小壁厚差，以免產(chǎn)生縮孔和疏松等缺陷。為減小機(jī)械加工過程和使用中的變形，防止出現(xiàn)裂紋，無論是鑄造或是焊接箱體均應(yīng)為了便于裝配和定期檢查齒輪的嚙合情況，進(jìn)行退火、時(shí)效處理，以消除內(nèi)應(yīng)力。為了減小齒輪箱傳到機(jī)艙機(jī)座的振動(dòng)，齒輪箱可安裝在彈性減振器上。最簡(jiǎn)單的彈性減振器是用高強(qiáng)度橡膠和鋼墊做成的彈性支座塊，合理使用也能取得較好的結(jié)果。箱蓋上還應(yīng)設(shè)有透氣罩、油標(biāo)或油位指示器。在相應(yīng)部位設(shè)有注油器和放油孔。放油孔周圍應(yīng)留有足夠的放油空間。采用強(qiáng)制潤滑和冷卻的齒輪箱，在箱體的合適部位設(shè)置進(jìn)出油口和相關(guān)的液壓件的安裝位置。二、齒輪和軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)環(huán)境非常惡劣，受力情況復(fù)雜，要求所用的材料除了要滿足機(jī)械強(qiáng)度條件外，還應(yīng)滿足極端溫差條件下所具有的材料特性，如抗低溫冷脆性、冷熱溫差影響下的尺寸穩(wěn)定性等等。對(duì)齒輪和軸類零件而言，由于其傳遞動(dòng)力的作用而要求極為嚴(yán)格的選材和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，一般情況下不推薦采用裝配式拼裝結(jié)構(gòu)或焊接結(jié)構(gòu)，齒輪毛坯只要在鍛造條件允許的范圍內(nèi)，都采用輪輻輪緣整體鍛件的形式。當(dāng)齒輪頂圓直徑在2倍軸徑以下時(shí)，由于齒輪與軸之間的聯(lián)接所限，常制成軸齒輪的形式。為了提高承載能力，齒輪一般都采用優(yōu)質(zhì)合金鋼制造。外齒輪推薦采用20CrMnMo、15CrNi17Cr2Ni2A、20CrNi2MoA、17CrNiMc17Cr2Ni2MoA 等材料。內(nèi)齒圈按其結(jié)構(gòu)要求，可采用42CrMoA、34Cr2Ni2MoA等材料，也可采用與外齒輪相同的材料。采用鍛造方法制取毛坯，可獲得良好的鍛造組織纖維和相應(yīng)的力學(xué)特征。合理的預(yù)熱處理以及中間和最終熱處理工藝，保證了材料的綜合機(jī)械性能達(dá)到設(shè)計(jì)要求。常用材料的力學(xué)性能表見表85。（一）齒輪，外齒輪不低于5級(jí)GB/T100952001，內(nèi)齒輪不低于6級(jí)GB/T100952001。選擇齒輪精度時(shí)要綜合考慮傳動(dòng)系統(tǒng)的實(shí)際需要，優(yōu)秀的傳動(dòng)質(zhì)量是靠傳動(dòng)裝置各個(gè)組成部分零件的精度和內(nèi)在質(zhì)量來保證的，不能片面強(qiáng)調(diào)提高個(gè)別件的要求，使成本大幅度提高，卻達(dá)不到預(yù)定的效果。，齒表面硬度達(dá)到HRC60＋/2，同時(shí)規(guī)定隨模數(shù)大小而變化的硬化層深度要求，具有良好的抗磨損接觸強(qiáng)度，輪齒心部則具有相對(duì)較低的硬度和較好的韌性，能提高抗彎曲強(qiáng)度。滲碳淬火后獲得較理想的表面殘余應(yīng)力，它可以使輪齒最大拉應(yīng)力區(qū)的應(yīng)力減小。因此對(duì)齒根部分通常保留熱處理后的表面，在前道工序滾齒時(shí)要用齒形帶觸角的留磨量滾刀滾齒，從而在磨齒時(shí)不會(huì)磨去齒根部分。磨齒時(shí)選擇合適的砂輪和切削用量，輔以大流量的切削冷卻液是防止出現(xiàn)磨齒裂紋和燒傷的重要措施。對(duì)齒輪進(jìn)行超聲波探傷、磁粉探傷和涂色探傷，以及進(jìn)行必要的金相檢驗(yàn)等，都是控制齒輪內(nèi)在質(zhì)量的有效措施。，降低噪聲，需要對(duì)齒輪的齒形齒向進(jìn)行修形。在齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，可根據(jù)齒輪的彎曲強(qiáng)度和接觸強(qiáng)度初步確定輪齒的變形量，再結(jié)合考慮軸的彎曲、扭轉(zhuǎn)變形以及軸承和箱體的剛度，繪出齒形和齒向修形曲線，并在磨齒時(shí)進(jìn)行修正。