兆瓦级风电机组变桨减速器动态特性及可靠性分析
发布时间：2022-10-20 20:51
多级行星传动已在许多行业中广泛应用,优化其动态特性、提高可靠性以及使用寿命是行星齿轮传动应用中要解决的重要问题。本文重点研究兆瓦级风电机组变桨传动系统中多级行星传动的动态特性问题,通过对齿轮的齿廓修形来改变齿轮传动的啮合刚度,进而研究其动态特性的变化情况;同时结合机械可靠性理论分析了兆瓦级风机变桨减速器的系统可靠性,主要完成了以下工作: 采用集中质量法建立了多级行星传动的动力学模型,推导出其系统的运动微分方程,并计算出了方程各系数矩阵,同时介绍了求解运动微分方程的模态分析法来指导方程的求解; 采用石川方法计算出了齿轮的啮合刚度,建立了时变条件下的刚度模型,求解了变桨减速器的多级行星传动在时变刚度模型下的固有频率和振型。利用傅里叶变换对时变刚度模型进行了相应的简化,计算出了变桨减速器系统在无阻尼和有阻尼下的动态响应,并通过ABAQUS有限元分析模拟了轮齿动载荷的变化; 阐述了齿廓修形理论,介绍了齿廓修形的具体方法。分别对变桨减速器多级行星传动的齿轮齿顶进行直线长、短修形和曲线修形,比较修形前后以及不同修形方式下系统传动的动态响应,并利用有限元分析软件ABAQ...
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 本文研究的背景及意义
1.2 多级行星传动国内外研究现状
1.2.1 行星齿轮传动动态特性的研究
1.2.2 齿轮修形的研究
1.2.3 多级行星传动系统可靠性的研究
1.2.4 目前研究中存在的不足
1.3 本文研究内容
第二章 兆瓦级风电机组变桨减速器动力学建模
2.1 引言
2.2 物理模型
2.3 兆瓦级风机变桨减速器动力学建模
2.4 系统运动微分方程的建立
2.4.1 系统运动微分方程
2.4.2 系数矩阵
2.5 模态分析法
2.6 本章小结
第三章 兆瓦级风电机组变桨减速器动态特性分析
3.1 引言
3.2 齿轮啮合刚度建模
3.2.1 齿轮啮合刚度计算方法
3.2.2 时变啮合刚度建模
3.3 固有特性
3.3.1 时变啮合刚度模型的简化
3.3.2 系统固有频率与振型
3.4 兆瓦级风机变桨减速器系统动态响应
3.4.1 系统振动方程求解
3.4.2 无阻尼动态响应
3.4.3 有阻尼动态响应
3.5 动载荷系数计算
3.6 本章小结
第四章 齿廓修形对变桨减速器传动系统动态特性的影响
4.1 引言
4.2 齿廓修形
4.2.1 齿廓修形原理
4.2.2 修形量
4.2.3 修形长度
4.2.4 修形曲线
4.3 齿廓修形后的变桨减速器传动动态特性
4.3.1 直线修形后的齿轮动载荷变化
4.3.2 曲线修形后的齿轮动载荷变化
4.3.3 修形后系统的动态响应
4.4 本章小结
第五章 兆瓦级风电机组变桨减速器可靠性分析
5.1 引言
5.2 系统可靠性理论
5.2.1 串联系统
5.2.2 并联系统
5.2.3 混联系统
5.3 兆瓦级风机变桨减速器传动可靠性计算
5.3.1 零件可靠度计算
5.3.2 变桨减速器传动系统可靠性
5.3.3 变桨减速器可靠度计算
5.3.4 国外同型号变桨减速器可靠度计算
5.4 本章小结
总结与展望
参考文献
致谢
攻读硕士期间所发表的论文与参与的科研项目
【参考文献】：
期刊论文
[1]计入齿圈柔性的直齿行星传动动力学建模[J]. 张俊,宋轶民,王建军. 机械工程学报. 2009(12)
