【摘要】：課題來(lái)源于國(guó)家“十一五”科技支撐計(jì)劃資助項(xiàng)目“高速、重載、精密機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究”(2006BAF01B07-02)及國(guó)家“十二五”科技支撐計(jì)劃課題“7MW級(jí)風(fēng)電齒輪箱及主軸軸承產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)研究（2012BAA01B05）”。 隨著風(fēng)力發(fā)電設(shè)備向單級(jí)大功率方向發(fā)展，更大功率風(fēng)電齒輪箱的需求變的越來(lái)越迫切。剛性設(shè)計(jì)類型的齒輪箱不利于行星輪均載，對(duì)設(shè)計(jì)、制造及安裝要求高，因此在齒輪箱系統(tǒng)中增加柔性是一種重要的的選擇。在傳統(tǒng)的風(fēng)電齒輪箱設(shè)計(jì)中僅浮動(dòng)太陽(yáng)輪或行星架難以滿足大功率齒輪箱發(fā)展需求，而行星輪懸臂式柔性銷軸均載技術(shù)可以有效解決這個(gè)問(wèn)題。同時(shí)，為獲得更大齒輪箱功率密度而增加行星輪個(gè)數(shù)時(shí)，往往受限于行星架跨坐支撐的位置約束，而懸臂式行星輪銷軸結(jié)構(gòu)可減少跨坐式行星架的結(jié)構(gòu)需要，更有利于增加行星輪個(gè)數(shù)和方便調(diào)整相位角。雖然行星輪懸臂式柔性銷軸的這些優(yōu)點(diǎn)使其具有較高的應(yīng)用價(jià)值，但由于缺乏柔性銷軸類型行星傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)研究，為此類復(fù)雜齒輪箱設(shè)計(jì)造成一定困難。論文結(jié)合太陽(yáng)輪浮動(dòng)和銷軸柔性的準(zhǔn)“雙浮動(dòng)”風(fēng)電齒輪箱的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，利用動(dòng)力學(xué)研究方法，對(duì)柔性銷軸式風(fēng)電齒輪箱的均載、耦合特性、動(dòng)態(tài)響應(yīng)等展開研究，對(duì)于柔性銷軸式風(fēng)電齒輪箱設(shè)計(jì)具有重要意義。 論文的主要內(nèi)容如下： ①建立多浮動(dòng)構(gòu)件的風(fēng)電齒輪箱行星級(jí)齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型，對(duì)行星輪動(dòng)態(tài)均載進(jìn)行研究�；谀芰糠ǖ玫戒N軸剛度與輪齒剛度計(jì)算公式，推導(dǎo)柔性銷軸誤差情況下的嚙合剛度與嚙合相位的時(shí)變函數(shù)。 ②研究銷軸誤差與齒輪誤差對(duì)動(dòng)態(tài)均載影響。根據(jù)銷軸位置誤差與齒輪偏心誤差的激勵(lì)特征，，綜合考慮銷軸剛度、外部載荷以及多銷軸誤差布置等影響因素，分析兩類誤差對(duì)行星齒輪動(dòng)態(tài)載荷變化規(guī)律。 ③基于邊界協(xié)調(diào)條件建立柔性銷軸式風(fēng)電齒輪箱傳動(dòng)系統(tǒng)耦合動(dòng)力學(xué)模型，對(duì)系統(tǒng)存在的模態(tài)類別、模態(tài)應(yīng)變能及動(dòng)態(tài)響應(yīng)進(jìn)行研究，歸納總結(jié)出傳動(dòng)系統(tǒng)中存在的五類模態(tài)特征，研究單級(jí)模態(tài)與耦合模態(tài)的異同、銷軸剛度對(duì)模態(tài)頻率的影響；研究模態(tài)應(yīng)變能的分布規(guī)律及動(dòng)態(tài)響應(yīng)特征；研究設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)動(dòng)態(tài)響應(yīng)的影響。 ④基于傳動(dòng)系統(tǒng)與箱體結(jié)構(gòu)系統(tǒng)耦合邊界條件，建立包含箱體支撐剛度、輪齒嚙合接觸損失、軸承間隙的風(fēng)電齒輪箱系統(tǒng)非線性動(dòng)力學(xué)模型，對(duì)其固有特性、動(dòng)態(tài)響應(yīng)、非線性規(guī)律展開研究，結(jié)合有限單元法得到齒輪箱體表面的振動(dòng)特征。 ⑤在搭建的風(fēng)電齒輪箱傳動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)上對(duì)柔性銷軸式風(fēng)電齒輪箱動(dòng)態(tài)均載進(jìn)行試驗(yàn)，研究不同載荷作用下行星級(jí)齒輪的動(dòng)態(tài)載荷分布規(guī)律；對(duì)不同載荷下的齒輪箱振動(dòng)特性進(jìn)行測(cè)試，得到齒輪箱振動(dòng)響應(yīng)特征。驗(yàn)證理論分析結(jié)果的正確性。
【圖文】：

