本文關(guān)鍵詞：基于線齒輪傳動的半直驅(qū)式小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)

  更多相關(guān)文章： 半直驅(qū)式小型風(fēng)力發(fā)電機(jī) 線齒輪 接觸應(yīng)力 模態(tài)分析 外特性

【摘要】：本文研究了一種半直驅(qū)式小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)及其傳動機(jī)構(gòu),該風(fēng)機(jī)的傳動機(jī)構(gòu)采用的是單階線齒輪箱。線齒輪是一種基于空間共軛曲線嚙合原理的新型齒輪,它適用于小空間傳動,具有體積小、傳動比大和無根切等特點,并且能實現(xiàn)o o0～180任意角度嚙合傳動。本文完成的主要內(nèi)容有:1.基于線齒輪理論和風(fēng)機(jī)理論,本文提出了帶有單階線齒輪箱傳動的小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的設(shè)計方法和思路。根據(jù)線齒輪的傳動特點和風(fēng)力發(fā)電機(jī)整體布局的要求,提出了三種主要的單階線齒輪增速機(jī)構(gòu)形式,經(jīng)對比認(rèn)證,選用正交軸(oθ=90)線齒輪裝配體作為風(fēng)力發(fā)電機(jī)的傳動機(jī)構(gòu)。然后,對單級增速線齒輪副進(jìn)行了設(shè)計計算、建模和增材制造。同時,設(shè)計了線齒輪箱的整體結(jié)構(gòu),包括軸和軸承的設(shè)計計算等。2.對風(fēng)機(jī)齒輪箱的線齒接觸應(yīng)力和接觸疲勞壽命進(jìn)行分析。因為線齒輪是點接觸嚙合傳動,本文基于赫茲點接觸理論以及ANSYS有限元軟件對線齒接觸應(yīng)力進(jìn)行計算,比較兩種分析結(jié)果,數(shù)據(jù)相差不大,但有限元計算結(jié)果更接近工程實際。用P-S-N曲線圖法對線齒的接觸疲勞壽命進(jìn)行預(yù)測,結(jié)果表明,本文設(shè)計的應(yīng)用到小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)中的線齒輪滿足工程疲勞壽命設(shè)計。3.利用ANSYS對線齒輪裝配體的模態(tài)進(jìn)行分析,本文分別分析了線齒輪在雙齒嚙合和三齒嚙合這兩種臨界狀態(tài)下的固有頻率,并與線齒輪傳動的嚙合頻率進(jìn)行對比,結(jié)果表明,線齒輪傳動的嚙合頻率明顯小于線齒輪裝配體的固有頻率值,則不會產(chǎn)生共振現(xiàn)象。最后,分析了線齒輪的三種設(shè)計參數(shù)對線齒輪裝配體固有頻率的影響。4.基于Labview軟件開發(fā)了一套小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)測試平臺,并對半直驅(qū)式小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)外特性進(jìn)行測試。實驗結(jié)果表明,這種半直驅(qū)式小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)在小體積、低成本下仍具有良好的發(fā)電性能,例如,在額定風(fēng)速10m/s的工況下,風(fēng)輪半徑為500mm的半直驅(qū)式小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的發(fā)電功率為80W或更大。
【關(guān)鍵詞】：半直驅(qū)式小型風(fēng)力發(fā)電機(jī) 線齒輪 接觸應(yīng)力 模態(tài)分析 外特性
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TH132.41;TM315
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第一章 緒論11-21
• 1.1 課題來源11
• 1.2 課題的研究背景與意義11-12
• 1.3 風(fēng)力發(fā)電機(jī)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-15
• 1.4 線齒輪研究現(xiàn)狀15-19
• 1.5 本文主要研究內(nèi)容19-21
• 第二章 一種半直驅(qū)式小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的設(shè)計21-35
• 2.1 引言21
• 2.2 線齒輪設(shè)計的基礎(chǔ)理論21-26
• 2.2.1 空間共軛曲線嚙合理論21-22
• 2.2.2 線齒輪幾何參數(shù)設(shè)計公式22-24
• 2.2.3 線齒輪設(shè)計的幾何參數(shù)約束條件24-26
• 2.3 風(fēng)機(jī)理論26-27
• 2.4 半直驅(qū)式小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的總體方案設(shè)計27-29
• 2.5 半直驅(qū)式小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)單階線齒輪箱設(shè)計實例29-34
• 2.5.1 線齒輪副的設(shè)計30-33
• 2.5.2 軸的設(shè)計及軸承選擇33-34
• 2.6 本章小結(jié)34-35
• 第三章 風(fēng)機(jī)齒輪箱的線齒接觸應(yīng)力及接觸疲勞壽命分析35-55
• 3.1 引言35
• 3.2 線齒接觸應(yīng)力理論分析35-44
• 3.2.1 線齒的赫茲點接觸應(yīng)力分析35-41
• 3.2.2 線齒接觸應(yīng)力的理論分析計算實例41-44
• 3.3 線齒接觸應(yīng)力的有限元分析44-47
• 3.3.1 線齒接觸模型的建立以及網(wǎng)格密度劃分44-45
• 3.3.2 線齒接觸對的建立以及邊界條件的加載45
• 3.3.3 線齒接觸應(yīng)力的有限元分析結(jié)果45-47
• 3.4 線齒接觸疲勞壽命預(yù)測47-54
• 3.4.1 疲勞分析基礎(chǔ)理輪48-52
• 3.4.2 線齒接觸疲勞壽命的實例估算52-54
• 3.5 本章小結(jié)54-55
• 第四章 基于ANSYS的小型風(fēng)機(jī)線齒輪裝配體模態(tài)分析55-66
• 4.1 引言55
• 4.2 模態(tài)分析基礎(chǔ)理論及方法55-58
• 4.3 小型風(fēng)機(jī)線齒輪裝配體的有限元模態(tài)分析58-62
• 4.3.1 ANSYS Workbench模態(tài)分析過程58-59
• 4.3.2 線齒輪裝配體有限元模型的建立59
• 4.3.3 施加約束條件并求解59-62
• 4.4 線齒輪設(shè)計參數(shù)對線齒輪裝配體固有特性的影響62-65
• 4.4.1 線齒直徑d的影響62-63
• 4.4.2 主動線齒接觸線參數(shù)m和n的影響63-64
• 4.4.3 線齒接觸線螺旋角 λ 的影響64-65
• 4.5 本章小結(jié)65-66
• 第五章 半直驅(qū)式小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)外特性測試66-81
• 5.1 引言66
• 5.2 半直驅(qū)式小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)外特性測試系統(tǒng)整體設(shè)計66-68
• 5.3 小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)外特性測試系統(tǒng)的硬件部分68-70
• 5.4 基于Labview的小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)測試系統(tǒng)軟件實現(xiàn)70-74
• 5.5 半直驅(qū)式小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)外特性試驗與數(shù)據(jù)分析74-79
• 5.6 本章小結(jié)79-81
• 總結(jié)與展望81-84
• 參考文獻(xiàn)84-90
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果90-91
• 致謝91-92
• 答辯委員會對論文的評定意見92

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