隨著全球風能行業的快速發展以及現代風電技術的日趨成熟，發展大功率風電機組已成為必然趨勢。在2.5MW以及更大功率的風電機組中，以行星差動結構為基礎的功率分流風電齒輪箱是一種常見的結構。

　　

　　差動輪系是指具有兩個或兩個以上自由度的輪系，亦即具有對應的兩個或兩個以上的主動件的輪系。行星差動輪系中，一般選用內齒圈、行星架和太陽輪中的2個作為輸入主動件，剩下的1個作為輸出從動件。

　　

　　行星差動結構具有體積小，重量輕，傳動比范圍大，效率高和工作平穩等優點，同時差動輪系還可以用于速度的合成與分解或用于變速傳動，所以應用日益廣泛。但缺點是結構較復雜，制造精度要求較高，制造安裝較困難。

　　

　　行星差動結構有不同的功率分流型式，下圖是一種典型的行星差動結構風電齒輪箱的傳動結構示意圖，我們以此為例，分析其傳動比的計算推導。

圖一：一種行星差動結構風電齒輪箱的結構示意圖

　　

　　在圖一所示的結構中，第一級行星輪系的行星架作為整個齒輪箱的輸入主動件，同時該行星架與第二級行星輪系的內齒圈聯結。第一級行星輪系的內齒圈固定，太陽輪與第三級行星輪系的行星架聯結。第二級行星輪系的行星架固定，太陽輪與第三級行星輪系的內齒圈聯結。第三級行星輪系采用差動結構，內齒圈和行星架作為2個主動件，太陽輪作為從動件與第四級平行輪系的主動齒輪聯結。第四級平行輪系的從動齒輪作為整個齒輪箱的輸出件。

　　

　　設各級傳動件的齒數和轉速用表一中的代號表示，依次對各級輪系進行轉速分析。

　　

　　表一：各級傳動件的齒數和轉速代號

　　第一級行星輪系：

　　第二級行星輪系：

　　第三級行星輪系：

　　第四級平行輪系：

　　

　　根據傳動結構的聯結關系，結合以上4式，推導可得整個齒輪箱的傳動比i的計算公式如下：

　　

　　結合以上4式，推導可得整個齒輪箱的傳動比i的計算公式如下：

　　

　　作者  柴豐進    高級工程師

　　

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