風(fēng)電增速齒輪接觸問題數(shù)值分析.pdf

1、風(fēng)電齒輪箱是整個風(fēng)電傳動系統(tǒng)中最重要的功能部件，由于接觸應(yīng)力過大引起的風(fēng)電增速齒輪損毀是導(dǎo)致風(fēng)電齒輪箱不能正常工作的主要原因。因此，對風(fēng)電增速齒輪在嚙合傳動過程中的接觸問題進(jìn)行深入分析具有重要意義。本文以某高速齒輪制造有限公司生產(chǎn)的兆瓦級風(fēng)電增速齒輪箱增速齒輪為主要研究對象，考慮摩擦力的影響對風(fēng)電增速齒輪接觸問題進(jìn)行了深入的分析和探究。
　　首先，基于赫茲接觸理論和有限元分析方法，對風(fēng)電齒輪箱增速齒輪的接觸類型、特點(diǎn)進(jìn)行分析，根據(jù)

2、漸開線齒輪的嚙合原理得到漸開線方程和螺旋線方程，利用Pro/E軟件的參數(shù)化方法建立了風(fēng)電增速齒輪輸出級太陽輪和行星輪的模型，并對其進(jìn)行精確的裝配；將裝配好的齒輪副模型導(dǎo)入到ANSYS中，利用ANSYS Workbench平臺對風(fēng)電增速齒輪進(jìn)行有限元分析，得到齒輪嚙合過程中的接觸應(yīng)力和接觸變形。
　　其次，在轉(zhuǎn)矩不變的條件下，分析風(fēng)電齒輪接觸應(yīng)力與接觸變形隨轉(zhuǎn)速的變化情況，計算結(jié)果表明：隨著轉(zhuǎn)速的增大，接觸應(yīng)力和接觸變形也在增大，特

3、別是當(dāng)主動輪的速度達(dá)到一定的數(shù)值后，接觸變形呈幾何倍數(shù)增加，齒輪副接觸應(yīng)力變化明顯，接觸狀態(tài)極不穩(wěn)定，此時，齒輪副容易產(chǎn)生噪聲、沖擊等問題。分析結(jié)果同時顯示：轉(zhuǎn)矩的大小對風(fēng)電齒輪接觸應(yīng)力和接觸變形的影響也很大，隨著轉(zhuǎn)矩的不斷增大，接觸應(yīng)力和接觸變形也在增大，并呈現(xiàn)線性變化的趨勢。
　　最后，分析了摩擦力對風(fēng)電增速齒輪接觸應(yīng)力和接觸變形的影響。結(jié)果表明：在齒輪嚙合過程中，齒根附近出現(xiàn)應(yīng)力集中，并且出現(xiàn)最大應(yīng)力值；當(dāng)摩擦因數(shù)小于0.3

4、時，接觸應(yīng)力和接觸變形隨著摩擦因數(shù)的增加而急劇增加，并呈現(xiàn)出線性變化趨勢；當(dāng)摩擦因數(shù)大于0.3時，接觸應(yīng)力隨著摩擦因數(shù)的增大而緩慢增加，而接觸變形隨著摩擦因數(shù)的增大略有下降，并呈現(xiàn)出非線性變化趨勢；對比考慮摩擦力和未考慮摩擦力時轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩對風(fēng)電齒輪接觸性能的影響，得到摩擦力的存在使得在同等條件下的接觸應(yīng)力和接觸變形明顯增大。
　　研究結(jié)果表明在風(fēng)電齒輪嚙合過程中，轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩和摩擦力等因素對風(fēng)電增速齒輪接觸應(yīng)力和應(yīng)變有重要影響，研究