專利名稱：固定齒輪單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及將一個(gè)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的速度從提供給一個(gè)輸入軸的一個(gè)第一速度增速到由一個(gè)輸出軸輸送的一個(gè)第二速度的一種方法。本發(fā)明進(jìn)一步涉及一種固定齒輪單元，該固定齒輪單元包括一個(gè)輸入軸和與所述輸入軸基本上平行的一個(gè)輸出軸，該齒輪單元被配置成用于經(jīng)由一個(gè)副軸安排在所述輸入軸與所述輸出軸之間提供一種非統(tǒng)一的傳動(dòng)比。
背景技術(shù)：
使用風(fēng)力渦輪機(jī)來發(fā)電正變得越來越受歡迎。風(fēng)力渦輪機(jī)典型地包括一個(gè)轉(zhuǎn)子，該轉(zhuǎn)子配備有多個(gè)轉(zhuǎn)子葉片，這些轉(zhuǎn)子葉片用于將風(fēng)轉(zhuǎn)變成一種旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。該轉(zhuǎn)子典型地被安排成用于驅(qū)動(dòng)一個(gè)發(fā)電機(jī)。由于風(fēng)典型地以一個(gè)相對低的速度旋轉(zhuǎn)翼并且現(xiàn)代發(fā)電機(jī)典型地被設(shè)計(jì)成用于以一個(gè)相對高的速度工作，因此，需要一個(gè)齒輪單元來將渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度增速到適于發(fā)電機(jī)的一個(gè)速度。風(fēng)力渦輪機(jī)通常被放置在高的風(fēng)力渦輪機(jī)塔上，這些風(fēng)力渦輪機(jī)塔被豎立在人口密度較小的地區(qū)或在海上。為了便于安裝和維修，并且為了使風(fēng)力渦輪機(jī)塔上的機(jī)械負(fù)荷最小化，非常希望有一種小體積并且低重量的齒輪傳動(dòng)。同時(shí)，這種構(gòu)造需要是魯棒的并能容忍天氣和負(fù)荷的，這是因?yàn)槠h(yuǎn)的風(fēng)力渦輪機(jī)位置可能使得維修人員很難并且耗費(fèi)時(shí)間來接近風(fēng)力渦輪機(jī)。因此，總體上使用了提供一種高傳動(dòng)比的、相對輕的、簡單的并且可靠的行星齒輪單元。US2003/0123984A1披露了一種風(fēng)力渦輪機(jī)，該風(fēng)力渦輪機(jī)裝備有一個(gè)行星齒輪單元，該行星齒輪單元配備有多個(gè)行星螺旋齒輪。每個(gè)行星齒輪都被軸頸連接到圓錐滾子軸承上的一個(gè)行星齒輪架上，這些圓錐滾子軸承被安排在一個(gè)“0”形構(gòu)型中以用于提供徑向支撐以及軸向支撐。然而，存在對提供較高可靠性、較低重量和/或較低制造成本的一個(gè)齒輪單元的需要。發(fā)明概述本發(fā)明的一個(gè)目的在于解決或至少緩解上述問題中的一部分或全部。為此，提供了將一個(gè)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的速度從提供給一個(gè)輸入軸的一個(gè)第一速度增速到由一個(gè)輸出軸輸送的一個(gè)第二速度的一種方法，該方法包括將所述旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)從所述輸入軸經(jīng)由所述輸入軸的一個(gè)傳動(dòng)齒輪傳輸?shù)揭粋€(gè)副軸安排，以便在一個(gè)第一軸向方向上產(chǎn)生該輸入軸的一個(gè)第一軸向推力，該傳動(dòng)齒輪是螺旋狀的并且具有一個(gè)第一螺旋角；將所述旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)從所述副軸安排經(jīng)由所述輸出軸的一個(gè)從動(dòng)齒輪傳輸?shù)剿鲚敵鲚S，以便在一個(gè)第二方向上產(chǎn)生該輸出軸的一個(gè)第二軸向推力，所述從動(dòng)齒輪是螺旋狀的并且具有大于所述第一螺旋角的一個(gè)第二螺旋角，所述第二方向與所述第一方向基本上相反；并且將所述第一軸向推力的至少一部分和所述第二軸向推力的至少一部分施加到一個(gè)軸向剛性支撐結(jié)構(gòu)的同一個(gè)位置上，這樣使得所述第一軸向推力和第二軸向推力在所述支撐結(jié)構(gòu)中起反作用并且至少部分地相抵消。螺旋角的差將起作用來使得所述推力的幅值更加相等，從而增加所述軸向推力至少部分地彼此相抵消的程度。該軸向剛性支撐結(jié)構(gòu)上合成的力將由此受到限制。并且，通過將所述軸向推力施加到所述支撐結(jié)構(gòu)的同一個(gè)位置上，這些輸入軸和輸出軸因變化的載荷狀態(tài)而引起的軸向移動(dòng)可以得到最小化。