柔性銷軸式風(fēng)電齒輪箱動力學(xué)研究.pdf

1、課題來源于國家“十一五”科技支撐計劃資助項目“高速、重載、精密機械傳動系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究”(2006BAF01B07-02)及國家“十二五”科技支撐計劃課題“7MW級風(fēng)電齒輪箱及主軸軸承產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)研究（2012BAA01B05）”。
　　隨著風(fēng)力發(fā)電設(shè)備向單級大功率方向發(fā)展，更大功率風(fēng)電齒輪箱的需求變的越來越迫切。剛性設(shè)計類型的齒輪箱不利于行星輪均載，對設(shè)計、制造及安裝要求高，因此在齒輪箱系統(tǒng)中增加柔性是一種重要的的選擇。在傳統(tǒng)

2、的風(fēng)電齒輪箱設(shè)計中僅浮動太陽輪或行星架難以滿足大功率齒輪箱發(fā)展需求，而行星輪懸臂式柔性銷軸均載技術(shù)可以有效解決這個問題。同時，為獲得更大齒輪箱功率密度而增加行星輪個數(shù)時，往往受限于行星架跨坐支撐的位置約束，而懸臂式行星輪銷軸結(jié)構(gòu)可減少跨坐式行星架的結(jié)構(gòu)需要，更有利于增加行星輪個數(shù)和方便調(diào)整相位角。雖然行星輪懸臂式柔性銷軸的這些優(yōu)點使其具有較高的應(yīng)用價值，但由于缺乏柔性銷軸類型行星傳動系統(tǒng)動力學(xué)研究，為此類復(fù)雜齒輪箱設(shè)計造成一定困難。論文

3、結(jié)合太陽輪浮動和銷軸柔性的準(zhǔn)“雙浮動”風(fēng)電齒輪箱的結(jié)構(gòu)特點，利用動力學(xué)研究方法，對柔性銷軸式風(fēng)電齒輪箱的均載、耦合特性、動態(tài)響應(yīng)等展開研究，對于柔性銷軸式風(fēng)電齒輪箱設(shè)計具有重要意義。
　　論文的主要內(nèi)容如下：
　?、俳⒍喔訕?gòu)件的風(fēng)電齒輪箱行星級齒輪傳動系統(tǒng)動力學(xué)模型，對行星輪動態(tài)均載進行研究?；谀芰糠ǖ玫戒N軸剛度與輪齒剛度計算公式，推導(dǎo)柔性銷軸誤差情況下的嚙合剛度與嚙合相位的時變函數(shù)。
　?、谘芯夸N軸誤差與齒輪誤

4、差對動態(tài)均載影響。根據(jù)銷軸位置誤差與齒輪偏心誤差的激勵特征，綜合考慮銷軸剛度、外部載荷以及多銷軸誤差布置等影響因素，分析兩類誤差對行星齒輪動態(tài)載荷變化規(guī)律。
　?、刍谶吔鐓f(xié)調(diào)條件建立柔性銷軸式風(fēng)電齒輪箱傳動系統(tǒng)耦合動力學(xué)模型，對系統(tǒng)存在的模態(tài)類別、模態(tài)應(yīng)變能及動態(tài)響應(yīng)進行研究，歸納總結(jié)出傳動系統(tǒng)中存在的五類模態(tài)特征，研究單級模態(tài)與耦合模態(tài)的異同、銷軸剛度對模態(tài)頻率的影響；研究模態(tài)應(yīng)變能的分布規(guī)律及動態(tài)響應(yīng)特征；研究設(shè)計參數(shù)對動態(tài)

5、響應(yīng)的影響。
　　④基于傳動系統(tǒng)與箱體結(jié)構(gòu)系統(tǒng)耦合邊界條件，建立包含箱體支撐剛度、輪齒嚙合接觸損失、軸承間隙的風(fēng)電齒輪箱系統(tǒng)非線性動力學(xué)模型，對其固有特性、動態(tài)響應(yīng)、非線性規(guī)律展開研究，結(jié)合有限單元法得到齒輪箱體表面的振動特征。
　?、菰诖罱ǖ娘L(fēng)電齒輪箱傳動試驗臺上對柔性銷軸式風(fēng)電齒輪箱動態(tài)均載進行試驗，研究不同載荷作用下行星級齒輪的動態(tài)載荷分布規(guī)律；對不同載荷下的齒輪箱振動特性進行測試，得到齒輪箱振動響應(yīng)特征。驗證理論分析