[2]行星传动动态均载特性分析[J]. 陆俊华,朱如鹏,靳广虎. 机械工程学报. 2009(05)
[3]基于MATLAB的汽车行星齿轮传动的可靠性优化设计[J]. 张金香. 科学技术与工程. 2008(23)
[4]基于MATLAB的三级圆柱斜齿轮减速器可靠性优化设计[J]. 袁亚辉,张小玲,安宗文,黄洪钟. 机械. 2008(09)
[5]渐开线齿轮动力接触有限元分析及修形影响[J]. 孙建国,林腾蛟,李润方,刘文. 机械传动. 2008(02)
[6]封闭行星齿轮传动系统的可靠性研究[J]. 胡青春,段福海,吴上生. 中国机械工程. 2007(02)
[7]齿轮噪声与齿轮修形[J]. 袁野. 机械研究与应用. 2006(05)
[8]渐开线高速齿轮的修形设计[J]. 李绍彬. 现代制造工程. 2003(03)
[9]行星齿轮传动非线性动力学方程求解与动态特性分析[J]. 孙涛,沈允文,孙智民,刘继岩. 机械工程学报. 2002(03)
[10]封闭行星齿轮传动系统的扭振特性研究[J]. 孙智民,沈允文,李素有. 航空动力学报. 2001(02)
博士论文
[1]直齿锥齿轮修形方法研究[D]. 陈霞.华中科技大学 2006
硕士论文
[1]兆瓦级风力发电机组电动变桨距系统研究[D]. 任丽蓉.重庆大学 2009
[2]基于虚拟样机技术的齿轮系统动力学分析[D]. 武志斐.太原理工大学 2008
[3]基于有限元法的风力发电机齿轮传动系统动态特性研究及优化设计[D]. 周海建.重庆大学 2008
[4]基于接触有限元分析的渐开线齿轮齿廓修形的研究[D]. 汪明民.大连理工大学 2007
[5]基于动力学的风力发电机齿轮传动系统可靠性评估及参数优化设计[D]. 邢子坤.重庆大学 2007
[6]齿轮刚度计算及其有限元分析[D]. 王龙宝.江苏大学 2007
[7]基于ANSYS的行星齿轮传动设计分析[D]. 舒瑞龙.贵州大学 2007
[8]齿轮副非线性动力学模型的建立与分析[D]. 宋少芳.吉林大学 2007
[9]兆瓦级风力发电机组的动力学分析[D]. 张晨晨.沈阳工业大学 2007
[10]齿轮传动动载荷沿啮合线分布规律的研究[D]. 卫丽.太原理工大学 2006
本文编号：3695282
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 本文研究的背景及意义
1.2 多级行星传动国内外研究现状
1.2.1 行星齿轮传动动态特性的研究
1.2.2 齿轮修形的研究
1.2.3 多级行星传动系统可靠性的研究
1.2.4 目前研究中存在的不足
1.3 本文研究内容
第二章 兆瓦级风电机组变桨减速器动力学建模
2.1 引言
2.2 物理模型
2.3 兆瓦级风机变桨减速器动力学建模
2.4 系统运动微分方程的建立
2.4.1 系统运动微分方程
2.4.2 系数矩阵
2.5 模态分析法
2.6 本章小结
第三章 兆瓦级风电机组变桨减速器动态特性分析
3.1 引言
3.2 齿轮啮合刚度建模
3.2.1 齿轮啮合刚度计算方法
3.2.2 时变啮合刚度建模
3.3 固有特性
3.3.1 时变啮合刚度模型的简化
3.3.2 系统固有频率与振型
3.4 兆瓦级风机变桨减速器系统动态响应
3.4.1 系统振动方程求解
3.4.2 无阻尼动态响应
3.4.3 有阻尼动态响应
3.5 动载荷系数计算
3.6 本章小结
