[实用新型]超环面行星蜗杆增速器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种增速器，特别是涉及一种超环面行星蜗杆增速器。

背景技术

在全球范围内对绿色能源的需求正与日俱增，风力发电高潮即将到来。

风力发电装置一般由风叶、增速器、发电机、控制部件和机架等组成。其中的增速器非常关键，在很大程度上决定了整机的质量和寿命，长期以来，都是风力发电装置的瓶颈。增速器又称齿轮箱，它将风叶的20转/分左右的旋转速度增至1500转/分左右，这对于一般的齿轮箱必须多级传动才能实现。齿轮箱还必须满足效率高、寿命长(20年！)、噪音小、维护简单等基本要求。国际上至今仍普遍采用传统的体积庞大的齿轮箱，依靠高精度的多级齿轮保证其传动质量。

超环面行星蜗杆传动由美国Coulter系统公司M.R.Kuehnle于1966年提出，主要由蜗杆、行星架及其行星轮和定子组成，通过一级行星蜗杆传动实现6～240的传动比。在理论上，该传动具有可逆性，可用于增速，但实际上因压力角过大，难以做成实际的增速器产品，更无法满足风力发电装置对增速器的苛刻要求。

若设想将超环面行星蜗杆传动用于风力发电装置，则应将风叶安装在行星架上，蜗杆与发电机的主轴传动连接，在行星轮上设有与蜗杆和定子上的槽道啮合的滚动体，风叶驱动行星架旋转，行星架带动行星轮转动，行星轮通过其与蜗杆和定子啮合的滚动体驱动蜗杆增速旋转，蜗杆再驱动电机组发电。采用机械增速驱动发电机时，要求增速比高达60-100，对于超环面行星蜗杆传动，在保证滚动体尺寸不至于过小的前提下，就必须采用尺寸相当大的定子，这不仅增加了定子加工难度，而且势必增大增速器的体积和重量；反之，采用过小尺寸的滚动体，虽可减小定子的尺寸，却势必因滚动体磨损加剧而缩短增速器的使用寿命。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种增速比高、体积小、使用寿命长的超环面行星蜗杆增速器。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供的超环面行星蜗杆增速器，包括蜗杆、行星架及其行星轮和定子，所述的行星轮上设有的滚动体为高矮相间的高滚动体和矮滚动体，所述的定子上设有的槽道仅与所述的高滚动体啮合传动，所述的蜗杆上设有能与所述的矮滚动体和高滚动体分别啮合传动的槽道。滚动体可以是圆球，圆柱体，圆台体和其它旋转体。

采用上述技术方案的超环面行星蜗杆增速器，由于行星轮上设有的滚动体为高矮相间的高滚动体和矮滚动体，蜗杆上设有能与矮滚动体和高滚动体分别啮合传动的槽道。这极有利于增速场合下行星轮对蜗杆的驱动。增速时，在行星轮上的滚动体总数不变的前提下，设有的多条与高滚动体和矮滚动体啮合的槽道的蜗杆比单个与滚动体啮合的槽道的蜗杆的压力角条件要好。矮滚动体对蜗杆的驱动并未改变单靠高滚动体驱动蜗杆时的传动比和压力角，矮滚动体所做的完全是与高滚动体同步的动作，所不同的，矮滚动体只是在推动蜗杆上的另外一条槽道而已。矮滚动体和高滚动体分别与蜗杆同时啮合传动，在不必增大增速器的体积和重量的前提下提高了增速器的使用寿命。因滚动体与蜗杆的啮合发生在高速区段，故滚动体与蜗杆之间的磨损是降低增速器寿命的要害，所以本技术方案的优势是很明显的。

定子上设有的槽道仅与高滚动体啮合，而不与矮滚动体啮合，这就在保证满足增速比的前体下其尺寸不至于过大。

本实用新型的优势，尤其体现在大增速比的增速装置中。例如当前迅猛发展的风力发电设备，采用机械增速驱动发电机时，要求增速比高达60-100，这对于一般的齿轮箱必须多级传动才能实现，而采用本实用新型的装置，则不仅只通过一级传动就可实现欲达到的增速比，而且定子与行星轮的啮合关系仍保持单头啮合，这就避免了采用过大尺寸的定子或过小尺寸的滚动体，这都是行星轮上多层滚动体的设计效果。

综上所述，本实用新型是一种增速比高、体积小、使用寿命长且结构简单的超环面行星蜗杆增速器。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型用进一步说明。

附图是本实用新型结构示意图。

具体实施方式

参见附图，定子3，蜗杆6和行星架1三者同轴心线，行星架1上设有多个(例如六个)行星轮2，行星轮2上设有高矮相间的高滚动体4和矮滚动体5，定子3上设有的槽道仅与高滚动体4啮合传动，蜗杆6上设有的槽道能与矮滚动体5和高滚动体4分别啮合传动。滚动体可以是圆球，圆柱体，圆台体和其它旋转体。

参见附图，风叶安装在行星架1上，蜗杆6与发电机的主轴传动连接，风叶驱动行星架1旋转，行星架1带动行星轮2转动，行星轮2通过其与蜗杆6和定子3啮合的高滚动体4和矮滚动体5驱动蜗杆6增速旋转，蜗杆6再驱动电机组发电。由于行星轮2上设有高滚动体4和矮滚动体5，定子3上设有的槽道仅与高滚动体4啮合传动；蜗杆6上设有能与矮滚动体5和高滚动体4分别啮合传动的槽道，行星轮2上的高滚动体4和矮滚动体5这样的结构有利于增速场合下行星轮2对蜗杆6的驱动。增速时，在行星轮2上的滚动体总数不变的前提下，设有的多条与高滚动体4和矮滚动体5啮合的槽道的蜗杆6比单个与滚动体啮合的槽道的蜗杆6的压力角条件要好。矮滚动体5对蜗杆6的驱动并未改变单靠高滚动体4驱动蜗杆6时的传动比和压力角，矮滚动体5所做的完全是与高滚动体4同步的动作，所不同的，矮滚动体5只是在推动蜗杆6上的另外一条槽道而已。而采用本实用新型的装置，则不仅只通过一级传动就可实现欲达到的增速比，而且高滚动体4与定子3仍保持单头啮合传动，这就不需要采用过大尺寸的定子3从而不必增大增速器的体积和重量，矮滚动体5和高滚动体4分别与蜗杆6同时啮合传动，在不必增大增速器的体积和重量的情况下延长了增速器的使用寿命。