大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組齒輪傳動(dòng)技術(shù)的進(jìn)展

　　因此，傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)和部件選用必須按照主機(jī)提出的要求，根據(jù)不同的使用條件，經(jīng)分析對(duì)比后做出選擇。主要考慮的因素有：
　　1） 主機(jī)工況和性能參數(shù)，動(dòng)力學(xué)分析結(jié)果；
　　2） 傳動(dòng)系統(tǒng)的載荷分布和結(jié)構(gòu)形式；
　　3） 對(duì)傳動(dòng)裝置及其聯(lián)接要求；
　　4） 安全環(huán)保要求；
　　5） 壽命要求；
　　6） 經(jīng)濟(jì)和效益分析；
　　7） 運(yùn)轉(zhuǎn)和維護(hù)條件。
　　傳統(tǒng)機(jī)組的主齒輪箱用于變換速度和扭矩，使緊湊的標(biāo)準(zhǔn)發(fā)電機(jī)能夠在機(jī)組上應(yīng)用。不同功率等級(jí)的齒輪箱采用不同的傳動(dòng)形式（見圖3）。
　　在20 世紀(jì)八十年代，平行軸圓柱齒輪傳動(dòng)裝置應(yīng)用到100到500kW 標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)電機(jī)組上。90年代風(fēng)力發(fā)電機(jī)組平均功率增大到600 至800kW，為了節(jié)省空間，獲得更大速比，引用了外形為筒狀的行星齒輪傳動(dòng)或行星與平行軸齒輪組合傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)，取得較好的效果。
　　圖4 所示的一級(jí)行星兩級(jí)平行軸齒輪箱是目前應(yīng)用較廣的機(jī)組傳動(dòng)結(jié)構(gòu)。為取得高功率密度和大速比，行星級(jí)的行星架將動(dòng)力多分路分流到多個(gè)行星輪，再匯合到太陽輪上傳至平行軸齒輪，常用功率在2MW 以下。齒輪箱的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)隨機(jī)組傳動(dòng)軸系的布置方式而定，與主軸一起適用于“兩點(diǎn)式”或“三點(diǎn)式”支撐。脹緊套聯(lián)接主軸和齒輪箱輸入軸（行星架），固定端設(shè)在主軸上，行星架軸承( 或箱體）應(yīng)能軸向浮動(dòng)。行星架采用雙支撐以提高結(jié)構(gòu)剛度，常用三個(gè)行星輪，太陽輪浮動(dòng)均載；采用斜齒輪，傳動(dòng)平穩(wěn)，降低噪聲。
　　兩級(jí)行星和一級(jí)平行軸齒輪傳動(dòng)也有較多應(yīng)用實(shí)例，功率可達(dá)3 ～ 3.5MW。
　　對(duì)于更大功率的機(jī)組，為了減小外形尺寸，節(jié)省機(jī)艙空間，齒輪箱傾向于應(yīng)用行星、差動(dòng)和平行軸齒輪組合傳動(dòng)的方式，行星輪常常多于三個(gè)，以縮小體積，獲取更大的功率密度。
　　圖5 所示的行星差動(dòng)和固定軸齒輪組合傳動(dòng)結(jié)構(gòu)已在國產(chǎn)的大型風(fēng)電機(jī)組中得到應(yīng)用。該結(jié)構(gòu)采用3 級(jí)齒輪傳動(dòng)：第一級(jí)是行星差動(dòng)齒輪傳動(dòng)；第二級(jí)是固定軸齒輪分流傳動(dòng)；第三級(jí)是平行軸齒輪傳動(dòng)。
　　從主軸傳來的功率分兩路傳遞：標(biāo)有箭頭紅線的一路從行星架直連的第二級(jí)內(nèi)齒圈，通過圓周分布的一組固定軸齒輪傳至第二級(jí)中心輪，再通過與該中心輪相連的第一級(jí)內(nèi)齒圈回傳至行星架；而另一路（用綠色箭頭線表示）則直接由行星架傳遞，并在第一級(jí)行星輪上與前一路的功率匯合，通過第一級(jí)中心輪（太陽輪）傳至第三級(jí)平行軸齒輪副。
　　這種傳動(dòng)方式的總速比可以達(dá)到200 ∶ 1（行星/ 差動(dòng)級(jí)：35 ∶ 1；平行軸：6 ∶ 1）。功率分流的比例：內(nèi)齒圈差動(dòng)至末級(jí)主動(dòng)輪為72.1％；行星輪、太陽輪至末級(jí)主動(dòng)輪為27.9％。由于采用多行星輪和柔性行星銷軸結(jié)構(gòu)，其體積和重量比傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)減小25％以上。