兆瓦級風(fēng)電齒輪箱結(jié)構(gòu)設(shè)計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)場的占地面積，因此單機功率的增加是未來風(fēng)電發(fā)展的方向之一。隨著單機功率的增長，應(yīng)用以經(jīng)驗、類比為主導(dǎo)的現(xiàn)有結(jié)構(gòu)設(shè)計方法得到的零件尺寸和重量勢必有所增加。鑒于此，本文通過研究結(jié)構(gòu)優(yōu)化理論，提出了面向輕量化的兆瓦級風(fēng)電齒輪箱結(jié)構(gòu)設(shè)計方法，結(jié)合方法和課題要求開發(fā)了兆瓦級風(fēng)電齒輪箱結(jié)構(gòu)設(shè)計流程自動化軟件，從而縮短研發(fā)周期，提高設(shè)計效率，增強企業(yè)的研

2、發(fā)實力，具體內(nèi)容如下:
　　(1)針對風(fēng)電齒輪箱零件的結(jié)構(gòu)特點，將結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計理論引入兆瓦級風(fēng)電齒輪箱結(jié)構(gòu)設(shè)計，提出兆瓦級風(fēng)電齒輪箱結(jié)構(gòu)設(shè)計方法，即模型化設(shè)計，概念結(jié)構(gòu)設(shè)計，結(jié)構(gòu)詳細(xì)設(shè)計，結(jié)構(gòu)性能分析與評價。模型化設(shè)計中研究了初始幾何模型的數(shù)字化表達(dá);通過分析各種參數(shù)對優(yōu)化結(jié)果的影響，建立了概念結(jié)構(gòu)設(shè)計方法;結(jié)構(gòu)詳細(xì)設(shè)計討論了風(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)性能分析時的原則和評價指標(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)了兆瓦級風(fēng)電齒輪箱結(jié)構(gòu)設(shè)計流程自動化軟件。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，對軟件開發(fā)采用的XAF架構(gòu)和HyperWorks二次開發(fā)工具等進(jìn)行了詳細(xì)介紹。對XAF的界面開發(fā)原理、后臺程序關(guān)鍵代碼以及自動生成報告等做了詳細(xì)的論述，通過流程圖和面板，介紹了基于HyperWorks的CAE分析模塊。
　　(3)運用兆瓦級風(fēng)電齒輪箱結(jié)構(gòu)設(shè)計流

4、程自動化軟件對6MW功率分流風(fēng)電齒輪箱箱體進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計。實例中，通過模型化設(shè)計模塊確定箱體的初始幾何模型，調(diào)用二次開發(fā)的CAE分析模塊進(jìn)行拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計，得到模型的概念結(jié)構(gòu)。尺寸優(yōu)化的實施使得結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵尺寸取得最優(yōu)組合，同時結(jié)合工藝性設(shè)計和性能分析與評價確定了最終的模型方案。
　　實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)計效率約90％。本文研究內(nèi)容為風(fēng)電齒輪箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計提供了新的設(shè)計思路，對企業(yè)開發(fā)類似的流程自