大功率風(fēng)電齒輪箱系統(tǒng)耦合動(dòng)態(tài)特性研究.pdf

1、課題源于國(guó)家“十二五”科技支撐計(jì)劃“7MW級(jí)風(fēng)電齒輪箱及主軸軸承產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)研究(2012BAA01B05)”。
　　大功率風(fēng)電增速齒輪箱為風(fēng)力發(fā)電機(jī)組關(guān)鍵構(gòu)成部件之一，配置于風(fēng)電機(jī)組傳動(dòng)主軸與發(fā)電機(jī)之間，其安全、可靠、穩(wěn)定運(yùn)行已成為衡量風(fēng)電裝備性能優(yōu)劣的關(guān)鍵。開(kāi)展大功率風(fēng)電齒輪箱系統(tǒng)耦合動(dòng)態(tài)特性研究，提高大功率風(fēng)電齒輪箱運(yùn)行穩(wěn)定性和可靠性，具有重要工程意義。
　　以某5MW風(fēng)電齒輪箱為研究對(duì)象，考慮風(fēng)機(jī)載荷譜、傳動(dòng)件制造

2、安裝誤差和齒輪時(shí)變嚙合剛度，建立大功率風(fēng)電齒輪箱系統(tǒng)耦合動(dòng)力學(xué)分析模型，對(duì)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行理論分析和試驗(yàn)研究。論文主要內(nèi)容及結(jié)論如下：
　　1）考慮隨機(jī)風(fēng)載荷譜、傳動(dòng)件制造安裝誤差、齒輪時(shí)變嚙合剛度與阻尼、傳動(dòng)軸剛度與阻尼等因素，建立傳動(dòng)子結(jié)構(gòu)彎—扭—軸耦合動(dòng)力學(xué)模型；基于均勻彎曲Timoshenko梁對(duì)箱體結(jié)構(gòu)離散化，建立箱體子結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)模型；通過(guò)傳動(dòng)子結(jié)構(gòu)和箱體子結(jié)構(gòu)結(jié)合部間變形協(xié)調(diào)條件，建立大功率風(fēng)電齒輪箱系統(tǒng)耦合動(dòng)力學(xué)模型

3、。
　　2）對(duì)大功率風(fēng)電齒輪箱系統(tǒng)固有特性進(jìn)行分析，得到系統(tǒng)固有頻率及振型。結(jié)果表明大功率風(fēng)電齒輪箱傳動(dòng)子結(jié)構(gòu)模態(tài)振型包含行星系統(tǒng)模式、平行軸模式和全局耦合模式等3種振動(dòng)模式，其中行星系統(tǒng)模式包含轉(zhuǎn)—軸模式、轉(zhuǎn)—移模式及行星齒輪模式，傳動(dòng)子結(jié)構(gòu)第一階固有頻率18.7Hz，振型為全局耦合模式；齒輪箱系統(tǒng)前6階固有頻率振型為繞各坐標(biāo)軸旋轉(zhuǎn)，第一階固有頻率23.1Hz，振型為繞 x軸旋轉(zhuǎn)；對(duì)傳動(dòng)子結(jié)構(gòu)模態(tài)應(yīng)變能進(jìn)行分析，表明系統(tǒng)模態(tài)應(yīng)變

4、主要集中在各級(jí)齒輪嚙合和軸承支撐處。
　　3）對(duì)大功率風(fēng)電齒輪箱系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)進(jìn)行分析，討論傳動(dòng)件制造安安裝誤差對(duì)系統(tǒng)均載特性影響。結(jié)果表明第三級(jí)小齒輪軸向振動(dòng)幅值最大，第一級(jí)內(nèi)齒輪垂直向振動(dòng)幅值最小，其振動(dòng)頻率主要是第三級(jí)齒輪嚙合頻率及其倍頻；第一級(jí)行星架垂直向和行星齒輪(P1)橫向誤差對(duì)第一級(jí)行星傳動(dòng)動(dòng)態(tài)均載影響明顯。
　　4）將傳動(dòng)件制造安裝誤差對(duì)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)靈敏度進(jìn)行分析，得出第三級(jí)大齒輪軸向靈敏度最大。以靈敏度較大的