風(fēng)電齒輪箱箱體熱結(jié)構(gòu)特性分析研究.pdf

1、隨著風(fēng)力發(fā)電向大功率發(fā)展，對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組齒輪箱的可靠性提出了更高的要求。深入研究風(fēng)力發(fā)電齒輪箱的熱結(jié)構(gòu)特性，對(duì)提高齒輪箱傳動(dòng)的可靠性與使用壽命有重要意義。本文以兆瓦級(jí)風(fēng)力發(fā)電增速齒輪箱為研究對(duì)象，運(yùn)用有限元分析的方法，得到齒輪箱箱體的靜態(tài)特性、箱體和高速級(jí)傳動(dòng)部件的穩(wěn)態(tài)溫度場(chǎng)分布及箱體的熱-結(jié)構(gòu)耦合特性，同時(shí)運(yùn)用Matlab仿真軟件，建立齒輪箱系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)熱平衡模型，給出齒輪箱內(nèi)平衡油溫的計(jì)算方法。
　　 首先，介紹了有限元靜態(tài)分

2、析理論，針對(duì)齒輪箱的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和受載情況，確定合理的箱體有限元分析需加載的邊界條件。對(duì)箱體各部件進(jìn)行三維建模和總體裝配，并導(dǎo)入ANSYS軟件中進(jìn)行結(jié)構(gòu)靜力學(xué)分析。得到額定工況下箱體的應(yīng)力場(chǎng)和位移場(chǎng)，分析結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和剛度。
　　 其次，根據(jù)傳熱學(xué)的穩(wěn)態(tài)傳熱和對(duì)流換熱基礎(chǔ)理論，計(jì)算齒輪箱的總生熱量和各散熱部件的散熱量，在齒輪箱熱模型簡(jiǎn)化的基礎(chǔ)上，利用集總參數(shù)法建立齒輪箱系統(tǒng)產(chǎn)熱與散熱的穩(wěn)態(tài)熱平衡模型，通過(guò)Matlab軟件編制求解穩(wěn)態(tài)熱

3、平衡方程的迭代程序，得到箱體內(nèi)潤(rùn)滑油溫度隨時(shí)間的變化曲線，同時(shí)得到齒輪箱系統(tǒng)達(dá)到熱平衡狀態(tài)時(shí)箱體各壁面的平均溫度和各散熱部件的散熱量。
　　 然后，建立箱體和高速級(jí)傳動(dòng)部件的三維實(shí)體模型。結(jié)合有限元熱分析和熱.結(jié)構(gòu)耦合分析理論，確定環(huán)境溫度最高、齒輪箱達(dá)到熱平衡時(shí)的各熱邊界條件，利用ANSYS軟件對(duì)齒輪箱系統(tǒng)進(jìn)行穩(wěn)態(tài)熱分析，得到系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)溫度場(chǎng)分布。對(duì)Matlab仿真和有限元計(jì)算值與試驗(yàn)值進(jìn)行比較，說(shuō)明本文對(duì)齒輪箱系統(tǒng)的熱分析方