基于ansysworkbench風(fēng)電齒輪箱行星架有限元分析

1、基于ANSYSWkbench風(fēng)電齒輪箱行星架有限元分析摘要：風(fēng)力發(fā)電因其具有可再生及綠色環(huán)保等優(yōu)點越來越受到人們的重視。我國幅員遼闊，海岸線長，風(fēng)能資源豐富。隨著風(fēng)電技術(shù)也日趨成熟，成本逐漸下降以及政府的大力支持，我國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)必將長期保持快速穩(wěn)定發(fā)展。關(guān)鍵詞：風(fēng)電齒輪箱分析1、引言風(fēng)電增速齒輪箱是風(fēng)力發(fā)電機組的關(guān)鍵部件，它的設(shè)計及研發(fā)是風(fēng)電技術(shù)的核心。風(fēng)電技術(shù)逐漸向輕型、高效、高可靠性及大功率化方向發(fā)展。隨著功率的增加，風(fēng)電齒輪箱的安裝

2、高度和重量也相應(yīng)增大，從而增加了安裝及維護的成本。對于風(fēng)電增速齒輪箱設(shè)計，行星傳動是一種重要的傳動形式，尤其在大功率的風(fēng)電增速機中應(yīng)用更為廣泛。行星架作為行星傳動裝置的主要構(gòu)件之一，它承受著很大的扭矩，重量也很大，其變形對內(nèi)外嚙合齒輪的傳動的精度及可靠性有很大影響。因此，行星架的設(shè)計對增速箱的減重、增強壽命、提高可靠性及降低成本有著重要的意義。行星架的設(shè)計，以往多以材料力學(xué)為理論基礎(chǔ)，由其簡化模型得到一些經(jīng)驗公式進行設(shè)計。這種設(shè)計方法由

3、于其自身的局限性，很難滿足現(xiàn)代高精度、高可靠性、輕量化的設(shè)計要求。隨著有限元技術(shù)和計算機水平的不斷發(fā)展，在機械結(jié)構(gòu)上的設(shè)計應(yīng)用越來越廣泛。本文以某兆瓦首先簡紹一下本文中行星架的載荷傳遞情況，扭矩T從行星架輸入，將載荷傳遞到行星輪軸，經(jīng)行星輪與太陽輪嚙合最終由太陽輪輸出扭矩。在行星架扭矩輸入端圓柱孔壁上施加周向約束，兩側(cè)放置軸承部位施加徑向約束，扭矩輸入端軸承部位施加軸向約束。為了方便施加載荷，首先建立三個局部坐標系，如圖2所示。通過受力

4、分析，將行星架6個軸孔上所受到的行星輪軸對其的載荷分別施加到相應(yīng)的軸孔部位上，具體施加的情況見表2。3、行星架結(jié)果分析圖3為行星架應(yīng)力分布云圖，從圖中可以看到行星架應(yīng)力最大的部位發(fā)生在側(cè)板支撐根部位置，最大值為504.86MPa。最大應(yīng)力發(fā)生在這一位置是與實際情況相符的，因為該位置處于根部有應(yīng)力集中，并且是行星架承受扭矩截面最小的位置。從行星架應(yīng)力分布整體來看，大部分位置應(yīng)力小于200MPa。行星架材料的屈服強度大于630MPa，那么最

5、小安全系數(shù)為1.25，通常標準要求安全系數(shù)大于1.1，結(jié)構(gòu)安全。圖4為行星架位移云圖，從圖中可以看到行星架輸出端位移比較大，最大值為1.6424mm。位移分布符合實際情況，事實上根據(jù)材料力學(xué)理論分析也印證了這一結(jié)果。行星架扭矩輸入端在精力分析中可以假設(shè)扭轉(zhuǎn)位移為零（即周向固定），六個軸孔處受到的力共同產(chǎn)生了扭矩，距離扭矩固定端越遠，扭轉(zhuǎn)剛度越小的位置位移越大。4、結(jié)論本文通過ANSYSYWkbench對行星架進行了有限元分析，得到了行星