【摘要】：隨著能源和環(huán)境問題日趨嚴(yán)峻,風(fēng)能作為一種清潔可再生能源在全球范圍內(nèi)得到廣泛應(yīng)用。齒輪箱是風(fēng)力發(fā)電機(jī)中的重要部件之一,其性能表現(xiàn)對風(fēng)力發(fā)電機(jī)有很大影響。本論文以某型1.5MW風(fēng)力發(fā)電機(jī)齒輪箱為對象,研究了風(fēng)力發(fā)電增速箱齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)在外部風(fēng)載和內(nèi)部激勵(lì)共同作用下的系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)特性。 首先采用集中參數(shù)方法建立齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的物理模型,模型中計(jì)入了系統(tǒng)各構(gòu)件三個(gè)平移自由度和三個(gè)扭轉(zhuǎn)自由度,考慮了各廣義坐標(biāo)上系統(tǒng)響應(yīng)的耦合關(guān)系,并對各齒輪副沿嚙合作用線的彈性變形進(jìn)行了詳細(xì)的分析,利用相對質(zhì)心動(dòng)量矩定理建立系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型。另外對軸承支撐剛度進(jìn)行了計(jì)算與簡化,得出風(fēng)力發(fā)電增速箱齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率。 然后計(jì)算了風(fēng)力發(fā)電增速箱齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)中內(nèi)、外嚙合的非線性時(shí)變嚙合剛度和齒輪嚙合的誤差激勵(lì)。詳細(xì)分析了由風(fēng)載引起的系統(tǒng)外部激勵(lì)。得到了系統(tǒng)響應(yīng)的相圖、Poincare截面、時(shí)域波形、幅值譜圖和軸心軌跡。對風(fēng)力發(fā)電齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)特性進(jìn)行了較為全面的研究。 最后用ANSYS軟件建立了考慮輪齒嚙合剛度的斜齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)彎扭軸擺耦合的有限元振動(dòng)模型。其中傳動(dòng)軸段采用三維六自由度梁單元,齒輪采用集中質(zhì)量單元,軸承的支撐剛度采用彈簧單元來模擬。獲得了齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率和振型,計(jì)算結(jié)果與傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型的計(jì)算結(jié)果吻合較好。
[Abstract]:With the increasing energy and environmental problems, wind energy is widely used as a kind of clean renewable energy in the world. The gearbox is one of the important components in the wind-driven generator, and its performance has a great influence on the wind-driven generator. In this paper, a type of 1. 5MW wind-driven generator gear box is used as the object, and the system dynamic characteristics of the gear transmission system of the wind power generation speed-increasing box under the common action of external wind load and internal excitation are studied. Firstly, the physical model of the gear transmission system is established by means of the lumped parameter method. The three translational degrees of freedom and the three degrees of freedom of the system are included in the model. The coupling of the system response on the generalized coordinates is considered. In this paper, the elastic deformation of each gear pair along the meshing action line is analyzed in detail, and the mathematical model of the system is established by using the relative mass moment theorem of the center of mass. In addition, the bearing support stiffness is calculated and simplified, and the inherent frequency of the gear transmission system of the wind power generation speed-increasing box is obtained. and then the non-linear time-varying meshing stiffness of the inner and outer engagement of the wind power generation speed-increasing box gear transmission system and the error of the gear engagement are calculated, Differential excitation. The system external to the wind load is analyzed in detail. part excitation. The phase diagram, the Poincare section, the time domain waveform, the amplitude value spectrum and the axis of the system response are obtained. The dynamic characteristics of the transmission system of the wind power generation gear are more and more comprehensive. In the end, the finite element method is used to set up the finite element of the skew-and-torsional coupling of the helical gear transmission system, which takes into account the meshing stiffness of the gear teeth. The transmission shaft section adopts a three-dimensional six-degree-of-freedom beam unit, the gear adopts a concentrated mass unit, and the support rigidity of the bearing is a spring. The natural frequency and vibration mode of the gear transmission system are obtained, and the calculation result and the calculation of the dynamic model of the transmission system are obtained.
【學(xué)位授予單位】：東北大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號】：TH132.41;TM315

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2413995