基于虛擬樣機技術的風電齒輪箱均載性能研究.pdf

1、在風力發(fā)電機組中，風電齒輪箱安裝在風輪與發(fā)電機之間，起到增速和傳遞動力的作用，是整個風電機組傳動系中重要構成部分。兆瓦級風電齒輪箱通常采用行星齒輪傳動結構，但由于各部件無法避免的制造安裝誤差，以及構件彈性變形及溫度等因素的影響，致使各行星齒輪承擔的載荷并不相等，導致系統(tǒng)產生振動、噪聲，嚴重時會發(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)定性以及風機整體的使用壽命具有重大意義。
　　本論文

2、結合6～8MW大型海上風力發(fā)電齒輪箱課題內容，以大兆瓦風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進行了分析，將其應用到3MW風電齒輪箱中。主要研究內容如下:
　　首先，運用UG軟件建立大兆瓦風電齒輪箱物理模型，并導入ADAMS軟件中，通過定義材料屬性，施加約束和載荷，關鍵零部件柔性化以及仿真參數設置，建立系統(tǒng)剛柔耦合模型并進行動力學仿真，通過齒輪轉速、

3、嚙合力和嚙合頻率等仿真結果與理論計算結果對比分析，驗證運用虛擬樣機技術研究風電齒輪箱系統(tǒng)動力學特性的可靠性。
　　其次，通過提取和處理仿真結果中各行星齒輪嚙合力數據，計算齒輪箱兩級行星傳動的均載系數，并通過與不同工況下風電齒輪箱行加載試驗得到的系統(tǒng)均載系數對比分析，結果表明仿真方法比加載試驗計算得到的均載系數結果整體偏小，但相對誤差很小，因而驗證了在風電齒輪箱設計階段采用多體動力學仿真技術研究風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的傳動原理，針對3MW風電齒輪箱第一級行星傳動參數，初步設計柔性銷各部分結構尺寸，對柔性銷結構受力分析和有限元分析，并選取一種柔性銷結構利用Pro/E和Workbench聯(lián)合優(yōu)化平臺對柔性銷參數化模型進行關鍵尺寸優(yōu)化設計，確定柔性銷軸各部分結構的最佳尺寸，并將其應用到3MW風電齒輪箱中。
　　最后，對含柔性銷軸結構的3MW風電齒輪箱進行受力分析和強度校核，運用虛擬樣機技術研究了該系統(tǒng)的均載性能，結果表明