作為對照，在現(xiàn)有技術(shù)的增速方法中，輸入軸和輸出軸總體上將它們對應(yīng)的動(dòng)態(tài)軸向推力施加到一個(gè)齒輪單元?dú)んw的相反的端壁上，這樣使得該齒輪單元?dú)んw在軸向負(fù)荷下在某種程度上撓曲或屈服，并且由此使這些輸入軸和輸出軸在某種程度上被推開。這種移動(dòng)可以導(dǎo)致軸承的過早的失效，特別是在變化的負(fù)載狀態(tài)下。軸向移動(dòng)還要求一個(gè)在某種程度上寬容的齒輪單元設(shè)計(jì)，其中實(shí)質(zhì)性的齒間隙或回沖允許某種自由度的移動(dòng)。通過替代地將反向的軸向推力施加到一個(gè)支撐結(jié)構(gòu)的同一個(gè)位置上，就有可能在輸入軸與輸出軸之間獲得一種軸向剛性關(guān)系，使得這些輸入軸和輸出軸將不會(huì)在軸向方向上相對于彼此顯著地移動(dòng)。由此，可以出于這樣一種增速方法而設(shè)計(jì)具有較緊密的回沖以及由此的增加的壽命的一個(gè)齒輪單元。在整個(gè)披露中，“基本上相反的方向”將被解釋為所述方向形成超過165°的一個(gè)角。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述軸向剛性支撐結(jié)構(gòu)是一個(gè)主推力軸承安排，該主推力軸承安排使所述輸入軸和輸出軸互連，這樣使得所述軸向推力經(jīng)由該主推力軸承安排至少部分地相抵消。該主推力軸承安排可以包括一個(gè)或若干個(gè)推力軸承，這些推力軸承被安排為一個(gè)“推軸承安排”，即，當(dāng)輸入軸和輸出軸被推向彼此時(shí)，用于提供支撐；這些推力軸承被安排為一個(gè)“拉軸承安排”，即，用于提供支撐以抵抗這些輸入軸和輸出軸被拉開；或這些推力軸承被安排為在這兩個(gè)軸向方向上提供支撐的一個(gè)雙向軸承安排。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述軸向剛性支撐結(jié)構(gòu)是一個(gè)主推力軸承座，該主推力軸承座軸向地支撐所述輸入軸和所述輸出軸，這樣使得所述軸向推力經(jīng)由所述主推力軸承座至少部分地相抵消。該主推力軸承座可以是將輸入軸和輸出軸兩者固持在對應(yīng)的推力軸承中以便允許對應(yīng)的軸向推力相抵消的任何軸向剛性結(jié)構(gòu)。通過舉例，該主推力軸承座可以是在一個(gè)齒輪單元中定位在中央位置的一個(gè)托架，所述托架固持輸入軸和輸出軸，使得該輸入軸的傳動(dòng)齒輪和該輸出軸的從動(dòng)齒輪被定位在所述托架的相反兩側(cè)上。所述輸入軸和輸出軸由此將各自同時(shí)拉動(dòng)或同時(shí)推動(dòng)到所述主推力軸承座的相反兩側(cè)上，這樣使得所述推力將至少部分地相抵消?？商娲?，該主推力軸承座可以是一個(gè)齒輪單元?dú)んw的一個(gè)端壁的一部分，輸入軸的傳動(dòng)齒輪和輸出軸的從動(dòng)齒輪可以相對于該壁而安排在同一側(cè)上。在這樣一種構(gòu)型中，所述軸之一將會(huì)將一個(gè)軸向拉動(dòng)力施加到所述壁上，而另一個(gè)軸將施加一個(gè)軸向推動(dòng)力，這樣使得所述推力在所述壁中將至少部分地相抵消。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述方法進(jìn)一步包括將所述旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)經(jīng)由所述副軸安排的多個(gè)副軸傳輸；并且對于所述副軸安排的每個(gè)副軸來說，在一個(gè)從動(dòng)螺旋齒輪中產(chǎn)生一個(gè)從動(dòng)齒輪軸向推力，該從動(dòng)螺旋齒輪具有一個(gè)從動(dòng)齒輪螺旋角；在一個(gè)傳動(dòng)螺旋齒輪中產(chǎn)生一個(gè)傳動(dòng)齒輪軸向推力，該傳動(dòng)螺旋齒輪具有一個(gè)傳動(dòng)齒輪螺旋角，所述傳動(dòng)齒輪螺旋角大于所述從動(dòng)齒輪螺旋角；在所述第二方向上引導(dǎo)該從動(dòng)齒輪軸向推力；并且
