【摘要】：在風力發(fā)電機組中,行星輪系作為增速齒輪箱中的重要部件,其在正常工作的時候由于受到不規(guī)律風場和頻繁啟停機等因素的影響,系統(tǒng)的工作載荷和轉(zhuǎn)速是時變的,產(chǎn)生的振動響應具有復雜的非平穩(wěn)沖擊特性。傳統(tǒng)的行星輪系傳動系動力學研究成果無法直接應用,因此本文基于有限元方法和動力學建模方法開展了變轉(zhuǎn)速下風電行星輪系動力學特性研究,主要工作內(nèi)容如下:1.建立三維實體模型,利用限元分析軟件ABAQUS對行星輪系傳動進行動力學分析,研究了勻速工況與三種變轉(zhuǎn)速工況下的齒輪齒面接觸應力的變化,發(fā)現(xiàn)面接觸應力隨著齒輪嚙合周期性變化而變化,齒面接觸應力受到齒輪轉(zhuǎn)速變化的影響,加速工況下嚙合力較大齒面接觸應力普遍偏大,減速時的嚙合力較小齒面接觸應力較小。變轉(zhuǎn)速下受到?jīng)_擊性載荷的影響嚙合過程中最大接觸應力值在四種工況中最大。2.提出了一種基于有限元的時變嚙合剛度計算方法,通過與用石川法在相同參數(shù)的計算結(jié)果做對比驗證了方法的準確性。進一步研究勻加速、勻減速、變加速三種工況下轉(zhuǎn)速變化對嚙合時變剛度的影響,對比結(jié)果發(fā)現(xiàn)齒面嚙合點的作用力的大小對單齒嚙合區(qū)嚙合時變剛度有著一定的影響,而雙齒嚙合區(qū)的時變嚙合剛度在力平衡狀態(tài)下受到嚙合力大小影響較小,受到非平衡狀態(tài)下的外力在單雙齒交替產(chǎn)生的沖擊影響較大。3.綜合考慮了齒輪時變嚙合剛度、阻尼與接觸間隙等因素,根據(jù)集中參數(shù)法建立行星輪系動力學模型,并利用Runge-Kutta法求解微分方程得到行星架、太陽輪以及三個行星輪水平豎直和周向的振動位移與振動速度,通過對比可以發(fā)現(xiàn),周向振動幅度比水平和豎直兩方向的振動幅度都要大,豎直方向振動幅度比水平方向的振動幅度大。4.將上述行星輪系振動響應結(jié)果與實驗測點對應的數(shù)據(jù)做對比,進一步驗證了行星輪系動力學模型的模擬的準確性,通過變轉(zhuǎn)速工況下的行星輪系動力學響應分析,發(fā)現(xiàn)隨著轉(zhuǎn)度的增大振動的幅值變大,反映了加速工況下振動隨著行星輪系傳動系統(tǒng)的速度的增加而增加。
【圖文】：

風電行星輪系動態(tài)嚙合性能的有限D(zhuǎn) 的行星輪系精確建模系的動態(tài)嚙合性能對整個風機系統(tǒng)工作有重要力分析更為準確，本文采用 ABAQUS 進行行星US 是一款強大的有限元分析軟件，可他的草圖輪輪齒齒廓的精度，優(yōu)化建模過程，采用二維草草圖，導入 ABAQUS 中生成三維實體，再裝輪單齒輪廓線，，本文以漸開線直齒輪為研究對(2-1)所示： [sin()cos()][cos()sin()]yrtttxrttttbtb基圓半徑；數(shù)。

如圖 2.3 所示。圖 2.3 行星輪系齒面裝配圖2.2 模型網(wǎng)格劃分齒輪模型劃分網(wǎng)格分為有限元網(wǎng)格初步劃分和接觸區(qū)網(wǎng)格細化兩個部分。齒輪實體模型網(wǎng)格劃分的節(jié)點單元的數(shù)量規(guī)模關(guān)系到齒輪有限元模型計算的時間的長短，網(wǎng)格的質(zhì)量及接觸區(qū)網(wǎng)格細密程度關(guān)系到有限元接觸分析計算的準確性[35]。齒輪模型的接觸區(qū)為高副接觸，這對齒輪有限元模型接觸部分網(wǎng)格密度提出了更高的要求。齒輪有限元接觸部分齒輪關(guān)系到齒面接觸部分的接觸狀況和齒根處的齒根彎曲狀況，需要細密網(wǎng)格刻畫以得到滿意的計算結(jié)果。齒輪其他區(qū)域網(wǎng)格用于傳遞載荷和約束，不需要細密網(wǎng)格。本文將輪齒部分和輪體部分分別應用不同的方式劃分網(wǎng)格，齒輪輪
【學位授予單位】：東北石油大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TM315;TH132.425

【參考文獻】

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2 李亞鵬;齒輪時變嚙合剛度改進算法及剛度激勵研究[D];大連理工大學;2009年

3 邢子坤;基于動力學的風力發(fā)電機齒輪傳動系統(tǒng)可靠性評估及參數(shù)優(yōu)化設計[D];重慶大學;2007年

4 朱秋玲;齒輪系統(tǒng)動力學分析及計算機仿真[D];蘭州理工大學;2004年

本文編號：2633350