兆瓦级风电齿轮箱设计与研究

发布时间：2022-04-27 22:08

　　风电产业的飞速发展促成了风电装备制造业的繁荣,风电齿轮箱作为风电机组的核心部件,倍受国内外风电相关行业和研究机构的关注。但由于国内风电齿轮箱的研究起步较晚,技术薄弱,特别是兆瓦级风电齿轮箱,主要依靠引进国外技术。因此,急需对兆瓦级风电齿轮箱进行自主开发研究,真正掌握风电齿轮箱设计制造技术,以实现风机国产化目标。本文以南车株洲电力机车研究所有限公司引进的兆瓦级风力发电机为对象,通过方案选取,齿轮参数计算等对其配套的齿轮箱进行自主设计,并通过对齿轮传动进行有限元接触研究,实现渐开线斜齿轮的修形设计。首先,确定齿轮箱的机械结构。选取两级行星派生型传动方案,通过计算,确定各级传动的齿轮参数。对行星齿轮传动进行受力分析,得出各级齿轮受力结果。依据标准进行静强度校核,结果符合安全要求。其次,基于Pro/E参数化建模功能,运用渐开线方程及螺旋线生成理论,建立斜齿轮的三维参数化模型。通过接口配置,实现与ANSYS的连接。然后,对齿轮传动系统进行了齿面接触应力计算。先利用常规算法进行理论分析计算,再利用ANSYS进行有限元分析计算,并将两者加以对比,结果相近。可见,只要模型合理,有限元法可以得到较好的结... 

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

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致谢
中文摘要
ABSTRACT
1 引言
    1.1 课题来源
    1.2 国内外发展现状与趋势
        1.2.1 风力发电国内外发展现状与趋势
        1.2.2 风电齿轮箱的发展现状
        1.2.3 齿轮接触分析的研究现状
    1.3 课题研究的意义
    1.4 论文的主要内容
2 齿轮箱结构设计
    2.1 增速齿轮箱方案设计
    2.2 齿轮参数确定
    2.3 受力分析与静强度校核
        2.3.1 受力分析
        2.3.2 低速级外啮合齿面静强度计算
    2.4 本章小结
3 基于Pro/E的斜齿轮参数化造型
    3.1 Pro/E参数化建模概述
    3.2 斜齿轮参数化模型建立
        3.2.1 设置参数与数学关系式
        3.2.2 构造齿廓
        3.2.3 生成齿轮
    3.3 模型装配
    3.4 软件接口
    3.5 本章小结
4 齿轮箱斜齿轮接触应力分析
    4.1 接触分析基本理论
        4.1.1 弹性接触问题有限元法的基本方程
        4.1.2 ANSYS中的接触分析功能与算法
    4.2 齿轮副接触强度理论计算
        4.2.1 低速级接触强度计算
        4.2.2 中间级接触强度计算
        4.2.3 高速级接触强度计算
    4.3 齿轮副接触强度有限元分析
        4.3.1 有限元模型建立
        4.3.2 低速级齿轮接触强度有限元分析
        4.3.3 中间级齿轮接触强度有限元分析
    4.4 接触参数的影响分析
        4.4.1 齿面摩擦力对接触分析的影响
        4.4.2 刚度系数对接触分析的影响
    4.5 本章小结
5 斜齿轮修形分析
    5.1 引言
    5.2 齿轮修形原理
    5.3 修形方案确定
    5.4 修形强度分析
    5.5 本章小结
6 结论
参考文献
作者简历
学位论文数据集


【参考文献】：
期刊论文
[1]兆瓦级风力机齿轮传动系统动力学分析与优化[J]. 秦大同,古西国,王建宏,刘建国.  重庆大学学报. 2009(04)
[2]风电齿轮箱的发展及技术分析[J]. 王晶晶,吴晓铃.  机械传动. 2008(06)
[3]风力发电齿轮箱设计制造技术的发展与展望[J]. 刘忠明,段守敏,王长路.  机械传动. 2006(06)
[4]风力发电的发展状况与发展趋势[J]. 赵洪杰,马春宁.  水利科技与经济. 2006(09)
[5]关于中国风电发展的思考[J]. 施鹏飞.  电力技术经济. 2006(04)
[6]基于ANSYS的斜齿轮接触非线性有限元分析[J]. 黄亚玲,秦大同,罗同云,龚为伦.  四川兵工学报. 2006(04)
[7]渐开线斜齿轮的参数化建模方法与虚拟装配技术[J]. 罗善明,王建,吴晓铃,陈立锋,黄靖龙.  机械传动. 2006(03)
[8]我国风力发电技术的现状及发展[J]. 周思刚.  电气技术. 2005(03)
[9]齿轮啮合过程齿间载荷分配的有限元分析[J]. 包家汉,张玉华,薛家国.  机械传动. 2004(05)
[10]风电增速箱结构设计叙谈[J]. 汤克平.  机械传动. 2004(05)

硕士论文
[1]圆柱齿轮的三维参数化建模与应力分析[D]. 陈建辉.西北工业大学 2005



本文编号：3649243