1.5MW风电增速箱斜齿轮动力学分析及齿廓修形

能源是人类社会存在与发展的最重要的物质基础,为了减小能源短缺的压力,保证各个经济领域顺利正常的运行,许多国家纷纷调整能源结构,大力开发新能源。风能作为最清洁、环保的能源,自然成为各国研究的重点。风力发电机组增速箱的许多问题也日益凸显,其中,齿轮系统的振动和噪声成为影响风机正常运行的一个重要的因素。因此,研究增速箱斜齿轮的动力学特性及齿廓修形技术对于提高风机运行的性能具有很大的意义。 本文针对某兆瓦级风力发电机组高速级的斜齿轮,基于振动力学和齿轮动力学的原理和方法,对其动力学性能和齿廓修形进行研究分析。 首先,建立了一对斜齿轮副的弯-扭-轴耦合振动的模型,并进行了模态分析；采用振型叠加法求得了系统的自由振动响应,分析了斜齿轮的主要振动形式。 其次,在考虑了时变啮合刚度和齿侧间隙这两种非线性影响因素的基础上,建立了斜齿轮纯扭振动的数学模型,并通过MATLAB编程,求解了系统振动的位移、速度和加速度,分析了时变刚度和齿侧间隙对斜齿轮扭振性能的影响。 再次,在把修形量作为内部激励的基础上,建立了齿廓修形斜齿轮的数学模型,分析了不同修形参数对斜齿轮扭振加速度的影响,并把扭振加速度均方根值作为评价指标,对修形的参数进行了优化。 最后,基于MATLAB/GUI设计了斜齿轮齿廓修形的分析界面,可以对任何斜齿轮副的修形参数进行优化,并带入一组实例进行计算,导出优化的结果,分析了斜齿轮副的几个基本参数对最优修形参数的影响。