传动方案

传动方案设计

通过改变传动方式实现偏航驱动器结构简单、紧凑、重量轻的目标,本文选择了以下几种传动方案。

1.渐开线少齿差行星传动。有传动比大单级传动比可达,两级传动比可

达、齿轮数量少、结构简单紧凑、体积小、重量轻、加工装配方便、传动效率

高约为一等优点。不过其齿轮的变位系数较大,传动啮合角也较大,这就导致

径向力增大,它的轴承压力也随之增大。此外,渐开线少齿差行星传动还需要输出机构,输出机构的制造精度要求较高'。渐开线少齿差行星传动如图所示。

2.摆线针轮传动。有传动比大单级传动比为一,两级传动比为一

其结构紧凑、体积小、重量轻摆线行星轮和针轮的啮合为纯滚动,运转平稳、无噪声承载能力高效率高等优点。与渐开线少齿差行星传动相比,摆线针轮行星传动没有齿顶相碰和齿廓重叠干涉等问题。不过其加工工艺复杂,加工和安装精度要求高,必须用专用机床加工摆线齿轮“。摆线针轮传动如图所示。

3.谐波齿轮传动。它的传动原理与普通齿轮传动不同,它是利用控制柔性齿轮的弹性变形来实现运动和动力传递的。它的结构简单、体积小、重量轻传动比范围大,单级传动比为一,多级传动比可达同时参与啮合的齿对数多,故传动平稳、传动精度高、承载能力大。但是谐波齿轮传动的传动比下限值较高,其单级传动比不得小于柔轮易发生疲劳破坏。谐波齿轮传动如图所示。

结合设计要求并分析对比以上几种传动类型的优缺点,本文选择渐开线少齿差行星传动作为风力发电新型偏航驱动器的传动方案,新型二级少齿差偏航驱动器选择K一H一V型少齿差行星传动。

驱动器输出机构设计

少齿差行星传动是行星齿轮传动的一种,其输出机构有很多种,按照结构形式的不同可分为以下几种

(1)销轴式。销轴式输出机构是由固连在输出轴上的若干个销轴与行星齿轮端面上对应的等分孔所组成。其输出效率较高,承载能力大,但对销轴孔的加工精度要求较高,转臂轴承载荷大。为输入,然后通过齿轮和齿轮的啮合,由销轴式输出机构输出。销轴式输出机构的结构简图如图所示。

(2)浮动盘式。浮动盘式输出机构主要由两个浮动盘和固连在行星齿轮端面上的销轴及销轴套等组成。浮动盘式输出机构比销轴式输出机构加工简单、安装方便,但浮动盘本身加工要求较高。销孔精度要求高,承载能力低于销孔式。适于连续运转,转臂轴承载荷大。固定内齿轮,转臂系杆为输入,然后通过齿轮和齿轮的啮合,由浮动盘输出。作用在行星轮上的转矩即为输出小齿轮上的转矩。浮动盘式输出机构的结构简图如图所示。

(3)零齿差式。零齿差式输出机构通过一对零齿差齿轮副将行星轮的低速反向转动按传动比'传递给输出轴。零齿差系指齿轮副的内外齿轮齿数相同,像齿轮联轴器那样,但内、外齿轮的齿间间隙较大。为输入,然后通过齿轮和齿轮的啮合,并由齿轮输出,其结构形式较简单,制造不困难,安装方便,齿轮承载能力高,较适用于中心距小的输出机构。零齿差式输出机构的结构简图如图所示。

(4)十字滑块式。十字滑块式输出机构是由两个端面带矩形樟的联接盘、端面带凹槽的行星齿轮和输出轴所组成。其结构形式简单,加工和安装较方便,免维护,允许有较大的径向和角向偏差,可抗油污、抗腐蚀和电气绝缘。为输入,然后通过齿轮和齿轮的啮合,由十字滑块输出。十字滑块式输出机构的结构简图如图

所示。

(5)波纹管式。行星轮通过波纹管与机座联络,行星轮平动由波纹管补偿,行星轮的低速转动传递给内齿圈输出,这种机构以波纹管的变形能损失替代了摩擦损失,可获得较高的机械效率。为输入,然后通过齿轮和齿轮的啮合,由波纹管输出。波纹管式输出机构的结构简图如图所示。

根据设计要求,在达到驱动器强度要求的前提下,还需满足驱动器本身空间局限性的条件。对比几种输出机构的优缺点,并满足体积小、承载能力大的要求,经过分析对比计算,最终新型偏航驱动器,选择十字滑块式输出机构作为第一级的传输机构,选择零齿差式输出机构作为第二级的传输机构。

新型偏航驱动器的传动示意图如图所示。

通过第一级少齿差行星传动，电机输入扭矩,齿轮和齿轮与内齿轮进行啮合,由齿轮输出扭矩,并通过滑块传递到第二级少齿差行星传动,作为第二级的输入双联齿轮一中的齿轮与内齿轮进行啮合,双联齿轮一中的齿轮与齿轮进行啮合,最终由内齿轮输出扭矩。

本章主要介绍了大型风力发电新型偏航驱动器的设计要求,根据设计要求和现有的驱动器方案进行方案创新设计,经过分析计算本文选择一一型渐开线少齿差行星齿轮传动,将十字滑块和零齿差式输出机构作为此传动方案所用的配套输出机构。