圓柱齒輪的加工路線如下：下料一鍛造毛坯一荒車一預(yù)熱處理一粗車一半精加工外形尺寸一制齒加工（滾齒或插齒）一去毛刺、齒頂?shù)估?、齒端倒角一熱處理（滲碳淬火）一精加工基準(zhǔn)面一磨齒一檢驗(yàn)一清洗一入庫。加工人字齒的時(shí)候，如是整體結(jié)構(gòu)，半人字齒輪之間應(yīng)有退刀槽；如是拼裝入字輪，則分別將兩半齒輪按普通齒輪加工，最后用工裝準(zhǔn)確對(duì)齒，再通過過盈配合套裝在軸上。4 齒輪與軸的聯(lián)接1）平鍵聯(lián)接：常用于具有過盈配合的齒輪或聯(lián)軸節(jié)的聯(lián)接。由于鍵是標(biāo)準(zhǔn)件，故可根據(jù)聯(lián)接的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、使用要求和工作條件進(jìn)行選擇。如果強(qiáng)度不夠，可采用雙鍵，成180’布置。2）花鍵聯(lián)接：通常這種聯(lián)接是沒有過盈的，因而被聯(lián)接零件需要軸向固定?；ㄦI聯(lián)接承載能力高，對(duì)中性好，但制造成本高，需用專用刀具加工?；ㄦI按其齒形不同，可分為矩形花鍵、漸開線花鍵和三角形花鍵三種。漸開線花鍵聯(lián)接在承受負(fù)載時(shí)齒間的徑向力能起到自動(dòng)定心作用，使各個(gè)齒受力比較均勻，其加工工藝與齒輪大致相同，易獲得較高的精度和互換性，故在風(fēng)力發(fā)電齒輪箱中應(yīng)用較廣。3）過盈配合聯(lián)接：過盈配合聯(lián)接能使軸和齒輪（或聯(lián)軸節(jié)）具有最好的對(duì)中性，特別是在經(jīng)常出現(xiàn)沖擊載荷情況下，這種聯(lián)接能可靠地工作，在風(fēng)力發(fā)電齒輪箱中得到廣泛的應(yīng)用。利用零件間的過盈配合形成的聯(lián)接，其配合表面為圓柱面或圓錐面（錐度可取1：301：8）。圓錐面過盈聯(lián)接多用于載荷較大，需多次裝拆的場(chǎng)合。4）脹緊套聯(lián)接：利用軸、孔與錐形彈性套之間接觸面上產(chǎn)生的摩擦力來傳遞動(dòng)力，是一種無鍵聯(lián)接方式，定心性好，裝拆方便，承載能力高，能沿周向和軸向調(diào)節(jié)軸與輪轂的相對(duì)位置，且具有安全保護(hù)作用。彈性套是在軸向壓緊力的作用下，其錐面迫使被其套住的軸內(nèi)環(huán)縮小，壓緊被包容的軸頸，形成過盈結(jié)合面實(shí)現(xiàn)聯(lián)接。彈性套材料多用665Mn、55CR2 或60Gr2 等鋼材。彈性套的工作應(yīng)力一般不應(yīng)超過其材料的屈服極限，其強(qiáng)度和變形可根據(jù)圓錐面過盈聯(lián)接公式計(jì)算。內(nèi)外環(huán)與軸和轂孔的配合通常取H7/h6。聯(lián)接表面的壓力可按厚壁圓筒的有關(guān)公式計(jì)算。軸的材料采用碳鋼和合金鋼。如450、40Cr、50Cr、42CrMoA 等，常用的熱處理方法為調(diào)質(zhì)，而在重要部位作淬火處理。要求較高時(shí)可采用20CrMnTi、20CrMo、20MnCr17CrNi16CrNi等優(yōu)質(zhì)低碳合金鋼，進(jìn)行滲碳淬火處理，獲取較高的表面硬度和心部較高的韌性。在風(fēng)力發(fā)電齒輪箱上常采用的軸承有圓柱滾子軸承、圓錐滾子軸承、調(diào)心滾子軸承等。在所有的滾動(dòng)軸承中，調(diào)心滾子軸承的承載能力最大，且能夠廣泛應(yīng)用在承受較大負(fù)載或者難以避免同軸誤差和撓曲較大的支承部位。通常在外圈上設(shè)有環(huán)形槽，其上有三個(gè)徑向孔，用作潤滑油通道，使軸承得到極為有效的潤滑。軸承的套圈和滾子主要用鉻鋼制造并經(jīng)淬火處理，具備足夠的強(qiáng)度、高的硬度和良好的韌性和耐磨性。第10章行星齒輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)輪系：指由一系列齒輪所組成的齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)。