MW級風電齒輪箱的動力學特性研究.pdf

1、齒輪箱是風電機組的核心部件。其性能好壞將直接影響整個風力發(fā)電機組能否正常工作。風力發(fā)電機組常年在相對惡劣的自然環(huán)境下工作，長期受到不穩(wěn)定風載荷的影響，同時，對于齒輪箱中的傳動系統(tǒng)又受到其構件特點所固有的內激勵的影響，使齒輪箱出現(xiàn)很高的故障率，因此對齒輪箱傳動系統(tǒng)動力學特性的研究就顯得尤為必要。本研究以1.5MW風力發(fā)電機組齒輪箱的斜齒傳動系統(tǒng)為研究對象，分析齒輪箱傳動系統(tǒng)的動力學特性，具體的研究內容和獲得的研究結論如下：
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2、齒輪箱三維空間動力學模型的建立。針對斜齒輪系軸向力的存在，將齒輪箱傳動系統(tǒng)置于三維空間坐標系中，建立系統(tǒng)的三維空間非線性動力學模型。建模時考慮每個構件的6個自由度，外激勵、時變嚙合剛度、綜合嚙合誤差、陀螺效應對系統(tǒng)影響。在解決多級齒輪耦合問題時，采用更適合三維空間動力學模型的受力分析方法。通過對方程組進行量綱歸一化處理，得到了統(tǒng)一的矩陣形式，為風電斜齒齒輪箱的空間動力學研究提供了理論基礎。
　　2)齒輪箱傳動系統(tǒng)動態(tài)特性的研究。采

3、用低頻正弦曲線來模擬隨機風載荷，利用線性代數(shù)相關理論來解決由于不同級齒輪間的耦合而造成的方程耦合問題，在Matlab中求解系統(tǒng)的動態(tài)響應。系統(tǒng)中每一個單獨構件沿6個自由度方向的振動響應位移曲線均為高、低頻正弦曲線的耦合，且高、低頻正弦曲線頻率相等，其中低頻正弦線由外激勵決定，高頻正弦線由內激勵決定。不同構件沿同一自由度方向的振動位移幅值隨著構件轉速的增大而增大。
　　3)剛柔耦合狀態(tài)下齒輪箱傳動系統(tǒng)動態(tài)特性的研究。針對高速齒輪軸在