在所述第一方向上引導(dǎo)該傳動(dòng)齒輪軸向推力，這樣使得每個(gè)副軸的對應(yīng)的從動(dòng)齒輪和傳動(dòng)齒輪的軸向推力在所述副軸內(nèi)至少部分地相抵消。還通過抵消作用于每個(gè)副軸上的這些軸向推力的至少一部分，齒輪單元上的總合成軸向負(fù)荷將被減少。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，通過一個(gè)固定齒輪單元解決了或至少緩解了上述問題的一部分或全部，該固定齒輪單元包括一個(gè)輸入軸和與所述輸入軸基本上平行的一個(gè)輸出軸，該齒輪單元被配置成用于經(jīng)由一個(gè)副軸安排在所述輸入軸與所述輸出軸之間提供一個(gè)傳動(dòng)比，該輸入軸配備有一個(gè)傳動(dòng)齒輪，該傳動(dòng)齒輪與所述副軸安排的一個(gè)從動(dòng)齒輪相哨合，并且該輸出軸配備有一個(gè)從動(dòng)齒輪，該從動(dòng)齒輪與所述副軸安排的一個(gè)傳動(dòng)齒輪相哨合，該傳動(dòng)比是不統(tǒng)一的，這樣使得該輸入軸的該傳動(dòng)齒輪和該輸出軸的該從動(dòng)齒輪中的一個(gè)齒輪將被安排成用于在一個(gè)相對較低的扭矩下運(yùn)行，并且另一個(gè)齒輪將被安排成用于在一個(gè)相對較高的扭矩下運(yùn)行，所述相對較高的扭矩比所述相對較低的扭矩要高；該輸入軸被軸頸連接在一個(gè)輸入軸主推力軸承安排中，該輸入軸主推力軸承安排被安裝到一個(gè)主推力軸承座上并且被安排成用于在一個(gè)第一軸向方向上限制該輸入軸的軸向移動(dòng)；該輸出軸被軸頸連接在一個(gè)輸出軸主推力軸承安排中，所述輸出軸主推力軸承安排與所述輸入軸主推力軸承安排被共同定位在所述主推力軸承座上，所述輸出軸主推力軸承安排被安排成用于在一個(gè)第二軸向方向上限制該輸出軸的軸向移動(dòng)，所述第二軸向方向與所述第一軸向方向基本上相反；所述主推力軸承座將該輸入軸主推力軸承安排剛性地連接到該輸出軸主推力軸承安排上；所述輸入軸的所述傳動(dòng)齒輪是螺旋狀的、具有一個(gè)第一旋向；所述輸出軸的所述從動(dòng)齒輪向是螺旋狀的、具有一個(gè)第二旋，所述第二旋向與該第一旋向相同會(huì)獲得一個(gè)正的傳動(dòng)比，而所述第二旋向與所述第一旋向相反會(huì)獲得一個(gè)負(fù)的傳動(dòng)比；并且被安排成用于在一個(gè)相對較低的扭矩下運(yùn)行的所述齒輪具有的螺旋角超過被安排成用于在一個(gè)相對較高的扭矩下運(yùn)行的所述齒輪的螺旋角。在這樣一種齒輪單兀中，當(dāng)在一個(gè)傳動(dòng)方向上向輸入軸提供扭矩時(shí)，由該輸入軸的傳動(dòng)齒輪產(chǎn)生的軸向推力將抵抗所述輸入軸主推力軸承安排而引導(dǎo)在所述第一軸向方向上。由輸出軸的從動(dòng)齒輪產(chǎn)生的軸向推力將引導(dǎo)在一個(gè)第二軸向方向上，該第二軸向方向與所述第一軸向方向基本上相反。由此，輸入軸軸向推力和輸出軸軸向推力將具有相反的方向并且被施加到同一個(gè)位置上，即，這些輸入軸主推力軸承安排和輸出軸主推力軸承安排由主推力軸承座結(jié)合之處。由此，這樣一種齒輪單元可以用于執(zhí)行以上所述的方法，并且由此涉及同一個(gè)發(fā)明概念。螺旋角的這種差將起作用來使得所述推力的幅值更加相等，從而增加所述軸向推力在主推力軸承座中至少部分地彼此相抵消的程度。該軸承座上合成的力由此將受到限制。由于輸入軸和輸出軸被安排成用于將它們的對應(yīng)的軸向推力施加到同一個(gè)軸向剛性位置上，因此使這些軸的軸向移動(dòng)減少。這允許更加緊密的齒輪傳動(dòng)回沖，該更加緊密的齒輪傳動(dòng)回沖延長了齒輪單元的使用壽命。此外，減少的軸向移動(dòng)減少了所謂的滑移，該滑移是將在下文更詳細(xì)描述的一種現(xiàn)象。與“基本上相反的方向”類似，術(shù)語“基本上平行”將被解釋為形成小于15°的一個(gè)角。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述主推力軸承座被固定到一個(gè)齒輪單元?dú)んw上。由此，該主推力軸承座可以執(zhí)行提供徑向支撐的額外功能。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述輸入軸主推力軸承安排被安排在所述主推力軸承座的一個(gè)第一側(cè)上，并且所述輸出軸主推力軸承安排被安排在所述主推力軸承座的一個(gè)第二側(cè)上，所述第二側(cè)與所述第一側(cè)相反。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，通過一個(gè)固定齒輪單元解決了或至少緩解了上述問題的一部分或全部，該固定齒輪單元包括一個(gè)輸入軸和與所述輸入軸基本上平行的一個(gè)輸出軸，該齒輪單元被配置成用于經(jīng)由一個(gè)副軸安排在所述輸入軸與所述輸出軸之間提供一個(gè)傳動(dòng)比，該輸入軸配備有一個(gè)傳動(dòng)齒輪，該傳動(dòng)齒輪與所述副軸安排的一個(gè)從動(dòng)齒輪相哨合，并且該輸出軸配備有一個(gè)從動(dòng)齒輪，該從動(dòng)齒輪與所述副軸安排的一個(gè)傳動(dòng)齒輪相哨合，該傳動(dòng)比是不統(tǒng)一的，這樣使得該輸入軸的該傳動(dòng)齒輪和該輸出軸的該從動(dòng)齒輪中的一個(gè)齒輪將被安排成