本实用新型涉及风力发电齿轮箱传动的技术领域，尤其是指一种紧凑风力发电机组柔性轴齿轮箱。
背景技术：
图1是传统紧凑混合风力发电机组柔性轴齿轮箱的结构简图。由至少一级ngw型行星齿轮传动系统组成，轮毂06与第一级行星齿轮传动系统的行星架07、主轴轴承内圈08连接一起；主轴轴承外圈09与箱体010连接一起，构成风力发电机的最外部结构，替代传统结构的机舱；太阳轮01为第一级行星齿轮传动系统的输出轴，来自叶片的功率及转速经由轮毂06传递到齿轮箱内部，由太阳轮01输出到到发电机或下一级齿轮传动系统。
第一级行星齿轮传动系统为典型的柔性轴组合结构，柔性轴套03组装在柔性轴02上，柔性轴02装配固定在行星架07上，行星轮05通过轴承04装配在柔性轴02上，柔性轴过盈装配在行星架07上(由于过盈配合及受力的原因，行星架采用合金钢材料)。在工作中，行星轮05自身围绕柔性轴轴线自转，同时通过行星架07转动由柔性轴02带着行星轮05围绕齿轮箱轴线公转。
但在实际设计中，传统紧凑混合风力发电机组柔性轴齿轮箱的行星轮轴承限制了齿轮箱功率的提高、行星轮个数的增多及速比的调整。在某一平台上(主轴轴承不变，即齿轮传动径向尺寸不变)要扩大功率，往往由于轴承承载能力不足而不能实现。例如，通过增大轴承尺寸提高轴承承载能力时，受到了行星轮轮缘厚度的限制；或是通过增加行星轮个数使行星轮受载减少来满足小尺寸轴承需要，这时行星轮直径变小，又会受到行星轮轮缘厚度的限制；再者是通过增大太阳轮直径使速比减小的办法减少受力来适当提高承载能力，此时行星轮直径变小，还会受到行星轮轮缘厚度的限制。
技术实现要素：
本实用新型目的在于克服现有技术的不足，针对在传统紧凑风力发电机组柔性轴齿轮箱因行星轮轴承限制了功率的提高、行星轮个数的增多及速比的调整的问题，提出了一种紧凑风力发电机组柔性轴齿轮箱，使齿轮设计不受行星轮轴承的影响；在一定的空间尺寸下，与现有的紧凑风力发电机组柔性轴齿轮箱相比，可增加风力发电功率、增加行星轮个数和调整齿轮箱速比；同时，柔性轴行星架材料由合金钢改为球墨铸铁，大大节省了成本；为紧凑风力发电机组柔性轴齿轮箱提供一种解决方案，并且风力发电机组功率可应用在2.5mw至15mw之间。
为实现上述目的，本实用新型所提供的技术方案为：一种紧凑风力发电机组柔性轴齿轮箱，包括主轴轴承和至少一级ngw型行星齿轮传动系统，该ngw型行星齿轮传动系统包括内齿圈、行星架、柔性轴、行星轮和太阳轮轴，所述行星架与风力发电机组的轮毂和主轴轴承的内圈连接一起，并位于轮毂和主轴轴承的内圈之间，所述主轴轴承的外圈与齿轮箱的箱体连接一起，构成风力发电机组的最外部结构，所述内齿圈与齿轮箱的箱体连接在一起，并位于主轴轴承的内圈之中，所述行星轮置于内齿圈之中，并分别与内齿圈和太阳轮轴啮合，来自风力发电机组的叶片功率及转速经由轮毂传递到齿轮箱内部，最终由太阳轮轴输出到发电机或下一级行星齿轮传动系统中；其特征在于：所述柔性轴的中间部分为变径结构，该柔性轴的一端通过轴承安装在行星架上，所述轴承由两个双列圆锥滚子轴承背靠背装配而成，且轴承轴向为负游隙装配，所述柔性轴的另一端伸进行星轮中，并与行星轮内腔的一部分过盈连接，且行星轮的该部分靠近齿轮箱的箱体，所述行星轮内腔的另一部分为与柔性轴同一轴线的圆台腔，且所述圆台腔的最大直径端靠近行星架，所述柔性轴的中间部分位于该圆台腔当中，并与圆台腔的侧面之间保持间距。
进一步，所述行星架为球墨铸铁行星架。
本实用新型与现有技术相比，具有如下优点与有益效果：
1、传统紧凑风力发电机组柔性轴齿轮箱的行星轮通过轴承装配在柔性轴上，该轴承的选择受行星轮尺寸的限制，致使承载能力不足，从而导致限制了齿轮箱功率的提高、行星轮个数的增多及速比的调整。而本实用新型提供了一种将一对锥轴承背靠背布置安装在行星架与柔性轴之间的方案，以此替代传统柔性轴齿轮箱将轴承安装在行星轮与柔性轴上的方案，本方案能够增大支撑跨距，使轴承的选择不受行星轮尺寸的影响，不影响柔性轴的功能及齿轮传动的功能。
2、传统风力发电机组柔性轴齿轮箱的柔性轴需要使用柔性轴套组装在柔性轴上来增大强度，提高稳定性，且在柔性轴上需要通过轴承来装配行星轮；而本实用新型采用变径结构的柔性轴，可使柔性轴强度增大，减少变形，且柔性轴直接与行星轮的内腔过盈连接。
