基于ansysworkbench風電齒輪箱行星架有限元分析

1、基于ANSYSWkbench風電齒輪箱行星架有限元分析摘要：風力發(fā)電因其具有可再生及綠色環(huán)保等優(yōu)點越來越受到人們的重視。我國幅員遼闊，海岸線長，風能資源豐富。隨著風電技術也日趨成熟，成本逐漸下降以及政府的大力支持，我國風電產(chǎn)業(yè)必將長期保持快速穩(wěn)定發(fā)展。關鍵詞：風電齒輪箱分析1、引言風電增速齒輪箱是風力發(fā)電機組的關鍵部件，它的設計及研發(fā)是風電技術的核心。風電技術逐漸向輕型、高效、高可靠性及大功率化方向發(fā)展。隨著功率的增加，風電齒輪箱的安裝

2、高度和重量也相應增大，從而增加了安裝及維護的成本。對于風電增速齒輪箱設計，行星傳動是一種重要的傳動形式，尤其在大功率的風電增速機中應用更為廣泛。行星架作為行星傳動裝置的主要構件之一，它承受著很大的扭矩，重量也很大，其變形對內外嚙合齒輪的傳動的精度及可靠性有很大影響。因此，行星架的設計對增速箱的減重、增強壽命、提高可靠性及降低成本有著重要的意義。行星架的設計，以往多以材料力學為理論基礎，由其簡化模型得到一些經(jīng)驗公式進行設計。這種設計方法由

3、于其自身的局限性，很難滿足現(xiàn)代高精度、高可靠性、輕量化的設計要求。隨著有限元技術和計算機水平的不斷發(fā)展，在機械結構上的設計應用越來越廣泛。本文以某兆瓦首先簡紹一下本文中行星架的載荷傳遞情況，扭矩T從行星架輸入，將載荷傳遞到行星輪軸，經(jīng)行星輪與太陽輪嚙合最終由太陽輪輸出扭矩。在行星架扭矩輸入端圓柱孔壁上施加周向約束，兩側放置軸承部位施加徑向約束，扭矩輸入端軸承部位施加軸向約束。為了方便施加載荷，首先建立三個局部坐標系，如圖2所示。通過受力

4、分析，將行星架6個軸孔上所受到的行星輪軸對其的載荷分別施加到相應的軸孔部位上，具體施加的情況見表2。3、行星架結果分析圖3為行星架應力分布云圖，從圖中可以看到行星架應力最大的部位發(fā)生在側板支撐根部位置，最大值為504.86MPa。最大應力發(fā)生在這一位置是與實際情況相符的，因為該位置處于根部有應力集中，并且是行星架承受扭矩截面最小的位置。從行星架應力分布整體來看，大部分位置應力小于200MPa。行星架材料的屈服強度大于630MPa，那么最

5、小安全系數(shù)為1.25，通常標準要求安全系數(shù)大于1.1，結構安全。圖4為行星架位移云圖，從圖中可以看到行星架輸出端位移比較大，最大值為1.6424mm。位移分布符合實際情況，事實上根據(jù)材料力學理論分析也印證了這一結果。行星架扭矩輸入端在精力分析中可以假設扭轉位移為零（即周向固定），六個軸孔處受到的力共同產(chǎn)生了扭矩，距離扭矩固定端越遠，扭轉剛度越小的位置位移越大。4、結論本文通過ANSYSYWkbench對行星架進行了有限元分析，得到了行星