风力发电机齿轮箱动静态特性的有限元分析

发布时间：2020-12-16 14:31

　　能源问题已经成为困扰经济社会发展的主要问题,由于使用矿物燃料对环境造成的破坏,使得人们开始开发清洁环保的绿色能源。其中风能就是目前最具有发展前景的绿色能源,风电产业的迅速发展对风力发电机组特别是齿轮箱传动系统提出了更高的要求。本文以大型通用有限元软件ANSYS为平台建立了风电齿轮箱中主要部件——一级行星架和齿轮箱壳体的有限元模型并按照它们的实际工作环境建立了相应的载荷和约束条件。利用ANSYS软件对结构的静力学特性进行了计算和分析,确定了一级行星架和齿轮箱壳体在极限工况下的应力应变分布,并针对轴承孔受压面加强筋板应力水平提出了一些提高强度和刚度的改进措施。为分析齿轮箱的动态特性,计算了一级行星架和齿轮箱壳体的固有频率和振型,确定了它们的振动形态。论文还根据风场的风载记录将其抽象为随时间变化的载荷并作为瞬态输入计算分析了一级行星架的瞬态响应,并以此为依据对一级行星架在风载循环作用下的疲劳强度进行了探讨,初步确定了一级行星架的疲劳寿命。通过对风力发电机齿轮箱的动静态特性分析,掌握了齿轮箱应力应变分布规律,找出了应力应变最大值及发生的位置,总结了齿轮箱在动载荷作用下动态响应的规律。在论文的研... 

【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

齿轮的运动简图

图 2-2 一级行星架三维模型根据壳体的设计可知，一级行星架的轴向力都是由调心一端的圆柱滚子轴承只需要承受一部分径向力。但是，心作用，当轴承安装面有转角时，这种变形就会通过轴应力。星架的销孔与销轴配合支撑行星轮。考虑到载荷均布，设分布，实际工作时同时有三个行星轮与齿圈和太阳轮啮合三个行星轮的啮合力等效到中心某一点后保持平衡。但阳轮同时啮合，两对啮合齿啮合时所产生的轴向力大小相销轴上会产生一个弯矩作用。然而，综合考虑三个行星在转动平面内互成 120 度平衡，因此这种弯矩是一种局一级行星架受力条件的分析，可以判断一级行星架主要的剪切应力，其中轴承安装面的截面突变部分是应力较大

它们要直接承受来自行星齿轮的啮合力（径向、切向、轴向）。这三力的大小直接与输入的扭矩有关，在较大的扭矩情况下如紧急刹车或启动的工况，啮合力造成的齿圈较严重的变形，容易产生壳体破坏。其次，来自轴承的径向和轴向力将直接作用在壳体上，在止靠面的凸台处容易引起应力集中，这也是壳需要注意的区域。根据齿轮传动简图 2-1，本文研究的齿轮箱壳体整体结构如图 2-3 所示：前端壳体连接壳体大齿圈圆柱滚子轴承

【参考文献】：
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本文编号：2920317