大學生設計開題報告

1、新穎 優(yōu)質(zhì) 完整1** **學院 學院 201 屆畢業(yè)設計（論文）開題報告 屆畢業(yè)設計（論文）開題報告題 目MW 級風電機組主傳動增速齒輪箱設計作者姓名 作者姓名學號 學號所學專業(yè) 所學專業(yè) 機械設計制造及其自動化1、研究的意義，同類研究工作國內(nèi)外現(xiàn)狀、存在問題（列出主要參考文獻） 研究的意義，同類研究工作國內(nèi)外現(xiàn)狀、存在問題（列出主要參考文獻）在不斷持續(xù)的能源緊張中，不少人想到了新能源利用。利用潔凈的能源（可再生能源）是人類

2、社會文明進步的表現(xiàn)、是科學技術的發(fā)展、是環(huán)保理念的體現(xiàn)。潔凈能源指太陽能、風能、潮汐能、生物能等，這都是可再生取之不盡的能源，特別是風能技術最為成熟，經(jīng)濟可行性較高，是一種較理想的發(fā)展能源。風是地球上的一種自然現(xiàn)象，它是由太陽輻射熱引起的。風能是太陽能的一種轉(zhuǎn)換形式，是一種重要的自然能源。太陽照射到地球表面，地球表面各處受熱不同，產(chǎn)生溫差，從而引起大氣的對流運動形成風。據(jù)估計到達地球的太陽能中雖然只有大約 2%轉(zhuǎn)化為風能，但其總量仍是十

3、分可觀的。全球的風能約為 2.74×109MW，其中可利用的風能為 2×107MW，比地球上可開發(fā)利用的水能總量還要大 10 倍。 我國風能資源總量約 42 億千瓦，技術可開發(fā)量約 3 億千瓦。目前東南沿海是最大風能資源區(qū)，風能密度為 200W/M2～300W/M2，大于 6m/s 的風速時間全年 3000h 以上就可取得較大經(jīng)濟效益。 21 世紀是可再生能源的世紀，由于風能非常豐富、價格非常便宜、能源不會枯竭，又可

4、以在很大范圍內(nèi)取得，非常干凈、沒有污染，不會對氣候造成影響，因而風力發(fā)電具有極大的推廣價值。在中國，風能資源豐富的地區(qū)主要集中在北部、西北和東北的草原、戈壁灘以及東部、東南部的沿海地帶和島嶼上。這些地區(qū)缺少煤炭及其他常規(guī)能源，并且冬春季節(jié)風速高，雨水少；夏季風速小，降雨多，風能和水能具有非常好的季節(jié)補償。另外，在中國內(nèi)陸地區(qū)，由于特殊的地理條件，有些地區(qū)具有豐富的風能資源，適合發(fā)展風電，比如江西省都陽湖地區(qū)以及湖北省通山地區(qū)。目前我國的

5、風能利用方面與國際水平還在一定差距，但是發(fā)展很快，無論在發(fā)展規(guī)模上還是發(fā)展水平上，都有很大提高。據(jù)資料顯示，2004 年全國在建項目的裝機容量約 150 萬千瓦，其中正在施工的約 42 萬千瓦，可研批復的 68 萬千瓦，項目建議書批復的 45萬千瓦，包括五個 10 萬千瓦特許權項目。風電和水電具有不同步發(fā)生規(guī)律，風力發(fā)電高峰處于秋季與冬季，水利發(fā)電高峰期處于春季和夏季，風電和水電具有季節(jié)性特性，可實現(xiàn)季節(jié)性互補；風力發(fā)電是環(huán)保型可再生能

6、源，可改善電源結(jié)構，替代一部分火電容量，節(jié)約煤炭，減少污染，保護環(huán)境。 據(jù)初步測算，目新穎 優(yōu)質(zhì) 完整3采用雙饋發(fā)電方式, 突破了機電系統(tǒng)必須嚴格同步運行的傳統(tǒng)觀念, 使原動機轉(zhuǎn)速不受發(fā)電機輸出頻率限制, 而發(fā)電機輸出電壓和電流的頻率、幅值和相位也不受轉(zhuǎn)子速度和瞬時位置的影響, 變機電系統(tǒng)之間的剛性連接為柔性連接。風力發(fā)電機組是將風能轉(zhuǎn)化為電能的機械，風輪是風力發(fā)電機組最主要的部件，由槳葉和輪毅組成。槳葉具有良好的空氣動力外形，在

7、氣流作用下產(chǎn)生空氣動力使風輪旋轉(zhuǎn)，將風能轉(zhuǎn)換成機械能，再通過齒輪箱增速，驅(qū)動發(fā)電機轉(zhuǎn)變成電能。齒輪箱作為風電機組中的核心部件，其主要功用是將風輪在風力作用下所產(chǎn)生的動力傳遞給發(fā)電機并使其得到相應的轉(zhuǎn)速。通常風輪的轉(zhuǎn)速很低，遠達不到發(fā)電機發(fā)電所要求的轉(zhuǎn)速，必須通過齒輪箱齒輪副的增速作用來實現(xiàn)，故也將齒輪箱稱之為增速箱。齒輪箱安裝在距地面幾十米甚至一百多米高的狹小機艙內(nèi)，其本身的體積和重量對機艙、塔架、基礎、機組風載、安裝維修費用等都有重要

8、影響，因此減小齒輪箱外形尺寸和重量顯得尤為重要。同時，由于維修不便、維修成本高，通常要求齒輪箱的設計壽命為 20 年，對可靠性的要求也極為苛刻。載荷特點、工作環(huán)境以及尺寸、重量、可靠性的要求，決定了風電增速箱是工業(yè)齒輪箱中設計制造難度最大的產(chǎn)品之一。目前國內(nèi)外的大型風電齒輪箱的主要結(jié)構型式有三種：１、二級平行軸，２、三級平行軸，３、一級行星加二級平行軸，4、二級行星。在大功率的風電齒輪箱中主要是第３種結(jié)構型式，即為一級行星加二級平行軸的

9、結(jié)構型式。其傳動路線是；槳葉——傳動軸——收縮套——行星架——太陽輪——第二級平行軸大齒輪——第二級平行軸小齒輪——第一級平行軸大齒輪——第一級平行軸小齒輪——發(fā)電機。對于兆瓦級風電齒輪箱，傳動比多在 100 左右，一般有兩種傳動形式:一級行星十兩級平行軸圓柱齒輪傳動，兩級行星+一級平行軸圓柱齒輪傳動。行星傳動是典型的低速、重載、變轉(zhuǎn)矩和增速傳動。風電增速齒輪箱通過行星架輸入風輪葉片傳來的轉(zhuǎn)矩，由于行星架結(jié)構復雜，承受力矩最大，質(zhì)量和尺

10、寸也較大，所以它的變形對行星級的內(nèi)外嚙合齒輪傳動的質(zhì)量和可靠性有很大影響。因此，要求行星架要有足夠的強度、剛度和較小的尺寸、質(zhì)量。參考文獻 參考文獻：[1] 盧為平.風力發(fā)電基礎.化學工業(yè)出版社,2011.[2] 金風.1500kW 風力發(fā)電機組介紹.金風公司產(chǎn)品資料,2008.[3] 姚興佳,宋俊.風力發(fā)電機組原理與應用[M].機械工業(yè)出版社,2009.[4] 張志英.風能與風力發(fā)電技術[M].北京化學工業(yè)出版社,2010.[5] 尹