用于在一個(gè)相對較低的扭矩下運(yùn)行，并且另一個(gè)齒輪將被安排成用于在一個(gè)相對較高的扭矩下運(yùn)行，所述相對較高的扭矩比所述相對較低的扭矩要高；該輸入軸被軸頸連接到一個(gè)主推力軸承安排中的輸出軸上，該主推力軸承安排被安排成用于在一個(gè)第一軸向方向上限制該輸入軸相對于該輸出軸的軸向移動(dòng)；所述輸入軸的所述傳動(dòng)齒輪是螺旋狀的、具有一個(gè)第一旋向；所述輸出軸的所述從動(dòng)齒輪是螺旋狀的、具有一個(gè)第二旋向，所述第二旋向與該第一旋向相同會(huì)獲得一個(gè)正的傳動(dòng)比，而所述第二旋向與所述第一旋向相反會(huì)獲得一個(gè)負(fù)的傳動(dòng)比；并且被安排成用于在一個(gè)相對較低的扭矩下運(yùn)行的所述齒輪具有的螺旋角超過被安排成用于在一個(gè)相對較高的扭矩下運(yùn)行的所述齒輪的螺旋角。在這樣一種齒輪單兀中，當(dāng)在一個(gè)傳動(dòng)方向上向輸入軸提供扭矩時(shí)，由該輸入軸的傳動(dòng)齒輪產(chǎn)生的軸向推力將抵抗所述主推力軸承安排而引導(dǎo)在所述第一軸向方向上。由輸出軸的從動(dòng)齒輪產(chǎn)生的軸向推力將引導(dǎo)在一個(gè)第二軸向方向上，該第二軸向方向與所述第一軸向方向基本上相反。由此，輸入軸軸向推力和輸出軸軸向推力將具有相反的方向并且被施加到同一個(gè)位置上，即，這些軸由主推力軸承安排結(jié)合之處。這樣一種齒輪單元可以用于執(zhí)行以上所述的方法，并且由此涉及同一個(gè)發(fā)明概念。螺旋角的這種差將起作用來使得所述推力的幅值更加相等，從而增加所述軸向推力在所述主推力軸承安排中至少部分地彼此相抵消的程度。作用于輸入軸和輸出軸上的合成軸向推力由此將受到限制。由于輸入軸和輸出軸被安排成用于將它們的對應(yīng)的軸向推力施加到同一個(gè)軸向不屈服的主推力軸承安排上，因此使這些軸的軸向移動(dòng)和徑向移動(dòng)減少。這允許更加緊密的齒輪傳動(dòng)回沖，該更加緊密的齒輪傳動(dòng)回沖延長了齒輪單元的使用壽命。此外，減少的軸向移動(dòng)減少了滾動(dòng)元件在這些軸向推力軸承中的滑移。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述輸入軸被安排在所述主推力軸承安排的一個(gè)第一側(cè)上，并且所述輸出軸被安排在所述主推力軸承安排的一個(gè)第二側(cè)上，所述第二側(cè)與所述第一側(cè)相反。根據(jù)以上所述齒輪單元中的任一個(gè)的一個(gè)實(shí)施例，所述一個(gè)或多個(gè)主推力軸承安排(中的每一個(gè))是一種雙向推力軸承安排以用于在兩個(gè)軸向方向上限制(對應(yīng)的)輸入軸或輸出軸的軸向移動(dòng)。由此，軸向力在主推力軸承座或主推力軸承中相抵消，這是視情況而定的，而不管齒輪單元的旋轉(zhuǎn)方向或輸入扭矩如何。根據(jù)以上所述齒輪單元中的任一個(gè)的一個(gè)實(shí)施例，所述輸入軸被連接到一個(gè)旋轉(zhuǎn)動(dòng)力源上，該旋轉(zhuǎn)動(dòng)力源用于在所述旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)方向上驅(qū)動(dòng)該輸入軸，并且所述輸入軸的所述傳動(dòng)齒輪的旋向被定向成用于當(dāng)該旋轉(zhuǎn)動(dòng)力源在所述驅(qū)動(dòng)方向上向該輸入軸傳輸扭矩時(shí)，在所述第一軸向方向上施加輸入軸軸向推力。隱含地，由此將在與所述第一軸向方向基本上相反的所述第二軸向方向上施加輸出軸的軸向推力。通過使齒輪單元連接到一個(gè)旋轉(zhuǎn)動(dòng)力源上來主要在所述驅(qū)動(dòng)方向上從該旋轉(zhuǎn)動(dòng)力源接收旋轉(zhuǎn)功率，就有可能將該齒輪單元設(shè)計(jì)成在預(yù)定的驅(qū)動(dòng)方向上耐受與在與所述驅(qū)動(dòng)方向相反的一個(gè)旋轉(zhuǎn)方向上相比而言更大的扭矩。由此，重量可以減輕并且構(gòu)造可以更加簡單，這是因?yàn)橐粋€(gè)或多個(gè)推力軸承可以是雙向的，和/或多個(gè)殼體壁可以被制作得更薄。根據(jù)以上所述齒輪單元中的任一個(gè)的一個(gè)實(shí)施例，所述輸入軸和輸出軸各自是在一個(gè)預(yù)加載安排中軸向地預(yù)加載的。所述輸入軸和輸出軸可以各自在多個(gè)輔助預(yù)加載軸承之間或在一個(gè)主推力軸承安排與一個(gè)輔助預(yù)加載軸承之間的一個(gè)預(yù)加載安排中被加載。在后一種情況下，該主推力軸承安排將具有以下雙重功能:抵消動(dòng)態(tài)軸向負(fù)荷，并且充當(dāng)一個(gè)預(yù)加載安排的預(yù)加載軸承之一。