風(fēng)電齒輪箱動態(tài)特性研究與工作模態(tài)測量分析.pdf

1、風(fēng)電齒輪箱作為風(fēng)電機組的關(guān)鍵部件，經(jīng)常受到啟動、制動以及風(fēng)載荷的作用，承受著無規(guī)律的變向載荷和瞬時強沖擊載荷，并且其安裝在幾十米的高空，檢修維護都很不方便，因此風(fēng)電系統(tǒng)對齒輪箱的要求非常嚴格：長壽命，一般其設(shè)計壽命要達到20年；低噪音，1米處的噪聲不得大于95分貝等等，所以必須對其進行動態(tài)方面的分析設(shè)計，減少振動和噪聲，提高其承載能力。
　　本論文在國家自然科學(xué)基金項目(項目號：51075408)資助下，以1.5兆瓦風(fēng)電齒輪箱為研

2、究對象，運用集中參數(shù)法和有限元法建立了齒輪箱耦合動力學(xué)模型，求解了模型的固有特性以及動態(tài)響應(yīng)，并采用工作模態(tài)辨識的方法對齒輪箱進行了實驗測量，為風(fēng)電齒輪箱的動態(tài)設(shè)計與分析提供了一種合理的方法和理論依據(jù)。論文主要研究工作有：
　　①.采用集中參數(shù)法建立了1.5兆瓦風(fēng)電齒輪箱傳動系統(tǒng)扭轉(zhuǎn)振動動力學(xué)模型，箱體結(jié)構(gòu)模型采用有限元法建立，通過作用在箱體支撐孔處的軸承力，把齒輪箱傳動系統(tǒng)和箱體系統(tǒng)耦合起來，建立了齒輪箱動力學(xué)模型。
　　

3、②.運用龍格——庫塔法求解齒輪傳動系統(tǒng)的動力學(xué)微分方程，得到了齒輪在內(nèi)部動態(tài)激勵作用下的扭轉(zhuǎn)振動特性以及動態(tài)嚙合力。
　?、?采用有限元的方法對齒輪箱耦合動力學(xué)模型進行了約束模態(tài)計算，求解了它在實際支撐條件下的固有特性。把齒輪在嚙合傳動過程中產(chǎn)生的動態(tài)嚙合力施加在箱體相應(yīng)的位置上，計算了齒輪箱在五種不同外部激勵作用下的動態(tài)響應(yīng)。
　?、?測量了齒輪箱在額定功率30％、50%、80%、100%、110%五種不同工況下的振動響應(yīng)