风电齿轮啮合瞬态性能分析

【摘要】： 齿轮传动系统是影响风力发电机组各项性能的关键部件之一,本文针对某风力发电齿轮箱中齿轮副啮合系统,对其啮合过程的瞬态性能进行了分析。在对齿轮副啮合传动模拟计算中关键的边界条件和载荷施加以及齿轮间接触定义等问题探讨的基础上,建立了三维齿轮副啮合传动系统的有限元分析模型,并对该模型进行了瞬态模拟计算。由该动态模拟计算结果可以得到啮合齿轮副各处任意时刻的位移、速度和加速度信息,以及应力、应变信息,能够为研究齿轮副动态响应、啮合性能和承载能力等提供所需信息。 文中对模拟计算结果进行详细的分析,得到了在齿轮副啮合过程中各瞬态时刻齿轮各处的应力分布和振动情况,以及随时间推移啮合齿轮各处应力和振动状态的变化情况。在此基础上,对沿轮齿齿宽和齿高方向的瞬态应力分布情况以及修形对啮合瞬态性能的影响进行了较为详细的分析。 【关键词】：有限单元法 瞬态性能 应力云图 齿轮修形
【学位授予单位】：华北电力大学（北京）
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：TH132.41
【目录】：

• 中文摘要3
• 英文摘要3-6
• 第一章 引言6-12
• 1.1 研究背景6-7
• 1.2 齿轮系统动力学国内外研究现状7-10
• 1.2.1 齿轮系统动力学研究现状7-9
• 1.2.2 齿轮系统动力学模型的研究现状9-10
• 1.3 本文研究的目的和研究内容10-12
• 第二章 斜齿圆柱齿轮有限元模型的建立12-22
• 2.1 引言12
• 2.2 开发工具概述12-13
• 2.3 齿轮三维参数化建模及装配13-19
• 2.3.1 PROGRAM 中参数和关系的确定13-14
• 2.3.2 特征建模过程14-18
• 2.3.3 齿轮的装配18-19
• 2.4 将PRO/E模型导入ANSYS/LS-DYNA19-22
• 2.4.1 配置ANSYS—PRO/E接口19-21
• 2.4.1.1 对ANSYS进行配置19-20
• 2.4.1.2 运行PRO/E并配置config.pro20-21
• 2.4.2 将齿轮装配模型导入到ANSYS中21-22
• 第三章 齿轮啮合传动的瞬态性能分析研究22-34
• 3.1 ANSYS/LS-DYNA简介22
• 3.2 ANSYS前处理22-25
• 3.2.1 选择单元23
• 3.2.2 设置实常数、材料属性23
• 3.2.3 划分网格、定义PART23-24
• 3.2.4 LS-DYNA中接触方式的确定24
• 3.2.5 边界条件和载荷的施加24-25
• 3.3 分析求解25-26
• 3.3.1 设置求解过程的控制参数25-26
• 3.3.2 求解26
• 3.4 啮合齿轮瞬态应力分析26-29
• 3.4.1 齿宽方向轮齿应力分布26-27
• 3.4.2 齿高方向轮齿应力分析27-28
• 3.4.3 齿根应力分析28-29
• 3.5 轮齿啮合动态性能分析29-34
• 3.5.1 齿轮传动的振动机理29-32
• 3.5.2 齿轮啮合动态响应分析32-34
• 第四章 齿轮修形对瞬态啮合性能的影响分析34-45
• 4.1 引言34
• 4.2 齿轮修形目的及原理34-40
• 4.2.1 齿高修形35-37
• 4.2.2 齿向修形37-38
• 4.2.3 修形曲线与修形方法38-40
• 4.3 风电齿轮箱齿轮修形规范的建立40-41
• 4.3.1 大齿轮齿高修形40-41
• 4.3.2 小齿轮齿向修形41
• 4.4 斜齿轮修形结果分析41-44
• 4.4.1 修形结果应力分析41-43
• 4.4.2 修形结果振动响应分析43-44
• 4.5 本章小结44-45
• 第五章 结论与展望45-47
• 参考文献47-51
• 致谢51-52
• 在学期间发表的学术论文和参加科研情况52

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