這些輔助預(yù)加載軸承可以被定位在例如一個(gè)齒輪單元?dú)んw的對應(yīng)的端壁上。通過將動(dòng)態(tài)軸向推力引導(dǎo)到一個(gè)單一的、軸向剛性位置上(在這個(gè)位置處，當(dāng)在一個(gè)向前的、高載荷驅(qū)動(dòng)方向上驅(qū)動(dòng)齒輪單元時(shí)，這些推力至少部分地相抵消)，預(yù)加載力的幅值就可以更自由地進(jìn)行選擇并且具有一個(gè)較高的準(zhǔn)確度。在圓錐滾子軸承的情況下，一個(gè)準(zhǔn)確的軸向預(yù)加載減少了滑移并且使得一個(gè)軸承的一個(gè)較大的部分的滾動(dòng)元件在對應(yīng)的軸的每個(gè)周轉(zhuǎn)的一個(gè)較大的部分的過程中與軸承的內(nèi)座圈和外座圈相接觸，由此在這些滾動(dòng)元件之間更加準(zhǔn)確地分享了軸向負(fù)荷。出于此原因，正確預(yù)加載的推力軸承總體上具有比非預(yù)加載的推力軸承更長的預(yù)期壽命。然而，過高預(yù)加載的推力軸承總體上具有比非預(yù)加載的軸承更短的預(yù)期壽命。通過抵消動(dòng)態(tài)軸向力的一個(gè)顯著的部分，這些軸的預(yù)加載可以保持在一個(gè)較低的、更恒定的并且更準(zhǔn)確的可選擇的水平上。此外，承載這些預(yù)加載推力軸承的任何殼體或支撐結(jié)構(gòu)都可以被確定尺寸為對于靜態(tài)預(yù)加載來說是充分剛性的，而不會(huì)變得過重，就好像同樣對來自螺旋齒輪的運(yùn)行的重的動(dòng)態(tài)軸向推力進(jìn)行承載所要求的一樣。也有可能將預(yù)加載推力軸承安排在一個(gè)撓性支座中以便提供一個(gè)選擇的、恒定的軸向預(yù)加載力。再進(jìn)一步來說，軸向預(yù)加載還在某種程度上減少了對應(yīng)的軸的軸向移動(dòng)和徑向移動(dòng)，由此延長了預(yù)期使用壽命。根據(jù)以上所述齒輪單元中的任一個(gè)的一個(gè)實(shí)施例，所述輸入軸和輸出軸是基本上同心的。由此，最小的橫向扭矩將作用于主推力軸承/主推力軸承座/上，并且最小的彎曲力將作用于輸出軸上。在整 個(gè)披露中，“基本上同心”將被解釋為輸入軸和輸出軸中的至少一個(gè)的中央軸線延伸穿過由支 撐另一個(gè)軸的一個(gè)推力軸承的外邊界限定的一個(gè)表面。根據(jù)以上所述齒輪單元中的任一個(gè)的一個(gè)實(shí)施例，所述輸入軸的所述傳動(dòng)齒輪具有一個(gè)輸入軸傳動(dòng)齒輪節(jié)圓直徑Dfi|A和一個(gè)輸入軸傳動(dòng)齒輪螺旋角V H5a ;所述輸出軸的所述從動(dòng)齒輪具有一個(gè)輸出軸從動(dòng)齒輪節(jié)圓直徑Df5tij和一個(gè)輸出軸從動(dòng)齒輪螺旋角V Iiltii ;并且所述輸入軸的所述傳動(dòng)齒輪和所述輸出軸的所述從動(dòng)齒輪滿足與以下公式相對應(yīng)的一個(gè)條件
權(quán)利要求
1.將一個(gè)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的速度從提供給一個(gè)輸入軸(26)的一個(gè)第一速度增速到由一個(gè)輸出軸(28)輸送的一個(gè)第二速度的一種方法，該方法包括 將所述旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)從所述輸入軸(26 )經(jīng)由所述輸入軸(26 )的一個(gè)傳動(dòng)齒輪(34 )傳輸?shù)揭粋€(gè)副軸安排(29)，以便在一個(gè)第一軸向方向上產(chǎn)生該輸入軸(26)的一個(gè)第一軸向推力(Fl),該傳動(dòng)齒輪(34)是螺旋狀的并且具有一個(gè)第一螺旋角(V f|,A)； 將所述旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)從所述副軸安排(29 )經(jīng)由所述輸出軸(28 )的一個(gè)從動(dòng)齒輪(44)傳輸?shù)剿鲚敵鲚S(28 )，以便在一個(gè)第二方向上產(chǎn)生該輸出軸(28 )的一個(gè)第二軸向推力(F2 )，所述從動(dòng)齒輪(44)是螺旋狀的并且具有大于所述第一螺旋角(V @入)的一個(gè)第二螺旋角(￥輸出)，所述第二方向與所述第一方向基本上相反；并且 將所述第一軸向推力(Fl)的至少一部分和所述第二軸向推力(F2)的至少一部分施加到一個(gè)軸向剛性支撐結(jié)構(gòu)(50 ；156)的同一個(gè)位置上，這樣使得所述第一軸向推力和第二軸向推力(F1，F(xiàn)2)在所述支撐結(jié)構(gòu)(50 ；156)中起反作用并且至少部分地相抵消。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，所述軸向剛性支撐結(jié)構(gòu)是一個(gè)推力軸承安排(156)，該推力軸承安排使所述輸入軸和輸出軸(26，28)互連。
