風電齒輪齒形優(yōu)化及疲勞可靠性分析.pdf

1、隨著能源和環(huán)境問題的嚴峻，新能源的發(fā)展已上升到國家戰(zhàn)略。近年來，風電設(shè)備在我國得到大力發(fā)展和運用。在風電機組故障中，齒輪箱故障占機組故障率的20％，且停機時間長，維修困難，而齒輪故障占齒輪箱故障的40％左右，所以提高齒輪的可靠性對提高整個齒輪箱的可靠性意義重大。
　　本文以某型號2MW級風電齒輪箱為研究對象，探討齒輪的相關(guān)分析，主要研究內(nèi)容如下:
　　(1)基于RomaxDesigner平臺，建立2MW級風電齒輪箱的虛擬樣機

2、模型，將隨機風載轉(zhuǎn)換為速度轉(zhuǎn)矩載荷，確定第一級行星齒輪傳動為研究對象。
　　(2)探討齒輪的制造安裝誤差對應力的影響，制造誤差有齒厚制造誤差、齒根圓角半徑制造誤差、齒寬制造誤差、齒頂圓直徑和齒根圓直徑制造誤差，安裝誤差為中心距偏差。得出各個參數(shù)的接觸應力和彎曲應力在誤差內(nèi)的變化規(guī)律，并給出在實際加工中的建議。
　　(3)以太陽輪為例，以單位長度法向載荷減小且均勻分布為目標，齒向修形和齒廓修形為手段，對齒形進行優(yōu)化。同時探討齒

3、形優(yōu)化對單位長度法向載荷、接觸應力、彎曲應力、傳遞誤差、諧響應的影響。齒向修形采用線性修形和一定量的鼓形修形，齒廓修形采用鼓形修形。結(jié)果表明，修形后單位長度法向載荷、接觸應力、彎曲應力、傳遞誤差、諧響應最大值都明顯減小。
　　(4)采用概率描述的接觸疲勞和彎曲疲勞累積損傷計算模型，結(jié)合等效正態(tài)分布和應力強度干涉理論，計算優(yōu)化后的齒輪在考慮應力循環(huán)次數(shù)影響下的接觸應力和彎曲應力的疲勞累計損傷可靠度，并與傳統(tǒng)的不考慮應力循環(huán)次數(shù)齒輪的