TY型風(fēng)電齒輪箱行星傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)分析.pdf

1、隨著社會(huì)的高速發(fā)展，工業(yè)化進(jìn)程的加速，環(huán)境與能源的可持續(xù)發(fā)展問(wèn)題已經(jīng)成為人們生存與發(fā)展面臨的首要問(wèn)題。風(fēng)力發(fā)電具有建設(shè)周期短、裝機(jī)規(guī)模靈活、不污染環(huán)境、不消耗燃料等優(yōu)點(diǎn)，被世界各國(guó)優(yōu)先采用。風(fēng)電齒輪箱作為風(fēng)電機(jī)組機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)中最重要而又最脆弱的部件，起著增速降扭的作用，其設(shè)計(jì)的合理性嚴(yán)重影響到風(fēng)電機(jī)組的正常運(yùn)行。我國(guó)已經(jīng)是風(fēng)電裝機(jī)容量最多的國(guó)家，成為名副其實(shí)的風(fēng)電大國(guó)，但還不是風(fēng)電強(qiáng)國(guó)，在風(fēng)電設(shè)備制造方面與發(fā)達(dá)國(guó)家還有一定的差距。目前，

2、我國(guó)還沒(méi)有完全掌握大型風(fēng)電齒輪箱設(shè)計(jì)制造核心技術(shù)，造成國(guó)產(chǎn)大型風(fēng)電齒輪箱故障率居高不下。因此，對(duì)風(fēng)電齒輪箱進(jìn)行系統(tǒng)分析與研究對(duì)促進(jìn)我國(guó)風(fēng)電制造業(yè)的健康發(fā)展有著重要意義。
　　 本文以TY型兆瓦級(jí)風(fēng)電齒輪箱為研究對(duì)象，首先對(duì)其進(jìn)行動(dòng)力學(xué)仿真分析研究，之后根據(jù)分析結(jié)果對(duì)潛在薄弱環(huán)節(jié)提出改進(jìn)方法，最后對(duì)風(fēng)電齒輪箱齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行了共振分析。主要研究?jī)?nèi)容和研究成果有以下幾方面：
　　 1)詳細(xì)分析了TY型風(fēng)電齒輪箱結(jié)構(gòu)，并與主流

3、機(jī)型進(jìn)行分析對(duì)比，TY型主要區(qū)別之處在于均載方式上：第一傳動(dòng)級(jí)采用太陽(yáng)輪浮動(dòng)均載而第二傳動(dòng)級(jí)采用行星架浮動(dòng)均載。
　　 2)分析了風(fēng)電齒輪箱所受載荷，討論了風(fēng)電齒輪箱交變載荷處理方法，并對(duì)實(shí)際交變載荷進(jìn)行了等效處理。
　　 3)在考慮結(jié)構(gòu)系統(tǒng)影響的前提下，搭建了剛?cè)狁詈蟃Y型風(fēng)電齒輪箱虛擬樣機(jī)，實(shí)現(xiàn)了Pro/E、Hypermesh、Romax Designer聯(lián)合仿真，對(duì)導(dǎo)入部件進(jìn)行了靜強(qiáng)度分析，并以此檢測(cè)導(dǎo)入部件是否參

4、與系統(tǒng)傳動(dòng)。
　　 4)在考慮沖擊載荷的影響下，對(duì)TY-1型風(fēng)電齒輪箱傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行了多工況穩(wěn)態(tài)分析，分析找出了4個(gè)薄弱部件：高速級(jí)上風(fēng)側(cè)兩個(gè)軸承、第一傳動(dòng)級(jí)太陽(yáng)輪、高速級(jí)輸出小齒輪。通過(guò)分析發(fā)現(xiàn)：高速軸上風(fēng)側(cè)軸承動(dòng)態(tài)承載能力不夠；低速軸上風(fēng)側(cè)軸承受邊緣載荷作用；故障齒輪接觸疲勞損傷嚴(yán)重，嚙合錯(cuò)位造成齒面載荷分布不均局部應(yīng)力過(guò)大，齒面易產(chǎn)生疲勞點(diǎn)蝕；沖擊載荷加劇了各部件疲勞損傷，降低了各部件的壽命。為此，將高速軸上風(fēng)側(cè)軸承更換成高

5、動(dòng)態(tài)承載能力軸承，將低速軸的固定一游動(dòng)支承方式調(diào)整成兩端固定支承方式，各軸承壽命均達(dá)到設(shè)計(jì)要求，同時(shí)減小了低速軸自由端的變形量，降低了對(duì)第二級(jí)齒輪傳動(dòng)的影響。另外，通過(guò)齒輪修形改善了由嚙合錯(cuò)位所造成的齒面載荷分布不均現(xiàn)象，減小了齒輪傳動(dòng)誤差，提高了齒輪傳動(dòng)的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性。
　　 5)對(duì)TY型風(fēng)電齒輪箱進(jìn)行共振分析，找出潛在共振響應(yīng)點(diǎn)。利用Romax動(dòng)力分析模塊求解出系統(tǒng)前40階固有頻率及振型，采用Campbell圖對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行共振分