5MW風(fēng)電齒輪傳動系統(tǒng)動力學(xué)建模與分析.pdf

1、大型風(fēng)電機(jī)組齒輪傳動系統(tǒng)故障率較高，是引發(fā)風(fēng)電機(jī)組故障停機(jī)的最主要原因之一。風(fēng)電齒輪箱通常為含行星輪系的三級斜齒輪系統(tǒng)，是具有大傳動比、高動載的增速系統(tǒng)。葉輪在運行過程中除產(chǎn)生扭矩載荷外，還產(chǎn)生推力、彎矩和剪切等非扭矩載荷，這些載荷通過主軸傳遞給齒輪傳動系統(tǒng)將引起振動加劇、動載增大，加速齒輪和軸承等部件的過早失效。因此，研究齒輪傳動系統(tǒng)動力學(xué)固有特性及非扭矩載荷下系統(tǒng)響應(yīng)特性，是實現(xiàn)其高可靠性設(shè)計的基礎(chǔ)研究內(nèi)容。本文以某5MW風(fēng)電齒輪傳

2、動系統(tǒng)為分析對象，研究內(nèi)容主要包括以下兩個方面：
　　(1)開展了5MW風(fēng)電齒輪傳動系統(tǒng)參數(shù)計算，考慮齒輪傳動系統(tǒng)各構(gòu)件的三個平移與三個轉(zhuǎn)動自由度，分析了各齒輪副沿嚙合作用線的彈性變形，分析了各構(gòu)件廣義坐標(biāo)上受力情況，采用動理矩定理建立了齒輪系統(tǒng)的動力學(xué)方程，開展模態(tài)分析獲得了風(fēng)電齒輪傳動系統(tǒng)各階固有頻率及振型，結(jié)果表明高速級齒輪嚙合頻率共振范圍內(nèi)存在較多階次的固有頻率，該在級齒輪嚙合激勵力將引起系統(tǒng)振動劇烈，進(jìn)而開展了高速級齒輪

3、接觸有限元分析，獲得了齒輪輪齒應(yīng)力分布。
　　(2)考慮齒輪傳動系統(tǒng)兩級行星架、三級傳動軸的柔性與行星輪軸承支撐剛度，計算了齒輪嚙合副的嚙合剛度與阻尼等參數(shù)，采用ADAMS軟件建立系統(tǒng)剛?cè)狁詈蟿恿W(xué)模型，研究了非扭轉(zhuǎn)載荷作用下齒輪傳動系統(tǒng)動力學(xué)響應(yīng)特性，通過與單一扭矩載荷下系統(tǒng)的動力學(xué)響應(yīng)對比，分析表明非扭矩載荷將引起低速級齒輪振動位移和動態(tài)嚙合力顯著增大，構(gòu)件柔性有利于傳動平穩(wěn)；分析了行星輪系的均載特性，討論了齒輪嚙合剛度參數(shù)對