專利名稱：差動(dòng)式行星齒輪箱的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于齒輪箱傳動(dòng)裝置，尤其涉及一種采用行星輪傳動(dòng)傳送 功率的差動(dòng)式行星齒輪箱。
背景技術(shù)：
隨著現(xiàn)在工業(yè)的發(fā)展，很多機(jī)器設(shè)備的體積與重量均有所增加，在很 多作業(yè)場(chǎng)所，要對(duì)大型重型設(shè)備進(jìn)行安裝起吊，而安裝用的設(shè)備起重機(jī)的 起吊能力非常有限。如風(fēng)力發(fā)電機(jī)行業(yè)，隨著風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展， 風(fēng)電增速齒輪箱的單機(jī)功率越來越大,體積與重量自然相應(yīng)增加。要將這種
大型重型設(shè)備運(yùn)到交通不便的邊遠(yuǎn)風(fēng)場(chǎng)，再起吊到80—100米高的塔架上 進(jìn)行安裝，其運(yùn)輸安裝費(fèi)用是非常昂貴的。為此國際上各齒輪箱生產(chǎn)廠家 為了相對(duì)降低這些費(fèi)用，在使用壽命不變情況下努力降低齒輪箱單位的功 率重量。目前，作為風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中功率傳動(dòng)的主要設(shè)備， 一般采用行星 齒輪傳動(dòng)的齒輪箱結(jié)構(gòu)，大都為一級(jí)行星輪加兩級(jí)平行軸傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，如圖 1所示，其主體結(jié)構(gòu)包括有箱體，該齒輪箱輸入端與行星架相聯(lián)，作為功 率輸入，該行星架裝在箱體內(nèi)，并套裝有三個(gè)行星齒輪，該行星傳動(dòng)的內(nèi) 齒圈作為箱體的一部分組裝在一起，太陽輪作為轉(zhuǎn)速及扭矩輸出，通過花 鍵聯(lián)接與平行及齒輪副相聯(lián)進(jìn)行扭矩輸出，齒輪箱的輸出齒輪通過齒輪相 嚙合傳遞功率和輸出轉(zhuǎn)速。
其缺點(diǎn)是齒輪箱內(nèi)各傳動(dòng)機(jī)構(gòu)傳送扭矩的構(gòu)件均是全負(fù)荷運(yùn)行，承 擔(dān)100%負(fù)荷，隨負(fù)載增加，其傳遞扭矩相應(yīng)增加，各傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的體積和重 量就有較大幅度的增加，使得齒輪箱整體的重量也增加，增加了野外安裝、 維修作業(yè)時(shí)的難度。

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種差動(dòng)式行星齒輪箱，能夠?qū)X輪箱內(nèi)各 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的負(fù)荷進(jìn)行分擔(dān)，在相同負(fù)載的情況下，減小各傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳遞 扭矩，減小傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的體積和重量，減輕整個(gè)齒輪箱的重量。
為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型所述的一種差動(dòng)式行星齒輪箱，包括箱體， 該箱體輸入端設(shè)置有軸承支撐住第一行星架，該第一行星架與箱體外的輸入 軸固定連接，第一行星架的主支架位于箱體內(nèi)，主支架套裝有一級(jí)行星傳動(dòng) 機(jī)構(gòu)，該一級(jí)行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由三個(gè)一級(jí)行星輪、 一個(gè)第一太陽輪和第一內(nèi)齒 圈組成，所述三個(gè)一級(jí)行星輪的主軸套裝在所述主支架上， 一級(jí)行星輪的齒 面嚙合在所述第一內(nèi)齒圈與第一太陽輪之間，其中第一內(nèi)齒圈固定在所述箱 體上，第一太陽輪向箱體輸出端傳遞旋轉(zhuǎn)動(dòng)能；在箱體的輸出端設(shè)置有相互 嚙合的大、小平行齒輪，其中大平行齒輪接收輸入端傳來的旋轉(zhuǎn)動(dòng)能，小平 行齒輪的主軸伸出箱體，小平行齒輪的主軸通過軸承支撐在箱體上，其關(guān)鍵 在于所述第一太陽輪與大平行齒輪之間設(shè)置有二級(jí)行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和三級(jí)行 星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；
