大功率風電增速器動態(tài)特性分析與優(yōu)化設計.pdf

1、隨著能源短缺問題日益嚴重，風能資源逐漸為人們所重視和利用，風力發(fā)電技術也得到快速的發(fā)展。齒輪傳動系統(tǒng)作為風力發(fā)電機的關鍵部件，其運行的穩(wěn)定性和可靠性直接影響著整個風力發(fā)電系統(tǒng)。考慮到風力發(fā)電機的變載荷工況和高空架設環(huán)境，研究齒輪傳動系統(tǒng)在變載荷條件下的動力學特性并對其進行動態(tài)優(yōu)化設計是風機設計中的重要任務。
　　本文以某3.0MW風電增速器齒輪傳動系統(tǒng)作為研究對象，應用齒輪系統(tǒng)動力學、數(shù)值計算方法和優(yōu)化技術，對齒輪傳動系統(tǒng)的動態(tài)特

2、性進行研究，并以此為基礎進行系統(tǒng)動態(tài)優(yōu)化設計，為設計出低振動、輕量化的齒輪傳動系統(tǒng)提供了方法和理論基礎。主要研究工作如下:
　　(1)采用集中參數(shù)法建立齒輪傳動系統(tǒng)的彎-扭-軸耦合動力學模型，模型中考慮時變嚙合剛度、嚙合誤差、行星架柔性、軸承支撐剛度、阻尼等因素，通過分析各構件之間相對位移關系，導出振動微分方程，并對方程中的相關參數(shù)進行計算分析。
　　(2)研究傳動系統(tǒng)的固有特性及其對參數(shù)的敏感度?？偨Y分析各振型特點，得到系

3、統(tǒng)的四種典型振動模式，即三級齒輪振動模式、單級行星輪系徑向平移振動模式、行星輪振動模式和平行軸齒輪振動模式。進一步研究固有特性對系統(tǒng)剛度和質量參數(shù)的敏感度。
　　(3)研究傳動系統(tǒng)在內、外部激勵共同作用下的動態(tài)響應。時變外部激勵根據ARMA模型模擬的隨機風速確定，利用數(shù)值解法求解系統(tǒng)動力學微分方程，對比分析系統(tǒng)在額定轉矩和時變轉矩激勵下的動態(tài)響應結果，包括振動位移響應、各齒輪副動態(tài)嚙合力及其頻域特性，并研究參數(shù)對系統(tǒng)動態(tài)響應的影響