風力發(fā)電機組齒輪箱概述論文

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1、風力發(fā)電機組齒輪箱概述論文第一節(jié)概述風力發(fā)電機組中的齒輪箱是一個重要的機械部件，其主要功用是將風輪在風力作用下所產(chǎn)生的動力傳遞給發(fā)電機并使其得到相應(yīng)的轉(zhuǎn)速。通常風輪的轉(zhuǎn)速很低，遠達不到發(fā)電機發(fā)電所要求的轉(zhuǎn)速，必須通過齒輪箱齒輪副的增速作用來實現(xiàn)，故也將齒輪箱稱之為增速箱。根據(jù)機組的總體布置要求，有時將與風輪輪轂直接相連的傳動軸（俗稱大軸）與齒輪箱合為一體，也有將大軸與齒輪箱分別布置，其間利用漲緊套裝置或聯(lián)軸節(jié)連接的結(jié)構(gòu)。為了增加機組的制動能力.freelnMo、15CrNi6、17Cr2Ni2A、20CrNi2Mo

2、A、17CrNiMo6、17Cr2Ni2MoA等材料。內(nèi)齒圈和軸類零件推薦采用42CrMoA、34Cr2Ni2MoA等材料。采用鍛造方法制取毛坯，可獲得良好的鍛造組織纖維和相應(yīng)的力學特征。合理的預(yù)熱處理以及中間和最終熱處理工藝，保證了材料的綜合機械性能達到設(shè)計要求。齒輪箱內(nèi)用作主傳動的齒輪精度，外齒輪不低于5級GB/T10095，內(nèi)齒輪不低于6級GB/T10095。通常采用最終熱處理的方法是滲碳淬火，齒表面硬度達到HRC60+/-2，具有良好的抗磨損接觸強度，輪齒心部則具有相對較低的硬度和較好的韌性，能提高抗彎曲強

3、度，而通常對齒部的最終加工是采用磨齒工藝。加工人字齒的時候，如是整體結(jié)構(gòu)，半人字齒輪之間應(yīng)有退刀槽；如是拼裝人字齒輪，則分別將兩半齒輪按普通圓柱齒輪加工，最后用工裝將兩者準確對齒，再通過過盈配合套裝在軸上。齒輪加工中，規(guī)定好加工的工藝基準非常重要。軸齒輪加工時，常用頂尖頂緊兩軸端中心孔安裝在機床上。圓柱齒輪則利用其內(nèi)孔和一個端面作為工藝基準，用夾具或通過校準在機床上定位。在一對齒輪副中，小齒輪的齒寬比大齒輪略大一些，這主要是為了補償軸向尺寸變動和便于安裝。為減小軸偏斜和傳動中彈性變形引起載荷不均勻的影響，應(yīng)在齒形加

4、工時對輪齒作修形處理。齒輪與軸的聯(lián)接平鍵聯(lián)接常用于具有過盈配合的齒輪或聯(lián)軸器與軸的聯(lián)接?；ㄦI聯(lián)接通常這種聯(lián)接是沒有過盈的，因而被聯(lián)接零件需要軸向固定?；ㄦI聯(lián)接承載能力高，對中性好，但制造成本高，需用專用刀具加工。過盈配合聯(lián)接過盈配合聯(lián)接能使軸和齒輪（或聯(lián)軸節(jié)）具有最好的對中性，特別是在經(jīng)常出現(xiàn)沖擊載荷情況下，這種聯(lián)接能可靠地工作，在風力發(fā)電齒輪箱中得到廣泛的應(yīng)用。利用零件間的過盈配合形成的聯(lián)接，其配合表面為圓柱面或圓錐面（錐度可取1：30~1：8）。圓錐面過盈聯(lián)接多用于載荷較大，需多次裝拆的場合。脹緊套聯(lián)接利用軸、

5、孔與錐形彈性套之間接觸面上產(chǎn)生的摩擦力來傳遞動力，是一種無鍵聯(lián)接方式，定心性好，裝拆方便，承載能力高，能沿周向和軸向調(diào)節(jié)軸與輪轂的相對位置，且具有安全保護作用。國家標準GB5867-86對其所推薦的四種脹緊套的結(jié)構(gòu)形式和基本尺寸作了詳細的規(guī)定。齒輪箱中的軸按其主動和被動關(guān)系可分為主動軸、從動軸和中間軸。首級主動軸和末級從動軸的外伸部分用于安裝半聯(lián)軸器，與風輪輪轂或電機傳動軸相連。為了提高可靠性和減小外形尺寸，有時將半聯(lián)軸器（法蘭）與軸制成一體。軸上各個配合部分的軸頸需要進行磨削加工。為了減少應(yīng)力集中，對軸上臺肩處的

6、過渡圓角、花鍵向較大軸徑過渡部分，均應(yīng)作必要的處理，例如拋光，以提高軸的疲勞強度。在過盈配合處，為減少輪轂邊緣的應(yīng)力集中，壓合處的軸徑應(yīng)比相鄰部分軸徑加大5%，或在輪轂上開出卸荷槽。裝在軸上的零件，軸向固定應(yīng)可靠，工作載荷應(yīng)盡可能用軸上的止推軸肩來承受，相反方向的固定則可利用螺帽或其他緊固件。為防止螺紋松動，可利用止動墊圈、雙螺帽墊圈、鎖止螺釘或串聯(lián)鐵絲等。有時為了節(jié)省空間，簡化結(jié)構(gòu)，也可以用彈簧擋圈代替螺帽和止動墊圈，但不能用于軸向負荷過大的地方。軸的材料采用碳綱和合金綱。如40、45、50、40Cr、50Cr、

7、42CrMoA等，常用的熱處理方法為進行調(diào)質(zhì)，而在重要部位作淬火處理。要求較高時可采用20CrMnTi、20CrMo、20MnCr5、17CrNi5、16CrNi等優(yōu)質(zhì)低碳合金綱，進行滲碳淬火處理，獲取較高的表面硬度和心部較高的韌性。滾動軸承齒輪箱的支承中，大量應(yīng)用滾動軸承，其特點是靜摩擦力矩和動摩擦力矩都很小，即使載荷和速度在很寬范圍內(nèi)變化時也如此。滾動軸承的安裝和使用都很方便，但是，當軸的轉(zhuǎn)速接近極限轉(zhuǎn)速時，軸承的承載能力和壽命急劇下件下降，高速工作時的噪音和振動比較大。齒輪傳動時軸和軸承的變形會引起齒輪和軸承

8、內(nèi)外圈軸線的偏斜，使輪齒上載荷分布不均勻，會降低傳動件的承載能力。由于載荷不均勻性而使輪齒經(jīng)常發(fā)生斷齒的現(xiàn)象，在許多情況下又是由于軸承的質(zhì)量和其他因素，如劇烈的過載而引起的。選用軸承時，不僅要根據(jù)載荷的性質(zhì)，還應(yīng)根據(jù)部件的結(jié)構(gòu)要求來確定。相關(guān)技術(shù)標準，如DIN281，或者軸承制造商的的樣本，都有整套的計算程序和方法可供參考。計算的使用壽命應(yīng)不小于13萬小時。