輸入軸與第一行星架是一整體，第一行星架旋轉(zhuǎn)，作為功率的輸入構(gòu) 件；第一太陽輪作為功率輸出。
其中二級(jí)行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)是所述主支架上固定有第二內(nèi)齒圈， 該第二內(nèi)齒圈內(nèi)嚙合有三個(gè)二級(jí)行星輪，三個(gè)二級(jí)行星輪的行星輪軸與所 述箱體固定連接，二級(jí)行星輪共同嚙合在第二太陽輪的外齒面上，所述第 一太陽輪的主軸延伸并穿過第二太陽輪的中央通孔；
二級(jí)行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)為行星架不動(dòng)的行星傳動(dòng)第二內(nèi)齒圈作為動(dòng)力功 率輸入，與第一行星架固定在一起；扭矩通過箱體外的輸入軸輸入旋轉(zhuǎn)時(shí)， 主支架與第二內(nèi)齒圈也同步旋轉(zhuǎn)，因而就有兩個(gè)輸入構(gòu)件-一主支架和第二 內(nèi)齒圈，對(duì)功率進(jìn)行輸入，也就在此對(duì)功率進(jìn)行了分流。三個(gè)二級(jí)行星齒 輪通過行星輪軸套裝在箱體上，箱體作為二級(jí)行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的行星架固定 不變，使三個(gè)二級(jí)行星齒輪只有自轉(zhuǎn)沒有公轉(zhuǎn)，相當(dāng)于惰輪；第二內(nèi)齒圈 旋轉(zhuǎn)時(shí)，嚙合三個(gè)二級(jí)行星齒輪自轉(zhuǎn)，從而嚙合第二太陽輪旋轉(zhuǎn)。第二級(jí) 傳動(dòng)中第二內(nèi)齒圈為功率的輸入構(gòu)件，第二太陽輪為輸出。
其中三級(jí)行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)是所述第二太陽輪向輸出端延伸并向 外彎折，并固定有第三內(nèi)齒圈，該第三內(nèi)齒圈內(nèi)嚙合有三個(gè)三級(jí)行星輪， 所述三級(jí)行星輪的行星軸安裝在第三行星架上，該第三行星架上與所述第 一太陽輪的主軸延伸端固定連接，三級(jí)行星輪共同嚙合在第三太陽輪的外 齒面上，該第三太陽輪的主軸延伸管與所述大平行齒輪鍵連接。
三級(jí)行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)為差動(dòng)式機(jī)構(gòu)第三內(nèi)齒圈與第二太陽輪組合固定 在一起，第二太陽輪旋轉(zhuǎn)，第三內(nèi)齒圈與其同步旋轉(zhuǎn)，在這一級(jí)傳動(dòng)中第 三內(nèi)齒圈是一個(gè)功率輸入構(gòu)件。三級(jí)行星輪的第三行星架與第一太陽輪通 過花鍵聯(lián)接在一起，形成第三級(jí)行星傳動(dòng)的行星架，第一太陽輪傳出的功 率通過三級(jí)行星輪的的第三行星架進(jìn)行傳遞，二者同步旋轉(zhuǎn)。在這一級(jí)中 第三內(nèi)齒圈與的第三行星架都作為主動(dòng)件輸入，功率輸入在第一級(jí)通過主 支架和第二內(nèi)齒圈進(jìn)行分流后，在這一級(jí)又通過第三內(nèi)齒圈和的第三行星 架進(jìn)行功率合并。內(nèi)齒圈嚙合三級(jí)行星輪，三級(jí)行星輪自轉(zhuǎn)，第三級(jí)行星 傳動(dòng)的行星架帶動(dòng)三級(jí)行星輪進(jìn)行公轉(zhuǎn)，三級(jí)行星輪嚙合太陽輪轉(zhuǎn)動(dòng)。在 三級(jí)行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中第三內(nèi)齒圈與行星架作為動(dòng)力輸入，且兩零件轉(zhuǎn)向不 同，相對(duì)速度加大，功率從第三太陽輪進(jìn)行輸出。由于第三內(nèi)齒圈與行星 架都作為動(dòng)力的輸入，且轉(zhuǎn)動(dòng)方向不同，是一個(gè)差動(dòng)式的行星傳動(dòng)。第三 內(nèi)齒圈與行星架對(duì)功率進(jìn)行合并，提高傳動(dòng)效率。
一級(jí)行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)傳遞60%-70%左右的負(fù)荷，二級(jí)行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)傳遞
