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风电齿轮箱行星轮系构件均载与应力特性分析

发布时间:2018-01-03 03:24

  本文关键词:风电齿轮箱行星轮系构件均载与应力特性分析 出处:《华北电力大学》2012年硕士论文 论文类型:学位论文


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【摘要】:行星轮系构件设计与风电齿轮箱的性能密切相关,其均载性能直接影响齿轮箱传动的平稳性及工作的可靠性。本文从设计角度出发研究了行星齿轮传动的均载性能,分析了行星轮系各构件的主要误差独立变化时对均载系数的影响,并针对750kW风电机组计算了其行星齿轮传动系统的均载系数。 行星齿轮传动中,行星轮与行星架受载荷影响产生的变形对系统的均载性能影响较大,但以往缺乏相关的设计方法支持,针对此问题本文对行星轮及行星架进行了应力及变形分析。对于行星轮,其轮缘的变形将会造成轮齿的变形,从而影响啮合力沿齿宽方向的均匀分布,同时,轮缘的变形也影响着系统的均载性能。本文基于弹性理论推导了行星轮轮缘应力的计算公式,分析了轮缘最大环向应力随轮缘厚度增加时的变化趋势,并通过有限元法分析了轮缘最大环向变形随轮缘厚度增加时的变化趋势,从而对理论分析结果的有效性进行验证。 行星架是风电机组行星齿轮传动乃至整个齿轮箱传动中受载最大的构件,有必要对其进行力学分析。分析结果表明,行星架应力值较小而变形量较大,弹性变形有利于提升系统的均载性能,但较大变形对啮合轮齿齿宽方向的载荷均匀分布有一定影响,同时也会降低行星架的刚度。由此得出结论,在风电机组齿轮箱设计时应考虑关键构件的弹性变形,在保证强度及刚度的条件下以增加系统的均载性能。
[Abstract]:The design of planetary gear train components is closely related to the performance of wind power gearbox. The load sharing performance directly affects the smoothness and reliability of the gearbox transmission. This paper studies the load sharing performance of the planetary gear transmission from the design point of view. The influence of the main errors of the components of planetary gear train on the average load coefficient is analyzed, and the average load coefficient of the planetary gear transmission system is calculated for the 750 kW wind turbine unit. In the planetary gear transmission, the deformation of the planetary gear and the planetary frame caused by the load has a great impact on the load sharing performance of the system, but there is a lack of relevant design methods in the past. In this paper, the stress and deformation of the planetary gear and the planetary frame are analyzed. For the planetary gear, the deformation of the gear rim will result in the deformation of the gear tooth, which will affect the uniform distribution of the meshing force along the wide direction of the tooth, and at the same time. The deformation of the flange also affects the load-sharing performance of the system. Based on the elastic theory, the formula for calculating the stress of the planetary wheel is derived, and the variation trend of the maximum circumferential stress of the flange with the increase of the thickness of the flange is analyzed. The change trend of the maximum circumferential deformation of the flange with the increase of the flange thickness is analyzed by the finite element method, and the validity of the theoretical analysis results is verified. The planetary frame is the most loaded component in the planetary gear transmission and even the whole gearbox transmission of wind turbine. It is necessary to carry out mechanical analysis. The analysis results show that the stress value of the planetary frame is small and the deformation is large. The elastic deformation is beneficial to the load sharing performance of the lifting system, but the larger deformation has a certain effect on the uniform distribution of the load in the tooth width direction of the meshing gear, and at the same time it will reduce the stiffness of the planetary frame. The elastic deformation of the key components should be considered in the design of the gearbox of the wind turbine, and the load sharing performance of the system should be increased under the condition of ensuring the strength and stiffness.
【学位授予单位】:华北电力大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TH132.41

【参考文献】

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本文编号:1372165

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