兆瓦級(jí)風(fēng)電齒輪箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法研究及軟件研發(fā).pdf

1、霧霾治理和能源結(jié)構(gòu)調(diào)整促使風(fēng)電產(chǎn)業(yè)在我國(guó)獲得進(jìn)一步發(fā)展，大功率風(fēng)電齒輪箱能夠提高風(fēng)能利用率和縮小風(fēng)場(chǎng)的占地面積，因此單機(jī)功率的增加是未來(lái)風(fēng)電發(fā)展的方向之一。隨著單機(jī)功率的增長(zhǎng)，應(yīng)用以經(jīng)驗(yàn)、類(lèi)比為主導(dǎo)的現(xiàn)有結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法得到的零件尺寸和重量勢(shì)必有所增加。鑒于此，本文通過(guò)研究結(jié)構(gòu)優(yōu)化理論，提出了面向輕量化的兆瓦級(jí)風(fēng)電齒輪箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法，結(jié)合方法和課題要求開(kāi)發(fā)了兆瓦級(jí)風(fēng)電齒輪箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)流程自動(dòng)化軟件，從而縮短研發(fā)周期，提高設(shè)計(jì)效率，增強(qiáng)企業(yè)的研

2、發(fā)實(shí)力，具體內(nèi)容如下:
　　(1)針對(duì)風(fēng)電齒輪箱零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，將結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)理論引入兆瓦級(jí)風(fēng)電齒輪箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，提出兆瓦級(jí)風(fēng)電齒輪箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法，即模型化設(shè)計(jì)，概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)詳細(xì)設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)性能分析與評(píng)價(jià)。模型化設(shè)計(jì)中研究了初始幾何模型的數(shù)字化表達(dá);通過(guò)分析各種參數(shù)對(duì)優(yōu)化結(jié)果的影響，建立了概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法;結(jié)構(gòu)詳細(xì)設(shè)計(jì)討論了風(fēng)電齒輪箱常用的結(jié)構(gòu)工藝特征，并將響應(yīng)面法應(yīng)用于結(jié)構(gòu)尺寸優(yōu)化;研究了結(jié)構(gòu)性能分析時(shí)的原則和評(píng)價(jià)指標(biāo)，以完成

3、結(jié)構(gòu)的最終方案校核。
　　(2)基于提出的方法，研發(fā)了兆瓦級(jí)風(fēng)電齒輪箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)流程自動(dòng)化軟件。結(jié)合課題要求，分析了軟件需求，闡明了軟件的研發(fā)目標(biāo)，規(guī)劃了軟件的關(guān)鍵模塊，對(duì)軟件開(kāi)發(fā)采用的XAF架構(gòu)和HyperWorks二次開(kāi)發(fā)工具等進(jìn)行了詳細(xì)介紹。對(duì)XAF的界面開(kāi)發(fā)原理、后臺(tái)程序關(guān)鍵代碼以及自動(dòng)生成報(bào)告等做了詳細(xì)的論述，通過(guò)流程圖和面板，介紹了基于HyperWorks的CAE分析模塊。
　　(3)運(yùn)用兆瓦級(jí)風(fēng)電齒輪箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)流

4、程自動(dòng)化軟件對(duì)6MW功率分流風(fēng)電齒輪箱箱體進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。實(shí)例中，通過(guò)模型化設(shè)計(jì)模塊確定箱體的初始幾何模型，調(diào)用二次開(kāi)發(fā)的CAE分析模塊進(jìn)行拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)，得到模型的概念結(jié)構(gòu)。尺寸優(yōu)化的實(shí)施使得結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵尺寸取得最優(yōu)組合，同時(shí)結(jié)合工藝性設(shè)計(jì)和性能分析與評(píng)價(jià)確定了最終的模型方案。
　　實(shí)例證明本文方法的可行性和軟件的可操作性，可以提高零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)效率約90％。本文研究?jī)?nèi)容為風(fēng)電齒輪箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供了新的設(shè)計(jì)思路，對(duì)企業(yè)開(kāi)發(fā)類(lèi)似的流程自