第四章 齿廓修形对变桨减速器传动系统动态特性的影响
4.1 引言
4.2 齿廓修形
4.2.1 齿廓修形原理
4.2.2 修形量
4.2.3 修形长度
4.2.4 修形曲线
4.3 齿廓修形后的变桨减速器传动动态特性
4.3.1 直线修形后的齿轮动载荷变化
4.3.2 曲线修形后的齿轮动载荷变化
4.3.3 修形后系统的动态响应
4.4 本章小结
第五章 兆瓦级风电机组变桨减速器可靠性分析
5.1 引言
5.2 系统可靠性理论
5.2.1 串联系统
5.2.2 并联系统
5.2.3 混联系统
5.3 兆瓦级风机变桨减速器传动可靠性计算
5.3.1 零件可靠度计算
5.3.2 变桨减速器传动系统可靠性
5.3.3 变桨减速器可靠度计算
5.3.4 国外同型号变桨减速器可靠度计算
5.4 本章小结
总结与展望
参考文献
致谢
攻读硕士期间所发表的论文与参与的科研项目
【参考文献】：
期刊论文
[1]计入齿圈柔性的直齿行星传动动力学建模[J]. 张俊,宋轶民,王建军. 机械工程学报. 2009(12)
[2]行星传动动态均载特性分析[J]. 陆俊华,朱如鹏,靳广虎. 机械工程学报. 2009(05)
[3]基于MATLAB的汽车行星齿轮传动的可靠性优化设计[J]. 张金香. 科学技术与工程. 2008(23)
[4]基于MATLAB的三级圆柱斜齿轮减速器可靠性优化设计[J]. 袁亚辉,张小玲,安宗文,黄洪钟. 机械. 2008(09)
[5]渐开线齿轮动力接触有限元分析及修形影响[J]. 孙建国,林腾蛟,李润方,刘文. 机械传动. 2008(02)
[6]封闭行星齿轮传动系统的可靠性研究[J]. 胡青春,段福海,吴上生. 中国机械工程. 2007(02)
[7]齿轮噪声与齿轮修形[J]. 袁野. 机械研究与应用. 2006(05)
[8]渐开线高速齿轮的修形设计[J]. 李绍彬. 现代制造工程. 2003(03)
[9]行星齿轮传动非线性动力学方程求解与动态特性分析[J]. 孙涛,沈允文,孙智民,刘继岩. 机械工程学报. 2002(03)
[10]封闭行星齿轮传动系统的扭振特性研究[J]. 孙智民,沈允文,李素有. 航空动力学报. 2001(02)
博士论文
[1]直齿锥齿轮修形方法研究[D]. 陈霞.华中科技大学 2006
硕士论文
[1]兆瓦级风力发电机组电动变桨距系统研究[D]. 任丽蓉.重庆大学 2009
[2]基于虚拟样机技术的齿轮系统动力学分析[D]. 武志斐.太原理工大学 2008
[3]基于有限元法的风力发电机齿轮传动系统动态特性研究及优化设计[D]. 周海建.重庆大学 2008
[4]基于接触有限元分析的渐开线齿轮齿廓修形的研究[D]. 汪明民.大连理工大学 2007
[5]基于动力学的风力发电机齿轮传动系统可靠性评估及参数优化设计[D]. 邢子坤.重庆大学 2007
[6]齿轮刚度计算及其有限元分析[D]. 王龙宝.江苏大学 2007
[7]基于ANSYS的行星齿轮传动设计分析[D]. 舒瑞龙.贵州大学 2007
[8]齿轮副非线性动力学模型的建立与分析[D]. 宋少芳.吉林大学 2007
[9]兆瓦级风力发电机组的动力学分析[D]. 张晨晨.沈阳工业大学 2007
[10]齿轮传动动载荷沿啮合线分布规律的研究[D]. 卫丽.太原理工大学 2006
本文编号：3695282
本文链接：https://www.wllwen.com/jixiegongchenglunwen/3695282.html
