本文關鍵詞：基于熱分析的1.5MW風電齒輪系統(tǒng)動態(tài)響應分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：齒輪傳動系統(tǒng)是風力發(fā)電機組的關鍵部件,其將風載作用產生的動力傳遞給發(fā)電機并使其得到相應的轉速,其性能的好壞直接決定了風力發(fā)電機性能的好壞。齒輪系統(tǒng)高速級齒輪運轉速度較快,載荷較重,齒輪熱平衡狀態(tài)對齒輪傳動的振動及失效有著重要的影響,故高速齒輪的設計中熱行為是必須考慮的因素。由于輪齒變形、熱變形及制造、安裝誤差等因素,在齒輪嚙合過程中不可避免產生振動和沖擊,齒廓修形是優(yōu)化接觸、彌補誤差、降低振動和沖擊的有效手段。本文主要研究內容如下:(1)本文基于有限元軟件建立了漸開線直齒輪有限元模型,研究了齒輪的穩(wěn)態(tài)溫度場、瞬態(tài)溫度場分布及齒輪穩(wěn)態(tài)溫度場隨功率、轉速、摩擦系數(shù)及潤滑油溫度的變化規(guī)律。最后將熱場分析結果導入到結構場求得了齒輪熱變形。(2)根據(jù)熱分析所得到結果,對冷態(tài)和熱態(tài)齒輪進行靜態(tài)接觸分析,研究了在一個嚙合周期內齒輪的接觸變形、接觸應力的變化規(guī)律。并根據(jù)齒輪的轉角位移,計算了齒輪一個嚙合周期內傳遞誤差和時變剛度。(3)利用冷態(tài)和熱態(tài)齒輪的接觸變形結果,對齒輪進行齒頂修形。分析了不同修形量下齒輪溫度場及熱變形的變化,并且研究了修形后熱態(tài)齒輪接觸變形和接觸應力變化情況,計算了修形后熱態(tài)齒輪一個嚙合周期內傳遞誤差和時變剛度。(4)采用集中參數(shù)法建立直齒輪動力學模型。將計算得到的修形前后傳遞誤差和時變剛度代入到模型中,基于Matlab編程對動力學微分方程進行求解,得到齒輪修形前后動態(tài)響應。齒輪受熱變形降低了齒輪動力學性能,齒廓修形可以提高齒輪動力學性能,考慮熱變形下的修形量提升效果要比不考慮熱變形下的提升效果明顯。本文通過數(shù)值模擬方法研究了齒廓修形前后齒輪熱行為、接觸行為及動力學性能的變化,研究結果可以為齒輪結構設計提供參考。
【關鍵詞】：齒輪溫度場 熱變形 齒廓修形 振動響應
【學位授予單位】：沈陽工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TH132.41;TM315
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 緒論10-16
• 1.1 課題研究的背景及意義10-11
• 1.2 國內外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢11-15
• 1.2.1 齒輪參數(shù)化建模研究動態(tài)12
• 1.2.2 齒輪溫度場研究動態(tài)12-13
• 1.2.3 齒輪接觸分析及修形研究動態(tài)13-14
• 1.2.4 齒輪嚙合剛度研究動態(tài)14
• 1.2.5 齒輪系統(tǒng)動力學研究動態(tài)14-15
• 1.3 本文研究主要內容15-16
• 第2章 漸開線直齒輪溫度場有限元分析16-37
• 2.1 直齒輪參數(shù)化建模16-21
• 2.1.1 漸開線直齒輪參數(shù)方程建立16-18
• 2.1.2 直齒輪齒根過度曲線參數(shù)方程建立18-19
• 2.1.3 齒輪參數(shù)化模型建立實例19-21
• 2.2 齒輪熱分析微分方程及邊界條件21-23
• 2.2.1 齒輪熱分析微分方程21
• 2.2.2 齒輪熱分析邊界條件21-23
• 2.3 齒輪對流傳熱及摩擦熱分析23-25
• 2.3.1 齒輪對流傳熱分析23-24
• 2.3.2 摩擦熱流量分析24-25
• 2.4 齒輪穩(wěn)態(tài)溫度場有限元分析25-32
• 2.4.1 齒輪溫度場有限元分析方法25-26
• 2.4.2 單齒溫度場有限元分析26-28
• 2.4.3 齒輪溫度場影響因素分析28-32
• 2.4.4 多對齒輪溫度場分析32
• 2.5 齒輪瞬態(tài)溫度場有限元分析32-34
• 2.6 齒輪熱變形分析34-36
• 2.7 本章小結36-37
• 第3章 漸開線直齒輪熱彈耦合接觸分析37-53
• 3.1 齒輪接觸分析理論37-40
• 3.2 有限元接觸分析理論40-42
• 3.2.1 接觸分析有限元模型40-41
• 3.2.2 ANSYS接觸算法41-42
• 3.3 直齒輪熱彈接觸有限元模型42-44
• 3.3.1 直齒輪有限元分析模型建立43
• 3.3.2 齒輪副接觸對建立43
• 3.3.3 有限元模型加載43-44
• 3.4 直齒輪熱彈變形分析44-47
• 3.5 直齒輪熱彈接觸應力分析47-49
• 3.6 齒輪靜態(tài)傳動誤差和嚙合剛度分析49-52
• 3.6.1 靜態(tài)傳遞誤差分析49-51
• 3.6.2 時變嚙合剛度分析51-52
• 3.7 本章小結52-53
• 第4章 漸開線直齒輪修形研究53-64
• 4.1 齒輪修形原理53-56
• 4.1.1 齒輪嚙合傳動特性53-55
• 4.1.2 齒輪修形方法55
• 4.1.3 齒頂修形齒廓方程55-56
• 4.2 考慮修形的齒輪熱分析56-59
• 4.2.1 考慮修形溫度場分析57-58
• 4.2.2 考慮修形的熱變形分析58-59
• 4.3 考慮修形的接觸分析59-63
• 4.4 本章小結63-64
• 第5章 漸開線直齒輪動態(tài)響應分析64-72
• 5.1 齒輪系統(tǒng)動力學模型建立64-66
• 5.1.1 直齒輪系統(tǒng)微分方程64-65
• 5.1.2 齒輪微分方程求解方法65-66
• 5.2 齒輪系統(tǒng)激勵分析66-67
• 5.2.1 嚙合傳遞誤差激勵66
• 5.2.2 時變剛度激勵66
• 5.2.3 嚙合阻尼66-67
• 5.2.4 轉動慣量和質量確定67
• 5.3 直齒輪動態(tài)響應分析67-71
• 5.3.0 位移響應分析67-69
• 5.3.1 加速度響應分析69-70
• 5.3.2 嚙合力響應分析70-71
• 5.4 本章小結71-72
• 第6章 結論與展望72-74
• 6.1 結論72-73
• 6.2 展望73-74
• 參考文獻74-77
• 在學研究成果77-78
• 致謝78

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

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  本文關鍵詞：基于熱分析的1.5MW風電齒輪系統(tǒng)動態(tài)響應分析，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：310669