發(fā)布時間：2017-05-09 08:02

  本文關(guān)鍵詞：大功率風電增速器動態(tài)特性分析與優(yōu)化設(shè)計，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著能源短缺問題日益嚴重,風能資源逐漸為人們所重視和利用,風力發(fā)電技術(shù)也得到快速的發(fā)展。齒輪傳動系統(tǒng)作為風力發(fā)電機的關(guān)鍵部件,其運行的穩(wěn)定性和可靠性直接影響著整個風力發(fā)電系統(tǒng)�？紤]到風力發(fā)電機的變載荷工況和高空架設(shè)環(huán)境,研究齒輪傳動系統(tǒng)在變載荷條件下的動力學(xué)特性并對其進行動態(tài)優(yōu)化設(shè)計是風機設(shè)計中的重要任務(wù)。 本文以某3.OMW風電增速器齒輪傳動系統(tǒng)作為研究對象,應(yīng)用齒輪系統(tǒng)動力學(xué)、數(shù)值計算方法和優(yōu)化技術(shù),對齒輪傳動系統(tǒng)的動態(tài)特性進行研究,并以此為基礎(chǔ)進行系統(tǒng)動態(tài)優(yōu)化設(shè)計,為設(shè)計出低振動、輕量化的齒輪傳動系統(tǒng)提供了方法和理論基礎(chǔ)。主要研究工作如下： (1)采用集中參數(shù)法建立齒輪傳動系統(tǒng)的彎-扭-軸耦合動力學(xué)模型,模型中考慮時變嚙合剛度、嚙合誤差、行星架柔性、軸承支撐剛度、阻尼等因素,通過分析各構(gòu)件之間相對位移關(guān)系,導(dǎo)出振動微分方程,并對方程中的相關(guān)參數(shù)進行計算分析。 (2)研究傳動系統(tǒng)的固有特性及其對參數(shù)的敏感度。總結(jié)分析各振型特點,得到系統(tǒng)的四種典型振動模式,即三級齒輪振動模式、單級行星輪系徑向平移振動模式、行星輪振動模式和平行軸齒輪振動模式。進一步研究固有特性對系統(tǒng)剛度和質(zhì)量參數(shù)的敏感度。 (3)研究傳動系統(tǒng)在內(nèi)、外部激勵共同作用下的動態(tài)響應(yīng)。時變外部激勵根據(jù)ARMA模型模擬的隨機風速確定,利用數(shù)值解法求解系統(tǒng)動力學(xué)微分方程,對比分析系統(tǒng)在額定轉(zhuǎn)矩和時變轉(zhuǎn)矩激勵下的動態(tài)響應(yīng)結(jié)果,包括振動位移響應(yīng)、各齒輪副動態(tài)嚙合力及其頻域特性,并研究參數(shù)對系統(tǒng)動態(tài)響應(yīng)的影響。 (4)對傳動系統(tǒng)進行多目標動態(tài)優(yōu)化設(shè)計。以系統(tǒng)體積最小和構(gòu)件扭轉(zhuǎn)加速度峰值最小為目標函數(shù),以可靠性和強度要求作為約束條件,建立傳動系統(tǒng)動態(tài)優(yōu)化設(shè)計模型,利用MATLAB優(yōu)化工具箱對其進行求解優(yōu)化。從優(yōu)化前后結(jié)果對比可知,優(yōu)化后的設(shè)計參數(shù)實現(xiàn)減小系統(tǒng)振動和體積輕量化的目的。
【關(guān)鍵詞】：風電增速器 齒輪傳動 動態(tài)特性 優(yōu)化設(shè)計
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TM315;TH132.41
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 緒論10-17
• 1.1 論文的研究背景及意義10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-15
• 1.2.1 行星齒輪傳動系統(tǒng)動力學(xué)研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.2 風電增速器傳動系統(tǒng)動力學(xué)研究現(xiàn)狀13-14
• 1.2.3 齒輪傳動系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計研究現(xiàn)狀14-15
• 1.3 本文的研究內(nèi)容15-17
• 2 風電增速器齒輪傳動系統(tǒng)動力學(xué)模型建立17-33
• 2.1 前言17
• 2.2 風電增速器齒輪傳動系統(tǒng)動力學(xué)模型17-24
• 2.2.1 傳動系統(tǒng)的等效力學(xué)模型18-19
• 2.2.2 各構(gòu)件間的相對位移關(guān)系19-21
• 2.2.3 系統(tǒng)動力學(xué)微分方程21-24
• 2.3 模型中的參數(shù)確定24-32
• 2.3.1 時變嚙合剛度激勵24-28
• 2.3.2 嚙合誤差激勵28-30
• 2.3.3 嚙合阻尼30
• 2.3.4 行星架扭轉(zhuǎn)剛度的計算30-32
• 2.3.5 其他參數(shù)的確定32
• 2.4 本章小結(jié)32-33
• 3 風電增速器齒輪傳動系統(tǒng)固有特性研究33-62
• 3.1 前言33
• 3.2 固有特性研究33-43
• 3.2.1 固有特性計算原理33-34
• 3.2.2 傳動系統(tǒng)的固有特性34-43
• 3.3 固有頻率對系統(tǒng)參數(shù)敏感度研究43-60
• 3.3.1 敏感度的定義43-44
• 3.3.2 固有頻率對剛度參數(shù)的敏感度研究44-58
• 3.3.3 固有頻率對質(zhì)量參數(shù)的敏感度研究58-60
• 3.4 本章小結(jié)60-62
• 4 風電增速器齒輪傳動系統(tǒng)動態(tài)響應(yīng)研究62-87
• 4.1 前言62
• 4.2 外部激勵確定62-68
• 4.2.1 隨機風速模型62-66
• 4.2.2 輸入變載荷激勵66-68
• 4.3 動力學(xué)方程求解68-69
• 4.4 內(nèi)外激勵下系統(tǒng)動態(tài)響應(yīng)研究69-84
• 4.4.1 各構(gòu)件的振動響應(yīng)69-76
• 4.4.2 動態(tài)嚙合力的時域和頻域響應(yīng)76-81
• 4.4.3 載荷系數(shù)確定81-84
• 4.5 參數(shù)對系統(tǒng)動態(tài)響應(yīng)的影響84-86
• 4.5.1 輸入轉(zhuǎn)速對動態(tài)響應(yīng)的影響84-85
• 4.5.2 轉(zhuǎn)動慣量對動態(tài)響應(yīng)的影響85-86
• 4.6 本章小結(jié)86-87
• 5 風電增速器齒輪傳動系統(tǒng)動態(tài)優(yōu)化設(shè)計87-101
• 5.1 前言87
• 5.2 多目標優(yōu)化與動態(tài)優(yōu)化設(shè)計87-89
• 5.2.1 多目標優(yōu)化87-88
• 5.2.2 動態(tài)優(yōu)化設(shè)計88-89
• 5.3 傳動系統(tǒng)多目標動態(tài)優(yōu)化設(shè)計模型89-94
• 5.3.1 設(shè)計變量選取89
• 5.3.2 目標函數(shù)建立89-90
• 5.3.3 約束條件確定90-94
• 5.4 優(yōu)化設(shè)計結(jié)果與分析94-100
• 5.4.1 優(yōu)化方法94
• 5.4.2 優(yōu)化結(jié)果與分析94-100
• 5.5 本章小結(jié)100-101
• 結(jié)論101-103
• 參考文獻103-107
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況107-108
• 致謝108-109

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  本文關(guān)鍵詞：大功率風電增速器動態(tài)特性分析與優(yōu)化設(shè)計，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：352101