TY型風電齒輪箱行星傳動系統(tǒng)動力學分析.pdf

1、隨著社會的高速發(fā)展，工業(yè)化進程的加速，環(huán)境與能源的可持續(xù)發(fā)展問題已經(jīng)成為人們生存與發(fā)展面臨的首要問題。風力發(fā)電具有建設周期短、裝機規(guī)模靈活、不污染環(huán)境、不消耗燃料等優(yōu)點，被世界各國優(yōu)先采用。風電齒輪箱作為風電機組機械傳動系統(tǒng)中最重要而又最脆弱的部件，起著增速降扭的作用，其設計的合理性嚴重影響到風電機組的正常運行。我國已經(jīng)是風電裝機容量最多的國家，成為名副其實的風電大國，但還不是風電強國，在風電設備制造方面與發(fā)達國家還有一定的差距。目前，

2、我國還沒有完全掌握大型風電齒輪箱設計制造核心技術，造成國產(chǎn)大型風電齒輪箱故障率居高不下。因此，對風電齒輪箱進行系統(tǒng)分析與研究對促進我國風電制造業(yè)的健康發(fā)展有著重要意義。
　　 本文以TY型兆瓦級風電齒輪箱為研究對象，首先對其進行動力學仿真分析研究，之后根據(jù)分析結果對潛在薄弱環(huán)節(jié)提出改進方法，最后對風電齒輪箱齒輪傳動系統(tǒng)進行了共振分析。主要研究內(nèi)容和研究成果有以下幾方面：
　　 1)詳細分析了TY型風電齒輪箱結構，并與主流

3、機型進行分析對比，TY型主要區(qū)別之處在于均載方式上：第一傳動級采用太陽輪浮動均載而第二傳動級采用行星架浮動均載。
　　 2)分析了風電齒輪箱所受載荷，討論了風電齒輪箱交變載荷處理方法，并對實際交變載荷進行了等效處理。
　　 3)在考慮結構系統(tǒng)影響的前提下，搭建了剛柔耦合TY型風電齒輪箱虛擬樣機，實現(xiàn)了Pro/E、Hypermesh、Romax Designer聯(lián)合仿真，對導入部件進行了靜強度分析，并以此檢測導入部件是否參

4、與系統(tǒng)傳動。
　　 4)在考慮沖擊載荷的影響下，對TY-1型風電齒輪箱傳動系統(tǒng)進行了多工況穩(wěn)態(tài)分析，分析找出了4個薄弱部件：高速級上風側兩個軸承、第一傳動級太陽輪、高速級輸出小齒輪。通過分析發(fā)現(xiàn)：高速軸上風側軸承動態(tài)承載能力不夠；低速軸上風側軸承受邊緣載荷作用；故障齒輪接觸疲勞損傷嚴重，嚙合錯位造成齒面載荷分布不均局部應力過大，齒面易產(chǎn)生疲勞點蝕；沖擊載荷加劇了各部件疲勞損傷，降低了各部件的壽命。為此，將高速軸上風側軸承更換成高

5、動態(tài)承載能力軸承，將低速軸的固定一游動支承方式調(diào)整成兩端固定支承方式，各軸承壽命均達到設計要求，同時減小了低速軸自由端的變形量，降低了對第二級齒輪傳動的影響。另外，通過齒輪修形改善了由嚙合錯位所造成的齒面載荷分布不均現(xiàn)象，減小了齒輪傳動誤差，提高了齒輪傳動的動態(tài)穩(wěn)定性。
　　 5)對TY型風電齒輪箱進行共振分析，找出潛在共振響應點。利用Romax動力分析模塊求解出系統(tǒng)前40階固有頻率及振型，采用Campbell圖對系統(tǒng)進行共振分