风电齿轮、轴及箱体结构特点

风力发电机组齿轮箱的种类很多，按照传统类型可分为圆柱齿轮增速箱、行星增速箱以

及它们互相组合起来的齿轮箱；按照传动的级数可分为单级和多级齿轮箱；按照转动的布
置形式又可分为展开式、分流式和同轴式以及混合式等等。

　　风力发电机组运转环境非常恶劣，受力情况复杂，要求所用的材料除了要满足机械强
度条件外，还应满足极端温差条件下所具有的材料特性，如抗低温冷脆性、冷热温差影响下
的尺寸稳定性等等。对齿轮和轴类零件而言，由于其传递动力的作用而要求极为严格的选材
和结构设计，一般情况下不推荐采用装配式拼装结构或焊接结构，齿轮毛坯只要在锻造条
件允许的范围内，都采用轮辐轮缘整体锻件的形式。当齿轮顶圆直径在

2 倍轴径以下时，由

于齿轮与轴之间的连接所限，常制成轴齿轮的形式。

　 　 为 了 提 高 承 载 能 力 ， 齿 轮 、 轴 一 般 都 采 用 合 金 钢 制 造 。 外 齿 轮 推 荐 采 用
20CrMnMo、15CrNi6、17Cr2Ni2A、20CrNi2MoA、17CrNiMo6、17Cr2Ni2MoA 等材料。内齿圈
和轴类零件推荐采用

42CrMoA、34Cr2Ni2MoA 等材料。采用锻造方法制取毛坯，可获得良

好的锻造组织纤维和相应的力学特征。合理的预热处理以及中间和最终热处理工艺，保证了
材料的综合机械性能达到设计要求。

　　齿轮箱内用作主传动的齿轮精度，外齿轮不低于

5 级 GB/T10095，内齿轮不低于 6 级

GB/T10095。通常采用最终热处理的方法是渗碳淬火，齿表面硬度达到 HRC60+/-2，具有良
好的抗磨损接触强度，轮齿心部则具有相对较低的硬度和较好的韧性，能提高抗弯曲强度
而通常对齿部的最终加工是采用磨齿工艺。

　　加工人字齿的时候，如是整体结构，半人字齿轮之间应有退刀槽；如是拼装人字齿轮
则分别将两半齿轮按普通圆柱齿轮加工，最后用工装将两者准确对齿，再通过过盈配合套
装在轴上。

　　齿轮加工中，规定好加工的工艺基准非常重要。轴齿轮加工时，常用顶尖顶紧两轴端中
心孔安装在机床上。圆柱齿轮则利用其内孔和一个端面作为工艺基准，用夹具或通过校准在
机床上定位。

　　在一对齿轮副中，小齿轮的齿宽比大齿轮略大一些，这主要是为了补偿轴向尺寸变动
和便于安装。为减小轴偏斜和传动中弹性变形引起载荷不均匀的影响，应在齿形加工时对轮
齿作修形处理。

　　轴