3.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，所述軸向剛性支撐結(jié)構(gòu)是一個(gè)主推力軸承座(150)，該主推力軸承座軸向地支撐所述輸入軸(26)和所述輸出軸(28)。
4.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，進(jìn)一步包括 將所述旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)經(jīng)由所述副軸安排(29)的多個(gè)副軸(30，32)傳輸；并且 對于所述副軸安排(29)的每個(gè)副軸(30 ；32)來說， 在一個(gè)從動(dòng)螺旋齒輪(36,40 )中產(chǎn)生一個(gè)從動(dòng)齒輪軸向推力，該從動(dòng)螺旋齒輪具有一個(gè)從動(dòng)齒輪螺旋角(V從動(dòng),丨；V從動(dòng),2)； 在一個(gè)傳動(dòng)螺旋齒輪(38 ；42)中產(chǎn)生一個(gè)傳動(dòng)齒輪軸向推力，該傳動(dòng)螺旋齒輪具有一個(gè)傳動(dòng)齒輪螺旋角(Vg1 ; V ftza,2),所述傳動(dòng)齒輪螺旋角(V ; V fta,2)大于所述從動(dòng)齒輪螺旋角(V從動(dòng),:；V從動(dòng),2)； 在所述第二方向上引導(dǎo)該從動(dòng)齒輪軸向推力；并且 在所述第一方向上引導(dǎo)該傳動(dòng)齒輪軸向推力，這樣使得每個(gè)副軸(30 ；32)的對應(yīng)的從動(dòng)齒輪和傳動(dòng)齒輪(36，38 ；40,42)的軸向推力在所述副軸(30 ；32)內(nèi)至少部分地相抵消。
5.固定齒輪單兀,該固定齒輪單兀包括一個(gè)輸入軸(26)和與所述輸入軸(26)基本上平行的一個(gè)輸出軸(28)，該齒輪單元(24)被配置成用于經(jīng)由一個(gè)副軸安排(29)在所述輸入軸(26)與所述輸出軸(28)之間提供一個(gè)傳動(dòng)比(1,6)，該輸入軸(26)配備有一個(gè)傳動(dòng)齒輪(34)，該傳動(dòng)齒輪與所述副軸安排(29)的一個(gè)從動(dòng)齒輪(36)相嚙合，并且該輸出軸(28)配備有一個(gè)從動(dòng)齒輪(44),該從動(dòng)齒輪與所述副軸安排(29)的一個(gè)傳動(dòng)齒輪(42)相哨合，該傳動(dòng)比(1, )是不統(tǒng)一的，這樣使得該輸入軸(26)的該傳動(dòng)齒輪(34)和該輸出軸(28)的該從動(dòng)齒輪(44)中的一個(gè)齒輪(44)將被安排成用于在一個(gè)相對較低的扭矩下運(yùn)行，并且另一個(gè)齒輪(34)將被安排成用于在一個(gè)相對較高的扭矩下運(yùn)行，所述相對較高的扭矩比所述相對較低的扭矩要高，其特征在于 該輸入軸(26)被軸頸連接在一個(gè)輸入軸主推力軸承安排(56)中，該輸入軸主推力軸承安排被安裝到一個(gè)主推力軸承座(50)上并且被安排成用于在一個(gè)第一軸向方向上限制該輸入軸(26)的軸向移動(dòng)；該輸出軸(28)被軸頸連接在一個(gè)輸出軸主推力軸承安排(62)中，所述輸出軸主推力軸承安排(62)與所述輸入軸主推力軸承安排(56)被共同定位在所述主推力軸承座(50)上，所述輸出軸主推力軸承安排(62)被安排成用于在一個(gè)第二軸向方向上限制該輸出軸(28)的軸向移動(dòng)，所述第二軸向方向與所述第一軸向方向基本上相反； 所述主推力軸承座(50)將該輸入軸主推力軸承安排(56)剛性地連接到該輸出軸主推力軸承安排(62)上； 所述輸入軸(26)的所述傳動(dòng)齒輪(34)是螺旋狀的、具有一個(gè)第一旋向； 所述輸出軸(28)的所述從動(dòng)齒輪(44)是螺旋狀的、具有一個(gè)第二旋向，所述第二旋向與該第一旋向相同會(huì)獲得一個(gè)正的傳動(dòng)比(I,6)，而所述第二旋向與所述第一旋向相反會(huì)獲得一個(gè)負(fù)的傳動(dòng)比(I,6);并且 被安排成用于在一個(gè)相對較低的扭矩下運(yùn)行的所述齒輪(44)具有的螺旋角(V 超過被安排成用于在一個(gè)相對較高的扭矩下運(yùn)行的所述齒輪(34)的螺旋角(￥@入)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的固定齒輪單元，所述主推力軸承座(50)被固定到一個(gè)齒輪單元?dú)んw(45)上。
