[发明专利]棒齿轮直角无摩擦传动机构

说明书

技术领域

垂直轴风力发电机的传动技术。 

背景技术

虽然目前风力发电机的技术基本上都是欧美的水平轴风力发电机技术。但是人们已经认识到水平轴风力发电机的一些缺点，如风叶制造技术要求比较高，叶片尖部切割风力的尖叫声比较大，噪音对人和鸟类影响比较大，增速变速箱漏油而能引起火灾，影响生态环境，更重要的是它是阻尼驱动型的，风力不能完全转变为驱动力，为此各国都在研发垂直轴风力发电机，而垂直轴风轮如何与发电机链接在一起，并且传动效率很高，增速比很大，这便是世人研发追求的“目的”，我发表并获得变浆叶式垂直轴风力发电机专利后，为了完善专利又进行了这一课题的研究，作为CN201110113520×专利的子专利申请。 

发明内容

1、棒齿轮实际上是一个方形棒齿的齿轮。棒齿按一定齿距固在一个圆盘上，构成一个齿轮。被命名为棒齿轮。 

2、主动棒齿轮与垂直轴风机的风轮轮毂链接固定轴一起。棒齿轮的齿是垂直向下的，如图1： 

3、棒齿轮的直径通常是很大的。大的直径都在10M以上。如图 

4、垂直轴风力发电机同样选用水平轴风力发电机，这样便于今后水平轴风力发电机改造成垂直轴风力发电机，同时也不用再开发新的发电机类型。 

5、发电机轴上的齿轮也是棒形齿轮。如图2所示，它的棒齿是圆形棒齿上又安装了圆柱形滚动轴承，它的棒齿方向是水平的。和发电机轴是平行的，这样一个方型体棒齿和一个滚柱轴承外圈啮合无摩擦传动，无摩擦是轴承滚动代替了摩擦，所以传动效率可以高达99％。因为无摩擦，所以工作寿命也长，可以无故障地运行20年。 

6、棒齿轮加工方便，只需把齿节距设计加工准确即可，所以加工费用低。同时又节约很多钢材，重量轻便于安装见图3。 

7、十几米直径的大轮是拼焊而成的，先拼成圆筒，然后再加工齿，但要求平整，圆周的边偏差要小，偏差值根据齿轮的大小而定。 

8、发电机安装在风轮机的下面平台上，外面也要加一个防风雨罩。只是棒齿轮不能封闭。 

9、调频调控器放在地面上便于操作和检修，发电机是固定安装在固定的平台上，不会因风向变化而变位，所以发电机与调频调控器间的电缆也不会扭花。 

10、棒齿轮无摩擦传动机构中，小齿轮是圆柱形滚动轴承，因此只在圆柱形滚动轴承中充上轴承润滑油脂便可以了，没有其它润滑油所以不会因漏润滑油而易发生火灾，所以更安全了。 

11、以上论述是对大功率的变浆叶垂直轴风力发电机而言的，但也适用于中型变浆叶垂直轴风力发电机。小型变浆叶垂直轴风力发电机可以在小齿轮上套上一个石墨四氟套即可。 

附图说明

图1：变浆叶式垂直轴风力发电机简图。 

1：调控系统，2：叶片框架，3：叶片，4：轮毂，5：立柱，6：主轴承，7：滚动轴承棒齿轮增速器，8：发电机，9：机舱座。 

图2：变浆叶式垂直轴风力轮与发电机间增速器简图。 

1与风轮链接的大棒齿轮，2：发电机棒齿轮的轴承齿，3：发电机齿轮，4发电机轴。 

图3：变浆叶式垂直轴风力轮大齿轮简图。 

1：大齿轮盘，2：方形棒齿。 

具体实施方式

1、大齿轮和小齿轮的齿数之比，也是直径之比，大齿轮直径D：小齿轮直径d＝增速比，所以为了增大增速比应该尽可能地增大大齿轮的直径，减小小齿轮的直径。 

2、大齿轮的直径很大制造要用钢板拼接而成，制造时要求直径的精度很高，同时安装圆心定位精度要求很高。 

3、棒齿轮的棒齿材料应选用高强度且韧性好的钢材。 

4、棒齿大小由钢材强度，传递的功率力的大小，安全系数行业要求计算而定。 

5、齿距的大小是根据棒齿的大小以及啮合情况而设计的。 

6、大齿轮与风轮的连接是在地面上施工完成的，最后吊装完毕。