风电增速箱斜齿轮齿向修形研究

发布时间：2021-05-31 21:53

　　随着风力发电向大功率发展,对风力发电机组增速齿轮箱的可靠性提出了更高的要求。深入研究风力发电机组齿轮传动系统,特别是斜齿轮修形技术,对提高增速箱齿轮传动的承载能力与使用寿命有重要意义。本文以风电增速箱传动系统中间级的一对齿轮轴为研究对象,运用有限元分析的方法,结合齿轮齿向修形理论,提出斜齿轮的齿向修形（鼓形修整和螺旋角修整）的方案,并通过仿真对修形的效果进行了验证。首先,建立中间级齿轮轴的有限元模型,分别进行结构分析,得出轴和齿轮的变形,采用APDL编程、MATLAB编程和ANSYS后处理中的路径功能提取轴心的弯曲变形和齿轮的扭转变形。其次,应用齿轮鼓形修整和螺旋角修整的原理和方法,根据轴心的弯曲变形和齿轮的扭转变形,分别得出齿轮鼓形修整和螺旋角修整所需的参数,并在CAD软件中对齿轮进行修形:对修形前后的一对齿轮轴分别建立有限元模型,进行啮合接触分析,提取啮合力进行对比。对比的结果表明:修形后齿轮啮合力沿齿向的分布更加均匀,载荷集中现象得到了改观,一端接触的情况得以避免,证明本文针对风电齿轮箱中间级斜齿轮提出的鼓形修整和螺旋角修整的方案是可行的。然后,对轴和齿轮的过盈联接进行接触有限元... 

【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：69 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

齿向修形分类Fig.1.1TheeategoryoflongitUdinaleorreetion

图2.2齿轮一端接触 Fig.2.2Endeontactduringengagement如图2.1和2.2所示，当轴承相对于齿轮作不对称配置时，受载前，轴没有弯曲变形，轮齿啮合正常，两个节圆柱恰好相切;受载后，轴产生弯曲变形，轴上的齿轮也就随之偏斜，这就导致齿轮在齿宽方向一端接触，而另一端产生间隙。实际上，由于齿向误差、轴承孔的平行度误差、齿轮轴和轴承及箱体变形等原因都会导致齿轮在齿宽方向一端接触，而另一端产生间隙。若存在一端接触的情况，则沿齿向的载荷分布就不均匀了[361。卜拼场任月11川引二二二二二二二二二二二二二 二 二一刁雌 雌 /////才才护尸一一一 一 一 一一一l，乒 乒卜 卜 卜 卜卜 卜 卜 卜卜已‘ ‘踌 踌 踌 踌踌 踌 踌 踌踌 踌 踌 //////////////奋乙 乙 仪 仪 仪 alxxx卜 卜卜 卜 三「，月踌!}b城l(1’)大载荷Fm或小的啮台歪斜度Fp

图2.1轴承不对称偏置Fig.2.1AsymmetrieConstraintsofbearings图2.2齿轮一端接触Fig.2.2Endeontactduringengagement如图2.1和2.2所示，当轴承相对于齿轮作不对称配置时，受载前，轴没有弯曲变形，轮齿啮合正常，两个节圆柱恰好相切;受载后，轴产生弯曲变形，轴上的齿轮也就随之偏斜，这就导致齿轮在齿宽方向一端接触，而另一端产生间隙。实际上，由于齿向误差、轴承孔的平行度误差、齿轮轴和轴承及箱体变形等原因都会导致齿轮在齿宽方向一端接触，而另一端产生间隙。若存在一端接触的情况，则沿齿向的载荷分布就不均匀了[361。卜拼场任月11川引二二二二二二二二二二二二二二二一刁雌雌/////才才护尸一一一一一一一一l，乒乒卜卜卜卜卜卜卜卜卜已‘‘踌踌踌踌踌踌踌踌踌踌踌//////////////奋乙乙仪仪仪alxxx卜卜卜卜三「，月踌!}b城l

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于ANSYS的齿轮接触问题研究[J]. 庞晓琛.  起重运输机械. 2008(06)
[2]轮轴过盈联接有限元分析[J]. 章巧芳,贾虹.  机械强度. 2006(04)
[3]齿轮接触线长度和重合度系数[J]. 冯守卫,张申林,张涛,张伟社.  长安大学学报(自然科学版). 2004(02)
[4]渐开线高速齿轮的修形设计[J]. 李绍彬.  现代制造工程. 2003(03)
[5]渐开线直齿圆柱齿轮齿根应力的有限元分析[J]. 王玉新,柳杨,王仪明,朱殿华.  机械设计. 2001(08)
[6]过盈联接的有限元分析[J]. 陈道礼.  机械设计. 2001(02)
[7]高速齿轮齿部修形技术研究[J]. 詹东安,王树人,唐树为.  机械设计. 2000(08)
[8]齿轮轮齿变形中的接触有限元仿真分析[J]. 杨生华,王统.  煤矿机械. 1999(08)
[9]齿轮修形曲线的优化设计[J]. 朱传敏,田志仁,宋孔杰.  山东工业大学学报. 1998(02)
[10]宽斜齿轮啮合过程三维接触有限元分析[J]. 李润方,林腾蛟,陈兵奎,林超.  机械科学与技术. 1997(03)



本文编号：3209030