1.5mw風(fēng)電增速箱高速級(jí)齒輪動(dòng)態(tài)特性研究

1、一嬲一——————————————————————————一。：_’i^■n口J一‘^論文題目：15MW風(fēng)電增速箱高速級(jí)齒輪動(dòng)態(tài)特性研究學(xué)科專業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)及理論研究生：孟培嬡指導(dǎo)教師：劉凱教授馬朝鋒講師摘要簽名：簽名：簽名：人口的日益增長以及對(duì)自然資源的需求促進(jìn)了風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，并且隨著風(fēng)力發(fā)電機(jī)組功率的不斷提高，對(duì)風(fēng)機(jī)中齒輪箱的可靠性和穩(wěn)定性都提出了更高的要求；同時(shí)為了發(fā)展自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，提高國產(chǎn)齒輪箱的性能，減小振動(dòng)降低噪音，這就

2、需要對(duì)影響齒輪副動(dòng)態(tài)特性的因素進(jìn)行深入的研究探討，進(jìn)一步完善理論為下一步實(shí)踐服務(wù)。本文以15MW風(fēng)電增速箱高速級(jí)齒輪副為研究對(duì)象，對(duì)影響此斜齒輪副動(dòng)態(tài)特性的若干因素、修形以及摩擦進(jìn)行了探討。首先，本文建立了斜齒輪副多自由度耦合振動(dòng)模型，對(duì)系統(tǒng)的固有頻率進(jìn)行分析，通過數(shù)值法對(duì)多自由度系統(tǒng)的振動(dòng)狀況進(jìn)行求解，得到了斜齒輪副系統(tǒng)主動(dòng)輪和從動(dòng)輪的徑向、軸向和扭轉(zhuǎn)自由振動(dòng)狀況。結(jié)果表明，齒輪扭轉(zhuǎn)振動(dòng)為齒輪副振動(dòng)的主要方面，是其它振動(dòng)的根源，也是主

3、要的研究對(duì)象。其次，根據(jù)斜齒輪與直齒輪的結(jié)構(gòu)差異，借助“石川法”求直齒輪時(shí)變剛度的算法，推導(dǎo)出斜齒輪時(shí)變剛度的一種簡(jiǎn)化算法。建立含有非線性因素的斜齒輪副“彎一扭一軸”振動(dòng)模型，分析時(shí)變剛度、間隙非線性激勵(lì)因素對(duì)振動(dòng)的影響，并對(duì)齒輪副的沖擊狀態(tài)進(jìn)行研究。對(duì)輕載和重載的狀況下的動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行了對(duì)比。結(jié)果表明，時(shí)變剛度、間隙、阻尼等非線性因素對(duì)齒輪振動(dòng)的影響不可忽略，對(duì)這些非線性因素的研究將改善齒輪副運(yùn)轉(zhuǎn)的動(dòng)態(tài)特性。再次，為改善本文研究齒輪副的

4、動(dòng)態(tài)特性，對(duì)齒廓修形和齒向修形分別進(jìn)行了理論分析，對(duì)模型采用了鼓型修形和齒頂修緣，通過理論計(jì)算確定了最佳修形曲線、修形量等參數(shù)，并利用有限元軟件對(duì)齒廓修形理論加以驗(yàn)證。結(jié)果表明：理論分析和有限元分析同時(shí)證明合理的修形可以降低齒輪的振動(dòng)，從而減小噪聲，獲得更高的效率。最后，在考慮摩擦力的狀況下對(duì)輪齒間的滑動(dòng)狀態(tài)和受力狀態(tài)進(jìn)行了理論分析，得出了摩擦力對(duì)齒輪副接觸狀況的影響，并借助有限元軟件在齒面問設(shè)計(jì)不同的摩擦系數(shù)，考慮摩擦力對(duì)接觸應(yīng)力和應(yīng)