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1、專業(yè)學位碩士學位論文大功率風電機組行星均載特性的試驗研究ExperimentalStudyonPlanetaryLoadDistributionCharacteristicsofHighPowerWindTurbines作者姓名：王懷賓工程領域：機械工程學號：41304127指導教師：王德倫教授林建偉高級工程師完成日期：2017年12月大連理工大學DalianUniversityofTechnology大連理工大學專業(yè)學位碩士學位論文摘要隨著風電行業(yè)的發(fā)展，對風電齒輪箱技術要求越來越高。根據(jù)近幾年中國陸上風電發(fā)展趨勢和海上風電發(fā)展，
2、大功率風電齒輪箱需求越來越大。大功率齒輪箱一般采用行星輪機構，因此對行星輪機構均載性研究十分必要。行星輪機構由于機床精度、加工精度、裝配精度、受載后彈性變形、熱變形等因素，使得每個行星輪載荷并不相等，受載不均，造成齒輪運行過程中振動大、噪聲大、轉動不平穩(wěn)及齒輪失效，致使齒輪箱壽命縮短等情況。本文以2.5MW風電齒輪箱為研究對象，針對一級行星輪機構的均載性進行研究。主要研究內容如下：首先，分析行星傳動機構特點，造成不均載的原因，實現(xiàn)機構均載的方法和均載原理。通過MATLAB軟件求得2.5MW風電齒輪箱一級行星輪機構嚙合每一瞬時齒廓方程
3、與嚙合線的交點，轉化為相應坐標系下坐標點；利用ANSYS生成物理模型，對其進行有限元分析，提取應變值，計算行星輪機構的均載系數(shù)和齒根最大應變位置,指導應變片粘貼的位置。其次，介紹2.5MW風電齒輪箱行星輪機構在風電試驗臺試驗的目的，應變片測試原理，根據(jù)應變片布置方案選擇合適的應變片、電橋和應變信號傳輸方式，粘貼應變片，布置箱體內信號線，連接信號線與應變儀通道，對整個應變測試系統(tǒng)進行調試。同時介紹應變片溫度誤差影響及誤差消除。然后，根據(jù)試驗方案將2.5MW風電齒輪箱在試驗臺上試驗，測試齒輪箱在不同工況下的應變數(shù)據(jù)，計算一級行星傳動系統(tǒng)
4、的均載系數(shù)，分析3個行星輪的均載性。通過與有限元計算的均載系數(shù)比較可知，有限元分析計算得到的均載系數(shù)比應變片測量值偏大，但相對偏差較小。通過有限元齒根與齒面應變計算得到的均載系數(shù)之比，修正測試應變得到的均載系數(shù)，得到修正后的齒面內嚙合均載系數(shù)，提高計算的可靠性?？傊?，本文以2.5MW風電齒輪箱為例，通過對一級行星輪機構進行有限元分析，確定齒根最大應變位置，選擇合適區(qū)域粘貼應變片，測量齒根應變，計算齒向載荷分布系數(shù)和均載系數(shù)，并與有限元分析得到的均載系數(shù)進行比較。修正了試驗測得的均載系數(shù)，提高了計算可靠性。關鍵詞：行星輪機構；有限元；
5、測試；均載-I-大功率風電機組行星均載特性的試驗研究ExperimentalStudyonPlanetaryLoadDistributionCharacteristicsofHighPowerWindTurbinesAbstractWiththedevelopmentofwindpowerindustry,thetechnicalrequirementsofwindturbinegearboxarehigherandhigher.AccordingtothedevelopmenttrendofChina'sonshorewindpo
6、werandoffshorewindpowerdevelopmentinrecentyears,thedemandforhigh-powerwindturbinegearboxisgrowing.Planetarygeariscommonlyusedinhighpowergearbox,soitisnecessarytostudytheloadsharingofplanetarymechanism.Theplanetarymechanismduetomachinetoolprecision,machiningaccuracy,ass
7、emblyaccuracy,post-loadelasticdeformation,thermaldeformationandotherfactors,makingtheloadofeachplanetgearisnotequaltothatcausedbyunevenload,causingthegearintherunningprocessofthevibrationandnoise,unstablerotationandgearfailure,resultinginshortenedlifeofgearboxandsoon.I
8、nthispaper,the2.5MWwindturbinegearboxistakenastheobjectofstudy,andtheloadsharingcapacityoftheplanetarymechanismatthef
