大型风力发电机增速箱传动系统设计与运动仿真

摘要Abstract第1章绪论1.1研究的背景1.2国内外研究现状1.2.1国内研究现状与发展趋势1.2.2国外研究现状及发展趋势1.3研究的目的与内容1.3.1研究的目的1.3.2研究的内容第2章兆瓦级风力发电机增速箱设计2.1传动方案的确定2.2传动系统参数计算2.2.1传动比和分配传动比及齿数的确定2.2.3传动系统的齿轮参数确定2.2.4轴的尺寸和结构确定2.3零部件强度校核第3章增速箱零部件的建模31齿轮的建模3.1.1外啮合直齿圆柱齿轮建模3.1.2外啮合斜齿圆柱齿轮建模3.1.3内齿圈的建模3.2轴的建模3.2.1中心轴的建模3.2.2第I级输出轴的建模3.2.3第II级输出轴的建模3.3行星架的建模3.4轴承的建模3.5增速箱箱体的建模第4章增速箱的虚拟装配4.1装配简介4.2装配约束4.3传动系统装配4.3.1行星轮系装配4.3.2第I级定轴系装配4.3.3第II级定轴系装配4.3.4传动系统总装配44总装配第5章增速箱的仿真及运动分析5.1增速箱的仿真5.1.1设置环境的确定5.1.2定义运动副5.1.3运动仿真5.2齿轮传动各部件运动分析致谢参考文献风力发电机组是将风能转化为电能的一种动力机械它的特点是用叶片捕捉风能使其产生转动。然而转速非常低不足以达到发电机的输入要求所以需要增速箱来达到发电的要求。由于风速的随机性特点使得齿轮箱传动系统长期处于较为复杂的变载荷作用下从而产生振动这些振动将会引起齿轮箱传动系统内部结构的损坏进而降低了齿轮箱传动系统的稳定性。因此设计高效可靠的齿轮传动系统就是我国风电行业发展的关键。本文是通过对风力发电机组传动系统的分析和研究根据国内外的研究现状对风力发电机组的核心部件——增速箱进行设计。本文提出的是一种混合式风力发电机增速箱由一级行星轮系和两级平行定轴系组成。确定方案之后对增速箱虚拟样机、仿真、整机动力分析、虚拟样机及虚拟环境等方面进行较系统和深入的研究。通过UG7.5软件构建精确的虚拟样机模型和建立准确的虚拟装配关系利用相关有限元分析软件对危险部件进行了强度校核。根据系统动力学分析结果对传动方案的合理性进行了进一步的论证。