7.根據(jù)權(quán)利要求5至6中任一項(xiàng)所述的固定齒輪單元，所述輸入軸主推力軸承安排(56)被安排在所述主推力軸承座(50)的一個(gè)第一側(cè)(52)上，并且所述輸出軸主推力軸承安排(62 )被安排在所述主推力軸承座(50 )的一個(gè)第二側(cè)(54 )上，所述第二側(cè)(54 )與所述第一側(cè)(52)相反。
8.固定齒輪單兀,該固定齒輪單兀包括一個(gè)輸入軸(26)和與所述輸入軸(26)基本上平行的一個(gè)輸出軸(28)，該齒輪單元被配置成用于經(jīng)由一個(gè)副軸安排(29)在所述輸入軸(26)與所述輸出軸(28)之間提供一個(gè)傳動(dòng)比(I &),該輸入軸(26)配備有一個(gè)傳動(dòng)齒輪(34)，該傳動(dòng)齒輪與所述副軸安排(29)的一個(gè)從動(dòng)齒輪(36)相嚙合，并且該輸出軸(28)配備有一個(gè)從動(dòng)齒輪(44)，該從動(dòng)齒輪與所述副軸安排(29)的一個(gè)傳動(dòng)齒輪(42)相哨合,該傳動(dòng)比(I,g、)是不統(tǒng)一的，這樣使得該輸入軸(26)的該傳動(dòng)齒輪(34)和該輸出軸(28)的該從動(dòng)齒輪(44)中的一個(gè)齒輪(44)將被安排成用于在一個(gè)相對較低的扭矩下運(yùn)行，并且另一個(gè)齒輪(34)將被安排成用于在一個(gè)相對較高的扭矩下運(yùn)行，所述相對較高的扭矩比所述相對較低的扭矩要高，其特征在于 該輸入軸(26)被軸頸連接到一個(gè)主推力軸承安排(156)中的該輸出軸(28)上，該主推力軸承安排被安排成用于在一個(gè)第一軸向方向上限制該輸入軸(26)相對于該輸出軸(28)的軸向移動(dòng)； 所述輸入軸(26)的所述傳動(dòng)齒輪(34)是螺旋狀的、具有一個(gè)第一旋向； 所述輸出軸(28)的所述從動(dòng)齒輪(44)是螺旋狀的、具有一個(gè)第二旋向，所述第二旋向與該第一旋向相同會(huì)獲得一個(gè)正的傳動(dòng)比(I,6)，而所述第二旋向與所述第一旋向相反以獲得一個(gè)負(fù)的傳動(dòng)比(I,6);并且 被安排成用于在一個(gè)相對較低的扭矩下運(yùn)行的所述齒輪(44)具有的螺旋角(V 超過被安排成用于在一個(gè)相對較高的扭矩下運(yùn)行的所述齒輪(34)的螺旋角(￥@入)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的固定齒輪單元，所述輸入軸(26)被安排在所述主推力軸承安排(156)的一個(gè)第一側(cè)上，并且所述輸出軸(28)被安排在所述主推力軸承安排(156)的一個(gè)第二側(cè)上，所述第二側(cè)與所述第一側(cè)相反。
10.根據(jù)權(quán)利要求5至9中任一項(xiàng)所述的固定齒輪單元，所述一個(gè)或多個(gè)主推力軸承安排(56，62 ；156)是雙向的，以用于在兩個(gè)軸向方向上限制該對應(yīng)的輸入軸和/或輸出軸(26，28)的軸向移動(dòng)。
11.根據(jù)權(quán)利要求5至10中任一項(xiàng)所述的固定齒輪單元，所述輸入軸和輸出軸(26，28)各自是在一個(gè)預(yù)加載安排中軸向預(yù)加裝的。
12.根據(jù)權(quán)利要求5至11中任一項(xiàng)所述的固定齒輪單元，所述輸入軸(26)和所述輸出軸(28)是基本上同心的。
13.根據(jù)權(quán)利要求5至12中任一項(xiàng)所述的固定齒輪單元， 所述輸入軸(26)的所述傳動(dòng)齒輪(34)具有一個(gè)輸入軸傳動(dòng)齒輪節(jié)圓直徑D1ia和一個(gè)輸入軸傳動(dòng)齒輪螺旋角V fiA ； 所述輸出軸(28)的所述從動(dòng)齒輪(44)具有一個(gè)輸出軸從動(dòng)齒輪節(jié)圓直徑和一個(gè)輸出軸從動(dòng)齒輪螺旋角并且 所述輸入軸(26)的所述傳動(dòng)齒輪(34)和所述輸出軸(28)的所述從動(dòng)齒輪(44)滿足與以下公式相對應(yīng)的一個(gè)條件
14.根據(jù)權(quán)利要求5至13中任一項(xiàng)所述的固定齒輪單元，所述副軸安排包括串聯(lián)連接的多個(gè)基本上平行的副軸(30，32 ;30’，32’)，每個(gè)副軸(30，32 ;30’，32’)都配備有一個(gè)從動(dòng)螺旋齒輪(36，40 ;36’，40’)和一個(gè)傳動(dòng)螺旋齒輪(38，42 ;38’，42’)，每個(gè)副軸(30，32 ；30 ’，32 ’)的該傳動(dòng)齒輪(38，42 ; 38 ’，42 ’)都與同一個(gè)副軸(30，32 ; 30 ’，32 ’)的該從動(dòng)齒輪(36,40 ;36’，40，)具有相同的旋向。