3、传统紧凑风力发电机组柔性轴齿轮箱的柔性轴过盈装配在行星架上，由于过盈配合及受力的原因，行星架可选用材料受限，一般采用合金钢材料。而本实用新型所述的方案无需考虑柔性轴与行星架过盈配合和受力的问题，因此能够采用球墨铸铁为行星架材料，节省了成本。
附图说明
图1为传统紧凑混合风力发电机组柔性轴齿轮箱结构示意图。
图2为本实用新型所述的紧凑风力发电机组柔性轴齿轮箱结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本实用新型作进一步说明。
参见图2所示，本实施例所提供的紧凑风力发电机组柔性轴齿轮箱，包括主轴轴承和至少一级ngw型行星齿轮传动系统。
所述ngw型行星齿轮传动系统包括内齿圈10、行星架4、柔性轴1、行星轮5和太阳轮轴12，其中内齿圈10与齿轮箱的箱体9固定连接一起，转速为零；轮毂6与第一级行星齿轮传动系统的行星架4、主轴轴承内圈7连接一起；主轴轴承外圈8与箱体9连接一起，构成风力发电机的最外部结构，替代传统结构的机舱；来自叶片的功率及转速经由轮毂6传递到齿轮箱内部，由太阳轮轴12输出到到发电机或下一级齿轮传动系统中。
进一步，柔性轴1中间部分为变径结构，能够增大柔性轴1的强度，柔性轴1的一端通过轴承3安装固定在行星架4上，轴承3为双列圆锥滚子轴承背靠背装配，轴承3轴向为负游隙装配，且该负游隙装配通过调整压紧轴套2及中间隔环实施。由于行星齿轮5的特殊结构，形成的内腔分为两个部分，一部分与柔性轴1的另一端过盈连接，且该部分靠近齿轮箱箱体9，而另一部分为圆台腔11，圆台腔11与柔性轴1为同一轴线，且圆台腔11的最大直径端靠近行星架4，柔性轴1的中间部分位于圆台腔11中，并与圆台腔11的侧面之间保持距离。当太阳轮轴12及内齿圈10的两个切向力施加于行星轮5上时，来自柔性轴1的弯曲引起的角度绕度能够被反方向来自另一端的齿轮弯曲引起的角度绕度所抵消，使每个行星轮5平行移动，进而使载荷在每个齿宽之间平均分配。
综上所述，以上的设计将一对锥轴承背靠背布置安装在行星架与柔性轴之间，以此替代传统柔性轴齿轮箱将轴承安装在行星轮与柔性轴上的方案，使齿轮设计不受行星轮轴承的影响；此外，采用变径结构的柔性轴，可使柔性轴强度增大，增强稳定性；在一定的空间尺寸下，与现有的柔性轴齿轮箱相比，可增加风力发电功率、增加行星轮个数和调整齿轮箱速比，并节省行星架材料成本，为紧凑风力发电齿轮箱提供一种解决方案，值得推广。
以上所述之实施例子只为本实用新型之较佳实施例，并非以此限制本实用新型的实施范围，故凡依本实用新型之形状、原理所作的变化，均应涵盖在本实用新型的保护范围内。
1.一种紧凑风力发电机组柔性轴齿轮箱，包括主轴轴承和至少一级ngw型行星齿轮传动系统，该ngw型行星齿轮传动系统包括内齿圈(10)、行星架(4)、柔性轴(1)、行星轮(5)和太阳轮轴(12)，所述行星架(4)与风力发电机组的轮毂(6)和主轴轴承的内圈(7)连接一起，并位于轮毂(6)和主轴轴承的内圈(7)之间，所述主轴轴承的外圈(8)与齿轮箱的箱体(9)连接一起，构成风力发电机组的最外部结构，所述内齿圈(10)与齿轮箱的箱体(9)连接在一起，并位于主轴轴承的内圈(7)之中，所述行星轮(5)置于内齿圈(10)之中，并分别与内齿圈(10)和太阳轮轴(12)啮合，来自风力发电机组的叶片功率及转速经由轮毂(6)传递到齿轮箱内部，最终由太阳轮轴(12)输出到发电机或下一级行星齿轮传动系统中；其特征在于：所述柔性轴(1)的中间部分为变径结构，该柔性轴(1)的一端通过轴承(3)安装在行星架(4)上，所述轴承(3)由两个双列圆锥滚子轴承背靠背装配而成，且轴承轴向为负游隙装配，所述柔性轴(1)的另一端伸进行星轮(5)中，并与行星轮(5)内腔的一部分过盈连接，且行星轮(5)的该部分靠近齿轮箱的箱体(9)，所述行星轮(5)内腔的另一部分为与柔性轴(1)同一轴线的圆台腔(11)，且所述圆台腔(11)的最大直径端靠近行星架(4)，所述柔性轴(1)的中间部分位于该圆台腔(11)当中，并与圆台腔(11)的侧面之间保持间距。
2.根据权利要求1所述的一种紧凑风力发电机组柔性轴齿轮箱，其特征在于：所述行星架(4)为球墨铸铁行星架。
技术总结