基于虛擬樣機技術(shù)的風(fēng)電齒輪箱均載性能研究.pdf

1、在風(fēng)力發(fā)電機組中，風(fēng)電齒輪箱安裝在風(fēng)輪與發(fā)電機之間，起到增速和傳遞動力的作用，是整個風(fēng)電機組傳動系中重要構(gòu)成部分。兆瓦級風(fēng)電齒輪箱通常采用行星齒輪傳動結(jié)構(gòu)，但由于各部件無法避免的制造安裝誤差，以及構(gòu)件彈性變形及溫度等因素的影響，致使各行星齒輪承擔(dān)的載荷并不相等，導(dǎo)致系統(tǒng)產(chǎn)生振動、噪聲，嚴(yán)重時會發(fā)生輪齒折斷、系統(tǒng)整體發(fā)熱等惡劣狀況，因此研究齒輪箱系統(tǒng)的均載性能對于提高齒輪箱工作的穩(wěn)定性以及風(fēng)機整體的使用壽命具有重大意義。
　　本論文

2、結(jié)合6～8MW大型海上風(fēng)力發(fā)電齒輪箱課題內(nèi)容，以大兆瓦風(fēng)電齒輪箱為研究對象，運用虛擬樣機軟件ADAMS對齒輪箱系統(tǒng)進行動力學(xué)仿真分析，研究系統(tǒng)的均載性能，并針對柔性銷軸均載機構(gòu)進行了分析，將其應(yīng)用到3MW風(fēng)電齒輪箱中。主要研究內(nèi)容如下:
　　首先，運用UG軟件建立大兆瓦風(fēng)電齒輪箱物理模型，并導(dǎo)入ADAMS軟件中，通過定義材料屬性，施加約束和載荷，關(guān)鍵零部件柔性化以及仿真參數(shù)設(shè)置，建立系統(tǒng)剛?cè)狁詈夏Ｐ筒⑦M行動力學(xué)仿真，通過齒輪轉(zhuǎn)速、

3、嚙合力和嚙合頻率等仿真結(jié)果與理論計算結(jié)果對比分析，驗證運用虛擬樣機技術(shù)研究風(fēng)電齒輪箱系統(tǒng)動力學(xué)特性的可靠性。
　　其次，通過提取和處理仿真結(jié)果中各行星齒輪嚙合力數(shù)據(jù)，計算齒輪箱兩級行星傳動的均載系數(shù)，并通過與不同工況下風(fēng)電齒輪箱行加載試驗得到的系統(tǒng)均載系數(shù)對比分析，結(jié)果表明仿真方法比加載試驗計算得到的均載系數(shù)結(jié)果整體偏小，但相對誤差很小，因而驗證了在風(fēng)電齒輪箱設(shè)計階段采用多體動力學(xué)仿真技術(shù)研究風(fēng)電齒輪箱均載性能的可靠性。
　

4、　然后，研究了柔性銷均載機構(gòu)的傳動原理，針對3MW風(fēng)電齒輪箱第一級行星傳動參數(shù)，初步設(shè)計柔性銷各部分結(jié)構(gòu)尺寸，對柔性銷結(jié)構(gòu)受力分析和有限元分析，并選取一種柔性銷結(jié)構(gòu)利用Pro/E和Workbench聯(lián)合優(yōu)化平臺對柔性銷參數(shù)化模型進行關(guān)鍵尺寸優(yōu)化設(shè)計，確定柔性銷軸各部分結(jié)構(gòu)的最佳尺寸，并將其應(yīng)用到3MW風(fēng)電齒輪箱中。
　　最后，對含柔性銷軸結(jié)構(gòu)的3MW風(fēng)電齒輪箱進行受力分析和強度校核，運用虛擬樣機技術(shù)研究了該系統(tǒng)的均載性能，結(jié)果表明