用的柔性行星輪軸式結(jié)構(gòu)。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是彈性心軸與行星架和心軸外面的彈性軸套過(guò)盈連接，彈性套懸臂固定在心軸的自由端，軸套上安裝滾動(dòng)軸承，行星輪在軸承上旋轉(zhuǎn)。當(dāng)載荷作用于中間或行星輪左端位置時(shí)，心軸和軸套產(chǎn)生變形，心軸和行星輪軸線發(fā)生傾斜，于是載荷延齒寬方向轉(zhuǎn)移，使輪齒載荷延齒寬分布趨于均勻。

圖 2.1 柔性銷軸式風(fēng)電齒輪箱傳動(dòng)系統(tǒng) (符號(hào)含義: s-太陽(yáng)輪, r-內(nèi)齒圈, c-行星架,P-行星輪, 1,2,3,4-行星輪序號(hào)，中間級(jí)齒輪 g1,g2,高速級(jí)齒輪 g3,g4).Fig.2.1 The transmission system of wind turbine gearbox with planet gear flexible pins表 2.1 柔性銷軸式風(fēng)電齒輪箱齒輪參數(shù)Table.2.1 The parameters of gears of wind turbine gearbox with planet gear flexible pins齒輪級(jí) 傳動(dòng)比模數(shù)(mm)壓力角( )構(gòu)件 齒數(shù)齒寬(mm)質(zhì)量（Kg）等效質(zhì)量I/R2(Kg)行星級(jí) 1:5.52 15 25齒圈 95 335 1538 1681行星輪 37 315 289 271太陽(yáng)輪 21 335 205 199行星架 — — 1596 1847中間級(jí) 1:5.05 11 20輸入齒輪 106 228 1971 1354輸出齒輪 21 248 84 71輸入齒輪 99 134 410 369
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號(hào)】：TH132.41

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 李瑰賢,馬亮,陶建國(guó),周銘,林少芬;艦船用齒輪傳動(dòng)嚙合剛度及動(dòng)態(tài)性能研究[J];船舶工程;2000年05期

2 趙永強(qiáng);李瑰賢;常山;張祥;;船用大功率兩級(jí)人字齒行星傳動(dòng)系統(tǒng)的振動(dòng)特性研究[J];船舶力學(xué);2009年04期

3 趙永強(qiáng);李瑰賢;常山;張祥;;艦船用兩級(jí)行星傳動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率嚙合剛度敏感度分析[J];船舶力學(xué);2010年Z1期

4 朱才朝;陸波;徐向陽(yáng);劉偉輝;寧杰;;大功率船用齒輪箱系統(tǒng)熱彈耦合分析[J];船舶力學(xué);2011年08期

5 林騰蛟;蔣仁科;李潤(rùn)方;杜雪松;;同軸雙輸出行星減速器振動(dòng)分析及噪聲預(yù)估[J];重慶大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2007年11期

6 鮑和云;朱如鵬;;兩級(jí)星型齒輪傳動(dòng)動(dòng)態(tài)均載特性分析[J];航空動(dòng)力學(xué)報(bào);2005年06期

7 孫濤,邵長(zhǎng)健,沈允文;附加粘彈性阻尼齒輪結(jié)構(gòu)的阻尼計(jì)算[J];航空動(dòng)力學(xué)報(bào);1998年03期

8 方宗德,沈允文,高向群;斜齒輪傳動(dòng)的動(dòng)態(tài)特性分析[J];航空學(xué)報(bào);1992年02期

9 邵忍平,沈允文,孫進(jìn)才;齒輪減速器系統(tǒng)可變固有特性動(dòng)力學(xué)研究[J];航空學(xué)報(bào);2001年01期

10 李樹庭，沈允文，藺天存;航空齒輪的結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)[J];航空學(xué)報(bào);1994年08期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前3條

1 王世宇;基于相位調(diào)諧的直齒行星齒輪傳動(dòng)動(dòng)力學(xué)理論與實(shí)驗(yàn)研究[D];天津大學(xué);2005年

2 楊成云;齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)耦合振動(dòng)響應(yīng)及抗沖擊性能研究[D];重慶大學(xué);2006年

3 陸波;基于熱彈耦合大功率船用齒輪箱動(dòng)態(tài)特性研究[D];重慶大學(xué);2009年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 羅家元;齒輪箱系統(tǒng)耦合動(dòng)態(tài)特性研究[D];重慶大學(xué);2004年

本文編號(hào)：2600820