《风力发电增速装置的研究》佘勃强 2008.3

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风力发电增速装置的研究.nh
佘勃强 西安理工大学硕士学位论文 2008.3
【摘要】
    风力发电是应用前景十分广阔的一种洁净可再生能源，增速箱是目前大型风力发电机的关键部件，对它的工作寿命和可靠性有比一般机械高得多的要求。本文从强度和动力学两个角度出发对大型风电增速箱的齿轮传动系统进行了研究。
    首先，按照现行的齿轮强度计算方法，全面地分析了齿间摩擦力对齿根弯曲疲劳应力和齿面接触疲劳应力的影响，得出了以下结论:①齿间摩擦力对齿根弯曲应力的影响在减速和增速传动中是不一样的。在减速传动设计中齿间摩擦力的影响较小，设计计算时将其忽略是完全可行的;而在增速传动中，齿间摩擦力会使主动大齿轮的齿根应力增加1%~10%，当齿间摩擦系数大于0.08时增加5%以上，因此，对主动大齿轮的齿根弯曲疲劳强度的精确计算校核有必要考虑齿间摩擦力的影响。②齿间摩擦力对齿面接触应力的影响在减速和增速传动中是一样的，都使齿面接触应力增加(无论是小齿轮还是大齿轮)。当齿间摩擦系数大于0.09时增加5%以上，因此，对齿面接触疲劳强度的精确计算校核也有必要考虑齿间摩擦力的影响。
    其次，根据上面的结论提出了考虑齿间摩擦力的行星齿轮传动设计校核计算公式。对1500kw风力发电增速箱选取了一级行星齿轮加两级平行轴圆柱齿轮的传动形式，并按照本文提出的齿轮强度计算公式对其主要传动部件进行了设计和强度校核。
    最后，按照集中参数法建立了上述齿轮传动系统的等效动力李模型，并运用影响系数法推导出了系统的运动微分方程组，求出了行星轮系和整个传动系统的固有频率和主振型，归纳出了行星轮系具有扭转振动和行星轮振动两种振动模式，分析了整个传动系统中各构件转动惯量对系统固有频率的影响，进而运用Sn以ULINK仿真求解了系统在刚度激励和齿轮误差激励下的动态响应，得出了各构件的振动状况，为进一步的减振降噪设计和实际工况下的动载系数选取打下了基础。
    关键词:风力发电机;齿轮传动;齿间摩擦力;动力学;影响系数

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