[发明专利]齿轮系统及其使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种齿轮系统，并且更具体地，涉及一种具有用于锚固行星齿轮的行星齿轮轴的齿轮系统，所述行星齿轮轴集中所述行星齿轮的每一个上的负荷并且平衡所述行星齿轮之间的负荷。

背景技术

行星齿轮系统是已知的。行星齿轮系统的例子可以在美国专利第6,994,651和7,297,086号以及美国专利公告2011/0039654和2011/0053730中找到。

一种这样的系统(周转齿轮系统10)在图1中的横截面中被显示成包括行星齿轮轴12，套筒22围绕所述行星齿轮轴布置。行星齿轮26包围套筒22并且通过肋环30连接到所述套筒。行星齿轮轴12包括在其中心位置的凹槽14。套筒22包括锥形沉陷24。行星齿轮26具有凹口28。辊32定位在出现在行星齿轮26的内表面上的滚道和出现在套筒22的外表面上的滚道之间。

行星齿轮轴12压配合到上风载板(未显示)。齿轮系统10用作双接头系统，允许行星齿轮26对准环形齿轮和恒星齿轮(未显示)而不管行星齿轮轴12的切向位置和失配。在套筒22和行星齿轮轴12之间有间隙24，以针对由于施加于行星齿轮26上的力产生的旋转和切向错位而允许行星齿轮轴12的相对运动和调节。

行星齿轮系统(例如系统10)在诸如风力涡轮机的应用中得到应用。可以在磨轧操作、石油和天然气工业以及航空工业中发现其它的可能应用。

对于使用多个行星齿轮的已知行星齿轮系统，已产生的问题是在行星齿轮之间产生不平衡负荷。当旋转部件(取决于齿轮系统，环形齿轮、载架或恒星齿轮可以将输入供应给齿轮箱)旋转时，它将力或负荷施加于行星齿轮。行星齿轮系统的负荷系数K_γ可以被定义为：

K_γ＝T_BranchN_CP/T_Nom

其中T_Branch是具有最重负荷的齿轮的扭矩，N_CP是行星齿轮的数量，并且T_Nom是系统的总额定扭矩。理想地，在每个行星齿轮上的力应当相同，即，K_γ＝1.0，由此产生平衡负荷。然而，由于各种原因行星齿轮系统常常遭受不平衡负荷。

不平衡负荷的一个原因在于制造行星齿轮的齿轮齿时这样的齿存在正常变化。例如，齿轮齿的厚度可能在齿轮齿的预期公差的程度上变化。另外，齿距(相邻齿轮齿之间的距离)也可能变化。

在正常制造实践中，载架中的行星齿轮轴孔将远离它们的实际中心位置被钻出。这是由于制造公差限制、加工部件的复杂性、测量能力和人为误差。这种情况导致(1)行星齿轮轴从中心轴失准，以及(2)每个行星齿轮承载不同于为它们设计的负荷。在正常负荷条件下，载架可能略微扭转。该扭转可能造成行星齿轮和环形齿轮/恒星齿轮组件之间的失配。取决于行星齿轮的数量和它们的相应公差，任何单行星齿轮所受到的负荷可能大幅地增加，达到2倍或以上。

减小齿轮系统上的负荷系数K_γ将允许使用更小的系统部件或允许比目前施加的更大的负荷作用于系统部件。更均匀分布的分摊负荷可以允许齿轮箱扭矩密度的增加。

考虑到这些问题中的一些，一种行星齿轮系统将在本领域中是受欢迎的，所述行星齿轮系统包括当与环形齿轮和中心恒星齿轮啮合时自对准的行星齿轮。

发明内容

本发明的实施例包括一种行星齿轮系统，该行星齿轮系统包括：载架主体，所述载架主体被配置成接收行星齿轮；至少一个轴，所述至少一个轴由载架主体接收；以及插入件，所述插入件定位在载架主体和至少一个轴之间。

所述插入件定位在所述载架主体内的开口内。所述插入件包括内凸缘和外凸缘。所述至少一个轴包括挤出部分，所述挤出部分被配置成接收所述插入件。

进一步，所述插入件包括内环，用多个弹簧将所述内环连接到外环。所述插入件包括至少一个稳定件。

所述载架主体内的所述开口包括壁，并且所述插入件包括插入件主体和至少两个弹簧。

所述插入件包括插入件环和多个弹簧，所述插入件环和多个弹簧定位在所述载架主体内的所述开口内。所述多个弹簧为S形。

所述插入件包括：内环；外环；一对稳定件，所述一对稳定件连所述内环和所述外环；以及阻塞物材料，所述阻塞物材料定位在所述内环和所述外环之间。所述内环和所述外环以及所述一对稳定件由比所述阻塞物材料强度更高的材料形成。

所述插入件包括环和一对稳定件，所述插入件配合在所述载架主体内的切口部分内。