30%-40%左右的負(fù)荷，主要起到增加速度，三級(jí)行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)為差動(dòng)行星傳 動(dòng)，主要是將動(dòng)能合并后再傳遞輸出，提高了齒輪箱的傳遞功率。
所述第一行星架的主支架與第二內(nèi)齒圈螺釘連接。
所述第一太陽輪通過花鍵與第三行星架相接。
所述第三內(nèi)齒圈與第二太陽輪延伸端螺釘連接。
輸出端為封閉定軸齒輪傳動(dòng)，大、小平行齒輪的轉(zhuǎn)速比可達(dá)到用戶所 需的輸出轉(zhuǎn)速。
所述第二太陽輪向輸出端延伸部的外圈套裝有軸承與所述箱體連接。 行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)以太陽輪與行星輪之間的浮動(dòng)連接實(shí)現(xiàn)動(dòng)能傳遞，安裝 軸承，可以對(duì)行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行限位，保證齒輪箱穩(wěn)定運(yùn)行。
本實(shí)用新型的顯著效果是由于第一級(jí)行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)只傳遞了整個(gè)額
定功率的60-70%，第二級(jí)行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)又傳遞了額定功率的40-30%，對(duì)齒 輪箱內(nèi)各傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的負(fù)荷進(jìn)行了分擔(dān)；第三級(jí)行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的齒輪是一差 動(dòng)輪系，相對(duì)轉(zhuǎn)速增加比較多，前兩級(jí)的速比不用做很大，在相同負(fù)載的 情況下，對(duì)功率進(jìn)行分流，最后又在輸出端形成封閉的傳動(dòng)形式，對(duì)功率 傳遞效率相對(duì)較高。減小各傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳遞扭矩，減小傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的體積和 重量，減輕整個(gè)齒輪箱的重量。與常規(guī)的風(fēng)力發(fā)電增速齒輪箱相比，其單 位功率重量減小20%以上。


圖1是現(xiàn)有行星輪傳動(dòng)齒輪箱的結(jié)構(gòu)示意圖2本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖3是第一級(jí)行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖4是第二級(jí)行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖5是第三級(jí)行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
如圖2、 3所示 一種差動(dòng)式行星齒輪箱，包括箱體15，該箱體15輸入 端設(shè)置有軸承a支撐住第一行星架1，該第一行星架1與箱體15外的輸入軸 固定連接，第一行星架l的主支架la位于箱體15內(nèi)，主支架la套裝有一級(jí) 行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，該一級(jí)行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由三個(gè)一級(jí)行星輪3、 一個(gè)第一太陽輪2 和第一內(nèi)齒圈4組成，所述三個(gè)一級(jí)行星輪3的主軸套裝在所述主支架la上， 一級(jí)行星輪3的齒面嚙合在所述第一內(nèi)齒圈4與第一太陽輪2之間，其中第 一內(nèi)齒圈4固定在所述箱體15上，第一太陽輪2向箱體15輸出端傳遞旋轉(zhuǎn) 動(dòng)能；在箱體15的輸出端設(shè)置有相互嚙合的大、小平行齒輪13、 14，其中大 平行齒輪13接收輸入端傳來的旋轉(zhuǎn)動(dòng)能，小平行齒輪14的主軸伸出箱體15， 小平行齒輪14的主軸通過軸承支撐在箱體15上，其中所述第一太陽輪2 與大平行齒輪13之間設(shè)置有二級(jí)行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和三級(jí)行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；
