大功率風(fēng)電增速器動態(tài)特性分析與優(yōu)化設(shè)計.pdf

1、隨著能源短缺問題日益嚴(yán)重，風(fēng)能資源逐漸為人們所重視和利用，風(fēng)力發(fā)電技術(shù)也得到快速的發(fā)展。齒輪傳動系統(tǒng)作為風(fēng)力發(fā)電機的關(guān)鍵部件，其運行的穩(wěn)定性和可靠性直接影響著整個風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)。考慮到風(fēng)力發(fā)電機的變載荷工況和高空架設(shè)環(huán)境，研究齒輪傳動系統(tǒng)在變載荷條件下的動力學(xué)特性并對其進(jìn)行動態(tài)優(yōu)化設(shè)計是風(fēng)機設(shè)計中的重要任務(wù)。
　　本文以某3.0MW風(fēng)電增速器齒輪傳動系統(tǒng)作為研究對象，應(yīng)用齒輪系統(tǒng)動力學(xué)、數(shù)值計算方法和優(yōu)化技術(shù)，對齒輪傳動系統(tǒng)的動態(tài)特

2、性進(jìn)行研究，并以此為基礎(chǔ)進(jìn)行系統(tǒng)動態(tài)優(yōu)化設(shè)計，為設(shè)計出低振動、輕量化的齒輪傳動系統(tǒng)提供了方法和理論基礎(chǔ)。主要研究工作如下:
　　(1)采用集中參數(shù)法建立齒輪傳動系統(tǒng)的彎-扭-軸耦合動力學(xué)模型，模型中考慮時變嚙合剛度、嚙合誤差、行星架柔性、軸承支撐剛度、阻尼等因素，通過分析各構(gòu)件之間相對位移關(guān)系，導(dǎo)出振動微分方程，并對方程中的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行計算分析。
　　(2)研究傳動系統(tǒng)的固有特性及其對參數(shù)的敏感度?？偨Y(jié)分析各振型特點，得到系

3、統(tǒng)的四種典型振動模式，即三級齒輪振動模式、單級行星輪系徑向平移振動模式、行星輪振動模式和平行軸齒輪振動模式。進(jìn)一步研究固有特性對系統(tǒng)剛度和質(zhì)量參數(shù)的敏感度。
　　(3)研究傳動系統(tǒng)在內(nèi)、外部激勵共同作用下的動態(tài)響應(yīng)。時變外部激勵根據(jù)ARMA模型模擬的隨機風(fēng)速確定，利用數(shù)值解法求解系統(tǒng)動力學(xué)微分方程，對比分析系統(tǒng)在額定轉(zhuǎn)矩和時變轉(zhuǎn)矩激勵下的動態(tài)響應(yīng)結(jié)果，包括振動位移響應(yīng)、各齒輪副動態(tài)嚙合力及其頻域特性，并研究參數(shù)對系統(tǒng)動態(tài)響應(yīng)的影響