風(fēng)力發(fā)電機組齒輪箱概述（二）

　　第三節(jié) 齒輪箱的構(gòu)造

　　一、齒輪箱的類型與特點

　　風(fēng)力發(fā)電機組齒輪箱的種類很多，按照傳統(tǒng)類型可分為圓柱齒輪增速箱、行星增速箱以及它們互相組合起來的齒輪箱；按照傳動的級數(shù)可分為單級和多級齒輪箱；按照轉(zhuǎn)動的布置形式又可分為展開式、分流式和同軸式以及混合式等等。

　　二、齒輪箱圖例

　　第四節(jié) 齒輪箱的主要零部件

　　箱體結(jié)構(gòu)

　　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時產(chǎn)生的反力，必須具有足夠的剛性去承受力和力矩的作用，防止變形，保證傳動質(zhì)量。箱體的設(shè)計應(yīng)按照風(fēng)電機組動力傳動的布局安排、加工和裝配條件、便于檢查和維護等要求來進行。應(yīng)注意軸承支承和機座支承的不同方向的反力及其相對值，選取合適的支承結(jié)構(gòu)和壁厚，增設(shè)必要的加強筋。筋的位置須與引起箱體變形的作用力的方向相一致。

　　箱體的應(yīng)力情況十分復(fù)雜且分布不勻，只有采用現(xiàn)代計算方法，如有限元、斷裂力學(xué)等方法輔以摸擬實際工況的光彈實驗，才能較為準(zhǔn)確地計算出應(yīng)力分布的狀況。利用計算機輔助設(shè)計，可以獲得與實際應(yīng)力十分接近的結(jié)果。

　　采用鑄鐵箱體可發(fā)揮其減振性，易于切削加工等特點， 適于批量生產(chǎn)。常用的材料有球墨鑄鐵和其他高強度鑄鐵。用鋁合金或其他輕合金制造的箱體，可使其重量較鑄鐵輕20%~30%， 但從另一角度考慮，輕合金鑄造箱體，降低重量的效果并不顯著。這是因為輕合金鑄件的彈性摸量較小，為了提高剛性，設(shè)計時常須加大箱體受力部分的橫截面積，在軸承座處加裝鋼制軸承座套，相應(yīng)部位的尺寸和重量都要加大。目前除了較小的風(fēng)電機組尚用鋁合金箱體外，大型風(fēng)力發(fā)電齒輪箱應(yīng)用輕鋁合金鑄件箱體已不多見。

　　單件、小批生產(chǎn)時，常采用焊接或焊接與鑄造相結(jié)合的箱體。為減小機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)進行退火、時效處理，以消除內(nèi)應(yīng)力。

　　為了便于裝配和定期檢查齒輪的嚙合情況，在箱體上應(yīng)設(shè)有觀察窗。機座旁一般設(shè)有連體吊鉤，供起吊整臺齒輪箱用。

　　箱體支座的凸緣應(yīng)具有足夠的剛性，尤其是作為支承座的耳孔和搖臂支座孔的結(jié)構(gòu)，其支承剛度要作仔細(xì)的核算。為了減小齒輪箱傳到機艙機座的振動，齒輪箱可安裝在彈性減振器上。最簡單的彈性減振器是用高強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。采用強制潤滑和冷卻的齒輪箱，在箱體的合適部位設(shè)置進出油口和相關(guān)的液壓件的安裝位置。

　　齒輪和軸的結(jié)構(gòu)

　　風(fēng)力發(fā)電機組運轉(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械強度條件外，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。對齒輪和軸類零件而言，由于其傳遞動力的作用而要求極為嚴(yán)格的選材和結(jié)構(gòu)設(shè)計，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，由于齒輪與軸之間的連接所限，常制成軸齒輪的形式。

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