如圖2、 4所示其中二級(jí)行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)是所述主支架la上 固定有第二內(nèi)齒圈6，該第二內(nèi)齒圈6內(nèi)嚙合有三個(gè)二級(jí)行星輪7，三個(gè)二 級(jí)行星輪7的行星輪軸5與所述箱體15固定連接，二級(jí)行星輪7共同嚙合 在第二太陽輪8的外齒面上，所述第一太陽輪2的主軸延伸并穿過第二太 陽輪8的中央通孔；
如圖2、 5所示其中三級(jí)行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)是所述第二太陽輪8 向輸出端延伸并向外彎折，并固定有第三內(nèi)齒圈11，該第三內(nèi)齒圈11內(nèi) 嚙合有三個(gè)三級(jí)行星輪10，所述三級(jí)行星輪10的行星軸安裝在第三行星 架9上，該第三行星架9上與所述第一太陽輪2的主軸延伸端固定連接， 三級(jí)行星輪10共同嚙合在第三太陽輪12的外齒面上，該第三太陽輪12的 主軸延伸管與所述大平行齒輪13鍵連接。 一級(jí)行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)傳遞60%-70%左右的負(fù)荷，二級(jí)行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)傳遞
30%-40%左右的負(fù)荷，主要起到增加速度，三級(jí)行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)為差動(dòng)行星傳
動(dòng)，主要是將動(dòng)能合并后再傳遞輸出，提高了齒輪箱的傳遞功率。
輸出端為封閉定軸齒輪傳動(dòng)，大、小平行齒輪13、 14的轉(zhuǎn)速比可達(dá)到
用戶所需的輸出轉(zhuǎn)速。
所述第一行星架1的主支架la與第二內(nèi)齒圈6螺釘連接。 所述第一太陽輪2通過花鍵與第三行星架9相接。 所述第三內(nèi)齒圈11與第二太陽輪8延伸端螺釘連接。 所述第二太陽輪8向輸出端延伸部的外圈套裝有軸承b與所述箱體15連接。
其工作情況如下
如圖2、 3、 4、 5所示當(dāng)外力驅(qū)動(dòng)第一行星架l順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)一 級(jí)行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的三個(gè)一級(jí)行星輪3繞第一太陽輪2順時(shí)針公轉(zhuǎn)， 一級(jí)行 星輪3產(chǎn)生逆時(shí)針自轉(zhuǎn)，帶動(dòng)第一太陽輪2順時(shí)針旋轉(zhuǎn)；同時(shí)，第一行星 架1的主支架la上固定的第二內(nèi)齒圈6順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，二級(jí)行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的 三個(gè)二級(jí)行星輪7產(chǎn)生順時(shí)針自轉(zhuǎn)，帶動(dòng)第二太陽輪8逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)；在三 級(jí)行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中，第二太陽輪8帶動(dòng)第三內(nèi)齒圈ll逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，第一太 陽輪2帶動(dòng)三個(gè)三級(jí)行星輪10順時(shí)針公轉(zhuǎn)，兩個(gè)反方向差動(dòng)行星傳動(dòng)，增 加了第三太陽輪12轉(zhuǎn)動(dòng)速度，使大平行齒輪13和小平行齒輪14的轉(zhuǎn)動(dòng)速 度提高，提高齒輪箱傳送負(fù)荷的效率。
