风电行星传动系统的均载与浮动构件的强度研究

【摘要】： 本文在对目前国内国外的均载分析的研究成果进行了大量调研的基础上,对各种研究方法和研究成果进行了讨论和总结。针对特定的研究对象——风力发电机行星传动系统,提出了更系统的、简便的分析方法。并对各影响因素的影响度进行了定量的表达。此外,应用有限单元法对系统的关键件进行了强度研究。研究对兆瓦级风力发电机的设计、制造具有重要的参考意义。 论文首先对均载理论及有代表性的均载研究成果进行了介绍,对研究对象进行了必要的验算与校核,得出了均载特性的主要影响因素。为研究对象的进一步研究奠定了必要的基础。 其次,从误差角度出发,对风力发电机行星传动系统的均载特性展开研究。应用集中质量方法将实体结构离散为分析模型,通过静态研究,确定各误差对均载特性的影响度以及影响均载特性的主要误差;通过动力学求解,得到系统的相关振动特性;确定出静载系数、动载系数的值。分析过程系统、简洁,成功地对风力发电机行星传动系统进行了均载特性的研究。 此外,应用有限单元方法对风力发电机行星传动系统的关键构件作了强度研究。结合PROE和ANSYS软件各自的优越性,利用接口文件以PARASOLID格式实现了两者的对接,获得了较精确的结果。为风力发电机的可视化设计做了一次有益的尝试。 【关键词】：风力发电机 行星传动系统 均载分析 有限单元法
【学位授予单位】：西安理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：TH132.425
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 1 绪论7-12
• 1.1 论文的研究背景7-8
• 1.2 均载分析的研究现状8-9
• 1.3 齿轮CAE分析的研究现状9-10
• 1.4 论文的研究内容10
• 1.5 论文的结构安排10-11
• 1.6 课题来源11-12
• 2 行星齿轮传动中的齿轮均载与误差12-19
• 2.1 行星齿轮传动均载综述12-13
• 2.1.1 均载的意义12
• 2.1.2 均载装置的类型与选择12-13
• 2.2 风力发电机行星传动系统均载分析13-15
• 2.2.1 风力发电机行星传动系统参数校核13-15
• 2.2.2 风力发电机均载机构分析15
• 2.3 齿轮均载的影响因素15-17
• 2.3.1 齿轮均载的影响因素综述15
• 2.3.2 影响齿轮齿向载荷分布的因素15-16
• 2.3.3 影响齿轮齿间载荷分配的因素16-17
• 2.4 风力发电机行星传动系统的误差分析17-18
• 2.5 小结18-19
• 3 风力发电机行星传动系统静态均载分析19-32
• 3.1 误差分析19-23
• 3.1.1 外啮合线误差分析19-21
• 3.1.2 内啮合线误差分析21-23
• 3.2 均载系数的计算23-25
• 3.3 各主要因素作用时的均载系数25-29
• 3.4 各主要误差对均载系数的影响29-31
• 3.5 小结31-32
• 4 风力发电机行星传动系统动态均载分析32-49
• 4.1 齿轮动态分析简介32-33
• 4.1.1 齿轮系统的动态激励32
• 4.1.2 齿轮系统的分析模型和求解方法32-33
• 4.2 风力发电机行星传动系统动态分析模型33-34
• 4.2.1 系统的振动自由度33
• 4.2.2 模型的建立33-34
• 4.3 系统的运动微分方程34-37
• 4.3.1 哈密尔顿原理34-35
• 4.3.2 运动微分方程的建立35-37
• 4.4 系统的自由振动37-39
• 4.4.1 自由振动方程的求解方法37-38
• 4.4.2 借助MATLAB软件内置的函数求解38-39
• 4.5 系统响应的求解39-40
• 4.6 动载系数40-41
• 4.7 动态均载的计算结果41-45
• 4.8 系统的稳定性分析45-48
• 4.8.1 多自由度系统稳定性分析的状态空间法46-47
• 4.8.2 系统的稳定性分析求解47-48
• 4.9 小结48-49
• 5 浮动构件的强度分析49-63
• 5.1 有限元法简介49-51
• 5.2 接触有限元法综述51-53
• 5.3 太阳轮第一分段强度分析53-60
• 5.3.1 齿轮啮合区的确定53-55
• 5.3.2 强度分析模型的建立55-56
• 5.3.3 网格划分56-58
• 5.3.4 定义边界及施加载荷58-60
• 5.4 太阳轮第三分段强度分析60-62
• 5.5 小结62-63
• 6 结论与展望63-65
• 6.1 全文工作总结63
• 6.2 进一步的工作展望63-65
• 致谢65-66
• 参考文献66-68
• 附录68

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