風(fēng)電齒輪、軸及箱體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

　  風(fēng)力發(fā)電機(jī)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(dòng)的級(jí)數(shù)可分為單級(jí)和多級(jí)齒輪箱；按照轉(zhuǎn)動(dòng)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。
　　風(fēng)力發(fā)電機(jī)組運(yùn)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(jī)械強(qiáng)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(duì)齒輪和軸類零件而言，由于其傳遞動(dòng)力的作用而要求極為嚴(yán)格的選材和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，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(shí)，由于齒輪與軸之間的連接所限，常制成軸齒輪的形式。
　　為了提高承載能力，齒輪、軸一般都采用合金鋼制造。外齒輪推薦采用20CrMnMo、15CrNi6、17Cr2Ni2A、20CrNi2MoA、17CrNiMo6、17Cr2Ni2MoA等材料。內(nèi)齒圈和軸類零件推薦采用42CrMoA、34Cr2Ni2MoA等材料。采用鍛造方法制取毛坯，可獲得良好的鍛造組織纖維和相應(yīng)的力學(xué)特征。合理的預(yù)熱處理以及中間和最終熱處理工藝，保證了材料的綜合機(jī)械性能達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
　　齒輪箱內(nèi)用作主傳動(dòng)的齒輪精度，外齒輪不低于5級(jí)GB/T10095，內(nèi)齒輪不低于6級(jí)GB/T10095。通常采用最終熱處理的方法是滲碳淬火，齒表面硬度達(dá)到HRC60+/-2，具有良好的抗磨損接觸強(qiáng)度，輪齒心部則具有相對(duì)較低的硬度和較好的韌性，能提高抗彎曲強(qiáng)度，而通常對(duì)齒部的最終加工是采用磨齒工藝。
　　加工人字齒的時(shí)候，如是整體結(jié)構(gòu)，半人字齒輪之間應(yīng)有退刀槽；如是拼裝人字齒輪，則分別將兩半齒輪按普通圓柱齒輪加工，最后用工裝將兩者準(zhǔn)確對(duì)齒，再通過過盈配合套裝在軸上。
　　齒輪加工中，規(guī)定好加工的工藝基準(zhǔn)非常重要。軸齒輪加工時(shí)，常用頂尖頂緊兩軸端中心孔安裝在機(jī)床上。圓柱齒輪則利用其內(nèi)孔和一個(gè)端面作為工藝基準(zhǔn)，用夾具或通過校準(zhǔn)在機(jī)床上定位。
　　在一對(duì)齒輪副中，小齒輪的齒寬比大齒輪略大一些，這主要是為了補(bǔ)償軸向尺寸變動(dòng)和便于安裝。為減小軸偏斜和傳動(dòng)中彈性變形引起載荷不均勻的影響，應(yīng)在齒形加工時(shí)對(duì)輪齒作修形處理。
　　軸
　　齒輪箱中的軸按其主動(dòng)和被動(dòng)關(guān)系可分為主動(dòng)軸、從動(dòng)軸和中間軸。首級(jí)主動(dòng)軸和末級(jí)從動(dòng)軸的外伸部分用于安裝半聯(lián)軸器，與風(fēng)輪輪轂或電機(jī)傳動(dòng)軸相連。為了提高可靠性和減小外形尺寸，有時(shí)將半聯(lián)軸器（法蘭）與軸制成一體。
　　軸上各個(gè)配合部分的軸頸需要進(jìn)行磨削加工。為了減少應(yīng)力集中，對(duì)軸上臺(tái)肩處的過渡圓角、花鍵向較大軸徑過渡部分，均應(yīng)作必要的處理，例如拋光，以提高軸的疲勞強(qiáng)度。在過盈配合處，為減少輪轂邊緣的應(yīng)力集中，壓合處的軸徑應(yīng)比相鄰部分軸徑加大5%，或在輪轂上開出卸荷槽。裝在軸上的零件，軸向固定應(yīng)可靠，工作載荷應(yīng)盡可能用軸上的止推軸肩來承受，相反方向的固定則可利用螺帽或其他緊固件。為防止螺紋松動(dòng)，可利用止動(dòng)墊圈、雙螺帽墊圈、鎖止螺釘或串聯(lián)鐵絲等。有時(shí)為了節(jié)省空間，簡化結(jié)構(gòu)，也可以用彈簧擋圈代替螺帽和止動(dòng)墊圈，但不能用于軸向負(fù)荷過大的地方。
　　軸的材料采用碳綱和合金綱。如40、45、50、40Cr、50Cr、42CrMoA等，常用的熱處理方法為進(jìn)行調(diào)質(zhì)，而在重要部位作淬火處理。要求較高時(shí)可采用20CrMnTi、20CrMo、20MnCr5、17CrNi5、16CrNi等優(yōu)質(zhì)低碳合金綱，進(jìn)行滲碳淬火處理，獲取較高的表面硬度和心部較高的韌性。
　　滾動(dòng)軸承
　　齒輪箱的支承中，大量應(yīng)用滾動(dòng)軸承，其特點(diǎn)是靜摩擦力矩和動(dòng)摩擦力矩都很小，即使載荷和速度在很寬范
　　箱體結(jié)構(gòu)