權(quán)利要求1、一種差動(dòng)式行星齒輪箱，包括箱體(15)，該箱體(15)輸入端設(shè)置有軸承(a)支撐住第一行星架(1)，該第一行星架(1)與箱體(15)外的輸入軸固定連接，第一行星架(1)的主支架(1a)位于箱體(15)內(nèi)，主支架(1a)套裝有一級(jí)行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，該一級(jí)行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由三個(gè)一級(jí)行星輪(3)、一個(gè)第一太陽輪(2)和第一內(nèi)齒圈(4)組成，所述三個(gè)一級(jí)行星輪(3)的主軸套裝在所述主支架(1a)上，一級(jí)行星輪(3)的齒面嚙合在所述第一內(nèi)齒圈(4)與第一太陽輪(2)之間，其中第一內(nèi)齒圈(4)固定在所述箱體(15)上，第一太陽輪(2)向箱體(15)輸出端傳遞旋轉(zhuǎn)動(dòng)能；在箱體(15)的輸出端設(shè)置有相互嚙合的大、小平行齒輪(13、14)，其中大平行齒輪(13)接收輸入端傳來的旋轉(zhuǎn)動(dòng)能，小平行齒輪(14)的主軸伸出箱體(15)，小平行齒輪(14)的主軸通過軸承支撐在箱體(15)上，其特征在于所述第一太陽輪(2)與大平行齒輪(13)之間設(shè)置有二級(jí)行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和三級(jí)行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；其中二級(jí)行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)是所述主支架(1a)上固定有第二內(nèi)齒圈(6)，該第二內(nèi)齒圈(6)內(nèi)嚙合有三個(gè)二級(jí)行星輪(7)，三個(gè)二級(jí)行星輪(7)的行星輪軸(5)與所述箱體(15)固定連接，二級(jí)行星輪(7)共同嚙合在第二太陽輪(8)的外齒面上，所述第一太陽輪(2)的主軸延伸并穿過第二太陽輪(8)的中央通孔；其中三級(jí)行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)是所述第二太陽輪(8)向輸出端延伸并向外彎折，并固定有第三內(nèi)齒圈(11)，該第三內(nèi)齒圈(11)內(nèi)嚙合有三個(gè)三級(jí)行星輪(10)，所述三級(jí)行星輪(10)的行星軸安裝在第三行星架(9)上，該第三行星架(9)上與所述第一太陽輪(2)的主軸延伸端固定連接，三級(jí)行星輪(10)共同嚙合在第三太陽輪(12)的外齒面上，該第三太陽輪(12)的主軸延伸管與所述大平行齒輪(13)鍵連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的差動(dòng)式行星齒輪箱，其特征在于所述第一行 星架(1)的主支架(la)與第二內(nèi)齒圈(6)螺釘連接。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的差動(dòng)式行星齒輪箱，其特征在于所述第一太 陽輪(2)通過花鍵與第三行星架(9)相接。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的差動(dòng)式行星齒輪箱，其特征在于所述第三內(nèi) 齒圈(11)與第二太陽輪(8)延伸端螺釘連接。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種差動(dòng)式行星齒輪箱，包括箱體(15)，該箱體(15)輸入端套裝有一級(jí)行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，在箱體(15)的輸出端設(shè)置有相互嚙合的大、小平行齒輪(13、14)，其特征在于所述第一太陽輪(2)與大平行齒輪(13)之間設(shè)置有二級(jí)行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和三級(jí)行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。本實(shí)用新型的顯著效果是減小各傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳遞扭矩，減小傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的體積和重量，減輕整個(gè)齒輪箱的重量。與常規(guī)的風(fēng)力發(fā)電增速齒輪箱相比，其單位功率重量減小20％以上。
文檔編號(hào)F16H1/28GK201071904SQ200720125000
公開日2008年6月11日 申請(qǐng)日期2007年8月20日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月20日
發(fā)明者波 劉, 曹春華, 杜木信, 楊才興, 王雄厚, 趙俊渝, 冬 陳, 顏克君 申請(qǐng)人:重慶齒輪箱有限責(zé)任公司