基于虚拟样机技术的风电齿轮箱动力学分析

【摘要】：能源是人类社会存在和发展的物质基础。但是随着经济的发展,能源匮乏的问题也日益突出。为了解决能源问题,世界各国纷纷开始调整能源结构,大力开发新能源。风能的利用尤其是风力发电在许多国家已得到了广泛采用。 风电齿轮箱是风电机组的重要组成部分之一,在各个部件的损坏故障比率中占有很大的比重,风电齿轮箱的运行状态是否稳定影响着整个风电机组的正常工作。本文以1.5MW的风电齿轮箱为研究对象,基于虚拟样机技术对其齿轮传动系统进行了动力学分析,主要内容如下： 1)对机械系统动力学理论以及ADAMS软件的建模理论、动力学方程的建立及求解进行了说明； 2)根据功率、输出转速等已知条件,对齿轮传动系统的各个参数进行了选择； 3)根据所选的齿轮参数和传动方案,采用SolidWorks软件建立了风电齿轮箱传动系统的三维模型,最后将传动系统模型导入到ADAMS软件中； 4)在ADAMS软件中建立了风电齿轮箱传动系统的虚拟样机,对其添加了相关的约束、驱动和负载,讨论、计算并设置了仿真所需的相关参数； 5)将虚拟样机在ADAMS中进行了动力学仿真,并对仿真结果进行了相关的分析和讨论。 【关键词】：风力发电机 齿轮箱 ADAMS 动力学分析
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TM315;TH132.4
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-6
• 目录6-9
• 第一章 绪论9-19
• 1.1 风力发电的现状9-13
• 1.1.1 国外风力发电现状10-11
• 1.1.2 国内风力发电现状11-13
• 1.2 风电齿轮箱的介绍及故障表现13-15
• 1.2.1 风电齿轮箱的介绍13-14
• 1.2.2 风电齿轮箱的故障表现14-15
• 1.3 齿轮传动系统研究发展概况15-16
• 1.4 研究背景及意义16
• 1.5 本文研究的主要内容16-19
• 第二章 机械系统动力学及ADAMS建模理论概述19-27
• 2.1 机械系统动力学理论概述19-20
• 2.2 ADAMS中动力学方程的建立20-23
• 2.3 ADAMS动力学方程求解算法介绍23-25
• 2.4 本章小结25-27
• 第三章 风电增速箱结构及其传动系统主要参数的确定27-37
• 3.1 风力发电机的主要组成部分27-28
• 3.2 风力发电机增速齿轮箱的主要结构形式28-29
• 3.3 增速箱主要设计参数选择29-31
• 3.4 受力校核方法31-34
• 3.4.1 齿面接触强度校核31-32
• 3.4.2 轮齿弯曲强度校核32-34
• 3.5 本章小结34-37
• 第四章 风电增速箱在solidworks中模型的建立37-45
• 4.1 Solidworks软件发展历程及产品特点37-38
• 4.2 零件模型的建立38-42
• 4.3 零件模型的装配42-44
• 4.4 本章小结44-45
• 第五章 虚拟样机在ADAMS中的动力学仿真45-61
• 5.1 ADAMS软件介绍45-46
• 5.2 风电齿轮箱的虚拟样机的建立46-49
• 5.2.1 系统模型的假设46-47
• 5.2.2 虚拟样机的约束处理47-49
• 5.3 接触力参数设置49-51
• 5.4 ADAMS中的仿真参数设置51-53
• 5.5 仿真结果分析53-60
• 5.5.1 虚拟样机各轴角速度验证53-55
• 5.5.2 各级齿轮副的啮合力分析55-60
• 5.6 本章小结60-61
• 第六章 总结与展望61-63
• 6.1 总结61
• 6.2 展望61-63
• 参考文献63-65
• 致谢65-67
• 攻读学位期间发表的学术论文67

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