1.5mw風電增速箱高速級齒輪動態(tài)特性研究

1、一嬲一——————————————————————————一。：_’i^■n口J一‘^論文題目：15MW風電增速箱高速級齒輪動態(tài)特性研究學科專業(yè)：機械設(shè)計及理論研究生：孟培嬡指導教師：劉凱教授馬朝鋒講師摘要簽名：簽名：簽名：人口的日益增長以及對自然資源的需求促進了風電產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，并且隨著風力發(fā)電機組功率的不斷提高，對風機中齒輪箱的可靠性和穩(wěn)定性都提出了更高的要求；同時為了發(fā)展自主知識產(chǎn)權(quán)，提高國產(chǎn)齒輪箱的性能，減小振動降低噪音，這就

2、需要對影響齒輪副動態(tài)特性的因素進行深入的研究探討，進一步完善理論為下一步實踐服務。本文以15MW風電增速箱高速級齒輪副為研究對象，對影響此斜齒輪副動態(tài)特性的若干因素、修形以及摩擦進行了探討。首先，本文建立了斜齒輪副多自由度耦合振動模型，對系統(tǒng)的固有頻率進行分析，通過數(shù)值法對多自由度系統(tǒng)的振動狀況進行求解，得到了斜齒輪副系統(tǒng)主動輪和從動輪的徑向、軸向和扭轉(zhuǎn)自由振動狀況。結(jié)果表明，齒輪扭轉(zhuǎn)振動為齒輪副振動的主要方面，是其它振動的根源，也是主

3、要的研究對象。其次，根據(jù)斜齒輪與直齒輪的結(jié)構(gòu)差異，借助“石川法”求直齒輪時變剛度的算法，推導出斜齒輪時變剛度的一種簡化算法。建立含有非線性因素的斜齒輪副“彎一扭一軸”振動模型，分析時變剛度、間隙非線性激勵因素對振動的影響，并對齒輪副的沖擊狀態(tài)進行研究。對輕載和重載的狀況下的動態(tài)特性進行了對比。結(jié)果表明，時變剛度、間隙、阻尼等非線性因素對齒輪振動的影響不可忽略，對這些非線性因素的研究將改善齒輪副運轉(zhuǎn)的動態(tài)特性。再次，為改善本文研究齒輪副的

4、動態(tài)特性，對齒廓修形和齒向修形分別進行了理論分析，對模型采用了鼓型修形和齒頂修緣，通過理論計算確定了最佳修形曲線、修形量等參數(shù)，并利用有限元軟件對齒廓修形理論加以驗證。結(jié)果表明：理論分析和有限元分析同時證明合理的修形可以降低齒輪的振動，從而減小噪聲，獲得更高的效率。最后，在考慮摩擦力的狀況下對輪齒間的滑動狀態(tài)和受力狀態(tài)進行了理論分析，得出了摩擦力對齒輪副接觸狀況的影響，并借助有限元軟件在齒面問設(shè)計不同的摩擦系數(shù)，考慮摩擦力對接觸應力和應