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的固定齒輪單元，其中對于所述多個(gè)副軸中的每個(gè)副軸i(30 ；32 ;30，;32，)來說， 該對應(yīng)的從動(dòng)齒輪(36 ；40 ;36’;40’)具有一個(gè)從動(dòng)齒輪節(jié)圓直徑D^i和一個(gè)從動(dòng)齒輪螺旋角 該對應(yīng)的傳動(dòng)齒輪(38 ；42 ;38’;42’)具有一個(gè)傳動(dòng)齒輪節(jié)圓直徑和一個(gè)傳動(dòng)齒輪螺旋角，該傳動(dòng)齒輪螺旋角與該從動(dòng)齒輪螺旋角V 是不同的；并且0.2〈 I (D傳動(dòng)，jtan V 從動(dòng)，i) / (D從動(dòng)，jtan V 傳動(dòng)，i) I〈5。
16.根據(jù)權(quán)利要求5至15中任一項(xiàng)所述的固定齒輪單元，其中所述齒輪單元是一個(gè)增速齒輪機(jī)構(gòu)(24)。
17.根據(jù)權(quán)利要求5至16中任一項(xiàng)所述的固定齒輪單元，所述齒輪單元(24)在所述輸入軸(26)與所述輸出軸(28)之間具有小于1/20的一個(gè)傳動(dòng)比(I總)。
18.根據(jù)權(quán)利要求5至17中任一項(xiàng)所述的固定齒輪單元，所述齒輪單元(24)具有一個(gè)固定的傳動(dòng)比(I,6)。
19.根據(jù)權(quán)利要求5至18中任一項(xiàng)所述的固定齒輪單元，所述齒輪單元(24)是用于一個(gè)風(fēng)力渦輪機(jī)(10)的齒輪單元。
20.根據(jù)權(quán)利要求5至19中任一項(xiàng)所述的固定齒輪單元，其中該輸入軸(26)的該傳動(dòng)齒輪(34 )被軸向地固定到該輸入軸(26 )上，并且該輸出軸(28 )的該從動(dòng)齒輪(44 )被軸向地固定到該輸出軸(28)上。
21.根據(jù)權(quán)利要求5至20中任一項(xiàng)所述的固定齒輪單元，其中對于所述副軸安排(29)的每個(gè)副軸(30 ;32)來說，該副軸(30 ;32)的該傳動(dòng)齒輪(38 ;42)被相對于該副軸(30 ；32)的該從動(dòng)齒輪(36 ；40)軸向地固定。
22.根據(jù)權(quán)利要求5至21中任一項(xiàng)所述的固定齒輪單元，其中對于所述齒輪單元(24)的每個(gè)軸(26，28，30 ；32)來說，相對于所述齒輪單元(24)的另一個(gè)軸的軸角游隙0 s滿足以下條件 `0 s<tan_1 (0.ll/nG) 其中nG表示所述軸(26，28，30 ；32)的一個(gè)齒輪(34，36，38，`40，42，44)的齒數(shù)，所述齒輪(34，36，38，40，42，44 )與所述另一個(gè)`軸`的一個(gè)齒輪相接合。
全文摘要
將一個(gè)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的速度從提供給一個(gè)輸入軸(26)的一個(gè)第一速度增速到由一個(gè)輸出軸(28)輸送的一個(gè)第二速度的一種方法，該方法包括將所述旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)從所述輸入軸(26)經(jīng)由所述輸入軸(26)的一個(gè)傳動(dòng)齒輪(34)傳輸?shù)揭粋€(gè)副軸安排，以便在一個(gè)第一軸向方向上產(chǎn)生該輸入軸(26)的一個(gè)第一軸向推力(F1)，該傳動(dòng)齒輪(34)是螺旋狀的并且具有一個(gè)第一螺旋角(ψ輸入)；將所述旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)從所述副軸安排經(jīng)由所述輸出軸(28)的一個(gè)從動(dòng)齒輪(44)傳輸?shù)剿鲚敵鲚S(28)，以便在一個(gè)第二方向上產(chǎn)生該輸出軸(28)的一個(gè)第二軸向推力(F2)，所述從動(dòng)齒輪(44)是螺旋狀的并且具有大于所述第一螺旋角(ψ輸入)的一個(gè)第二螺旋角(ψ輸出)，所述第二方向與所述第一方向基本上相反；并且將所述第一軸向推力(F1)和所述第二軸向推力(F2)施加到一個(gè)軸向剛性支撐結(jié)構(gòu)(50)的同一個(gè)位置上，這樣使得所述第一軸向推力和第二軸向推力(F1，F(xiàn)2)在所述支撐結(jié)構(gòu)(50)中起反作用并且至少部分地相抵消。
文檔編號(hào)F16H57/021GK103154510SQ201180048851
公開日2013年6月12日 申請日期2011年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月13日
發(fā)明者尼克拉斯·本斯泰特 申請人:奧托因溫特特蘭斯普公司