風(fēng)電齒輪箱齒輪磨損的數(shù)值仿真研究.pdf

1、近幾年來,我國的風(fēng)力發(fā)電事業(yè)得到了快速的發(fā)展。但是風(fēng)電機(jī)組事故的頻發(fā),使人們對風(fēng)電機(jī)組安全和可靠性的水平愈加關(guān)注。在風(fēng)電齒輪箱中,齒輪作為風(fēng)電機(jī)組傳遞動力與運動的重要部件,其磨損失效會對整機(jī)的運行狀態(tài)有著較大的影響。齒輪的過度磨損,不僅會影響其傳動的精度和傳動效率,還會造成振動和溫升等,嚴(yán)重時產(chǎn)生強(qiáng)烈的沖擊將引發(fā)風(fēng)電機(jī)組的重大故障,因此其磨損規(guī)律的研究對齒輪的優(yōu)化設(shè)計及抗磨損技術(shù)研究有重要的指導(dǎo)意義。
　　目前,摩擦磨損研究在實驗

2、研究方面取得了大量成果,但是,實驗研究的周期較長,耗費了大量的人力、物力以及財力,且具有相當(dāng)?shù)木窒扌?。隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,數(shù)值仿真技術(shù)對于復(fù)雜的磨損問題展示了巨大的優(yōu)越性。
　　本文首先對磨損理論及其計算模型進(jìn)行了介紹,并總結(jié)了目前國內(nèi)外齒輪磨損的實驗及仿真計算的研究進(jìn)展,從微觀和宏觀兩個角度闡述了齒輪磨損的失效形式及其機(jī)理,分析影響其磨損過程的內(nèi)外部因素。根據(jù)齒輪磨損失效的物理模型,結(jié)合數(shù)值計算方法,對齒輪磨損進(jìn)行仿真計算?？?/p>

3、慮到齒輪磨損因素的影響,利用可靠性理論的基本思想,以期求得齒輪磨損壽命的預(yù)測計算方法。文中的主要研究內(nèi)容如下:
　　(1)首先文章闡述了磨損理論的發(fā)展,并介紹了齒輪磨損的失效形式和機(jī)理,分析了影響風(fēng)電齒輪磨損的重要因素,并分為內(nèi)部因素和外部因素進(jìn)行探討。
　　(2)根據(jù)齒輪接觸的相關(guān)力學(xué)理論,利用經(jīng)典接觸方法和有限元方法對風(fēng)電齒輪進(jìn)行力學(xué)分析,確定齒輪嚙合接觸區(qū)內(nèi)應(yīng)力分布狀態(tài),為齒輪齒面磨損仿真計算提供力學(xué)基礎(chǔ)。
　　

4、(3)根據(jù)固體磨損理論和齒輪傳動相關(guān)理論,建立了齒輪磨損的數(shù)學(xué)模型,并進(jìn)行了仿真研究,求得了齒輪齒廓的磨損規(guī)律,并提出了風(fēng)電齒輪抗磨損設(shè)計的措施。
　　(4)將可靠性設(shè)計理論的基本思想引入齒輪磨損的數(shù)值計算,利用蒙特卡洛法求得齒輪磨損壽命預(yù)測的計算方法,為風(fēng)電齒輪的優(yōu)化設(shè)計、磨損狀態(tài)監(jiān)測及耐磨損技術(shù)的實施提供了重要依據(jù)。
　　風(fēng)電齒輪箱齒輪磨損的數(shù)值仿真研究,將有助于風(fēng)電齒輪箱齒輪的設(shè)計優(yōu)化,使之在風(fēng)電機(jī)組運行的壽命周期內(nèi)具