根據(jù)輪系傳動(dòng)時(shí)，各齒輪的軸線在空間的相對(duì)位置是否固定，可將輪系分為兩類：定軸輪系和周轉(zhuǎn)輪系。定軸輪系：輪系中各齒輪的幾何軸線位置固定。周轉(zhuǎn)輪系：輪系中有一個(gè)或一些齒輪的軸線不固定，而是繞著其它定軸齒輪的軸線回轉(zhuǎn)的輪系。周轉(zhuǎn)輪系可分為行星輪系和差動(dòng)輪系兩類。如圖所示的行星輪系由行星齒輪、行星架(系桿)、中心輪等組成。在行星輪系中, 活套在構(gòu)件H上的齒輪2一方面繞自身的軸線O′O′回轉(zhuǎn), 同時(shí)又隨構(gòu)件H繞輪系主軸線(固定軸線)OO回轉(zhuǎn), 這種既有自轉(zhuǎn)又有公轉(zhuǎn)的齒輪稱為行星輪。H是支撐行星輪的構(gòu)件, 稱為行星架。齒輪1和齒輪3的軸線與行星輪系固定的主軸線重合, 并且它們都與行星輪嚙合, 稱為中心輪, 用K表示。行星輪系：周轉(zhuǎn)輪系中有一個(gè)中心輪是固定的，故只有1個(gè)自由度。行星齒輪機(jī)構(gòu)是一種共軸式傳動(dòng)裝置，其中心輪、系桿都在同一軸線上回轉(zhuǎn)，幾個(gè)完全相同的行星輪均勻 分布在中心輪周圍，屬于機(jī)構(gòu)自由度為1的周轉(zhuǎn)輪系。差動(dòng)輪系：周轉(zhuǎn)輪系中兩個(gè)中心輪都能轉(zhuǎn)動(dòng)，故有兩 個(gè)自由度。行星齒輪機(jī)構(gòu)與定軸齒輪相比，具有以下特點(diǎn)：1）體積小、重量輕——充分利用內(nèi)齒輪中部空間，輸入輸出軸在同一軸線上。2）傳動(dòng)比大——系桿H轉(zhuǎn)N轉(zhuǎn)中心齒輪才轉(zhuǎn)1轉(zhuǎn)。3）承載能力大，工作平穩(wěn)——多個(gè)行星輪同時(shí)嚙合。4）減速器的效率可高達(dá)98%~99%——功率分路傳遞。5）結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造和安裝精度高。1）按基本構(gòu)件的組成分類行星齒輪根據(jù)基本構(gòu)件的組成情況可分為三種傳動(dòng)型式：二、行星齒輪機(jī)構(gòu)各輪齒數(shù)和行星輪數(shù)的選擇配齒計(jì)算為使行星輪系裝配后能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，并實(shí)現(xiàn)給定的傳動(dòng)比，各輪齒數(shù)和行星輪數(shù)必須滿足下列四個(gè)條件：例：2KH行星齒輪機(jī)構(gòu)的配齒條件 1）傳動(dòng)比條件 Z3=（i1H1)Z1 2)同心條件為保證中心輪和系桿的回轉(zhuǎn)軸心重合，必須滿足同心條件： A12=A23若采用標(biāo)準(zhǔn)齒輪、在標(biāo)準(zhǔn)安裝條件下時(shí)，選擇各齒輪齒數(shù)應(yīng)滿足的同心條件則為：Z2=Z3Z1/2=Z1（i1H2)/2由上式可知，只有在Z1和Z3同時(shí)為偶或奇數(shù)時(shí)，Z2才會(huì)是一個(gè)整數(shù)。3）裝配條件為使第一個(gè)行星輪裝好后，其余中心位置相應(yīng)被確定的各均勻分布的行星輪輪齒，能同時(shí)插入內(nèi)外兩中心輪的齒槽中，行星輪數(shù)和各輪齒數(shù)應(yīng)滿足的裝配條件為：4)鄰接條件：齒數(shù)選擇行星齒輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)除應(yīng)滿足上述條件外，還需考慮以下一些附加條件： 1）高速重載行星齒輪傳動(dòng)時(shí)，良好的工作平穩(wěn)性。2）中心輪應(yīng)盡可能適當(dāng)選擇較多的齒數(shù)，以滿足接觸 強(qiáng)度的要求。3）低速硬齒面齒輪，為減小傳動(dòng)尺寸和質(zhì)量，應(yīng)盡量 選擇較少的齒數(shù)。4）當(dāng)用插齒刀或剃齒刀加工中心輪時(shí)，其中心輪的齒數(shù) 和刀具的齒數(shù)不應(yīng)成倍數(shù)。5）齒數(shù)大于100的質(zhì)數(shù)齒齒輪應(yīng)盡量少用。三、行星齒輪機(jī)構(gòu)的效率