风电机组增速器动态特性与可靠性分析

【摘要】：行星轮传动具有承载能力强、结构紧凑、体积小、传动比可控范围大等优点,广泛应用于国防、矿山、航空、冶金、汽车等行业中各类机械系统。风电作为一种清洁、无污染能源越来越受到重视,风电机组增速器是风力发电系统中的主要传动部件,其可靠性对机组的使用性能、使用寿命和发电效率有直接影响。行星轮传动是风电机组增速器中的主要传动形式,研究其动态可靠性,对于保证行星轮传动系统性能和可靠度至关重要。论文以风电机组增速器中行星轮传动机构为研究对象,对其动态特性与动力可靠度等问题进行了研究。论文主要完成了如下研究工作:针对风电机组增速器中二级W-W行星轮传动机构,分析了其传动原理,在设计了结构参数基础上,构建了其三维数字模型。建立了行星轮传动机构平移—扭转耦合动力学模型,推导了其运动微分方程,分析了方程中各系数矩阵,并通过ADAMS模拟了齿轮齿间啮合动态载荷。推导了行星轮传动机构中各零件的可靠度计算公式,应用雨流法对齿间啮合动态载荷进行了统计计数,构建了风电机组增速器的可靠性计算模型,并计算了行星轮增速器的动力可靠度。研究了运用纯灭模型计算零件可靠度的具体方法,推导了风机增速器各零件的纯灭模型动力可靠度计算公式,并实例计算了风机增速器的系统纯灭模型动力可靠度。结果表明:考虑纯灭模型的系统动力学可靠度比传统的方法更接近实际情况,并能从失效概率直观分析薄弱环节零件及其原因;由单个零件的纯灭模型可靠度可看出,轴类零件为系统中最易失效零件。 【关键词】：风电机组 行星轮传动 纯灭模型 动力可靠度 动力学
【学位授予单位】：湘潭大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH132.41;TM315
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 绪论8-13
• 1.1 选题研究背景与意义8
• 1.2 行星轮传动的国内外研究现状8-12
• 1.3 本文研究内容12-13
• 第2章 风电机组增速器的参数设计13-20
• 2.1 增速器工作原理13-15
• 2.2 增速器主要零件参数设计15-17
• 2.3 风机增速器几何建模17-19
• 2.4 本章小结19-20
• 第3章 风电机组增速器动态特性分析20-30
• 3.1 引言20
• 3.2 增速器的动力学模型20-22
• 3.3 系统运动微分方程22
• 3.4 系数矩阵22-27
• 3.5 行星轮增速器动态载荷计算27-29
• 3.6 本章小结29-30
• 第4章 风电机组增速器动力可靠性分析30-48
• 4.1 引言30-31
• 4.2 系统可靠性理论31-33
• 4.3 雨流法计数统计模型33-35
• 4.4 风机增速器零件可靠度分析35-40
• 4.5 风机增速器可靠性分析40-45
• 4.6 风机增速器的动力可靠度计算45-47
• 4.7 本章小结47-48
• 第5章 考虑纯灭模型的风机增速器的动力可靠性分析48-58
• 5.1 引言48
• 5.2 风机增速器各零件纯灭模型48-51
• 5.3 风机增速器总可靠度模型51-52
• 5.4 各零件纯灭模型动力可靠度计算52-55
• 5.5 风机增速器纯灭模型动力可靠性计算55-56
• 5.6 本章小结56-58
• 总结与展望58-60
• 总结58-59
• 展望59-60
• 参考文献60-64
• 致谢64-65
• 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果65

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