基于有限元法的風(fēng)電機(jī)組齒輪箱結(jié)構(gòu)模態(tài)分析

【摘要】：在雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中,齒輪箱是其關(guān)鍵部件之一。本文以一種典型的1500kW風(fēng)電機(jī)組齒輪箱為研究對(duì)象,對(duì)其結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行分析,主要研究?jī)?nèi)容包括： 1)基于Pro/E軟件的齒輪箱建模。首先運(yùn)用Pro/E的參數(shù)化建模功能對(duì)齒輪箱內(nèi)的所有斜齒輪進(jìn)行統(tǒng)一參數(shù)化建模,并對(duì)該齒輪箱內(nèi)的其余零部件,包括輸入主軸、前箱蓋、軸套等進(jìn)行建模；在此基礎(chǔ)上,根據(jù)齒輪箱內(nèi)各個(gè)零部件的相對(duì)位置,對(duì)建好的所有零部件模型進(jìn)行裝配,并根據(jù)各個(gè)部件之間的實(shí)際連接情況,設(shè)置相互之間的連接屬性,實(shí)現(xiàn)了齒輪箱內(nèi)復(fù)雜運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)的三維建模及裝配。 2)采用兩種方法對(duì)齒輪箱結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)特性的有限元分析。第一種方法是將齒輪箱整體的Pro/E三維模型導(dǎo)入Pro/MECHANICA有限元分析軟件中,分別高速級(jí)齒輪副和低速級(jí)行星架直接進(jìn)行動(dòng)力學(xué)模態(tài)分析,求出了其固有頻率和主振型；第二種方法是將Pro/E模型先導(dǎo)入Pro/MECHANICA,完成有限元分析的定義和劃分網(wǎng)格,并生成批處理作業(yè)命令文件后,通過(guò)Pro/MECHANICA與ANSYS的接口將生成的命令文件導(dǎo)入ANSYS,在ANSYS中進(jìn)行有限元分析。 3)對(duì)分別利用這兩種分析方法所得的低速級(jí)行星架和高速級(jí)齒輪副的模態(tài)分析結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析,結(jié)合Pro/MECHANICA和ANSYS這兩個(gè)有限元分析軟件各自的優(yōu)劣勢(shì),探討了一種將這兩個(gè)有限元分析軟件綜合利用的方法,為解決復(fù)雜裝配體的模型導(dǎo)入和兼容性問(wèn)題提供了一個(gè)較好的可行性方法。 【關(guān)鍵詞】：風(fēng)電機(jī)組 齒輪箱 Pro/MECHANICA ANSYS 動(dòng)力學(xué) 模態(tài)分析
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號(hào)】：TH132.41
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 緒論9-14
• 1.1 研究背景及意義9-10
• 1.2 風(fēng)電機(jī)組齒輪箱發(fā)展現(xiàn)狀10-13
• 1.2.1 齒輪動(dòng)力學(xué)分析的基本方法10-11
• 1.2.2 風(fēng)電齒輪箱設(shè)計(jì)與制造現(xiàn)狀11
• 1.2.3 風(fēng)電齒輪箱動(dòng)力學(xué)研究現(xiàn)狀11-13
• 1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容13-14
• 第2章 齒輪動(dòng)力學(xué)與有限元分析方法14-24
• 2.1 齒輪傳動(dòng)動(dòng)力學(xué)14-17
• 2.1.1 理論體系14-15
• 2.1.2 齒輪嚙合模態(tài)分析理論15-16
• 2.1.3 齒輪嚙合模型簡(jiǎn)化、單元類型選擇與網(wǎng)格劃分16-17
• 2.2 有限元法的基本思想17-19
• 2.2.1 差分法17
• 2.2.2 變分法17-18
• 2.2.3 有限元法18-19
• 2.3 動(dòng)力學(xué)分析有限元法19-24
• 2.3.1 結(jié)構(gòu)離散19
• 2.3.2 單元分析19-21
• 2.3.3 總體矩陣集成21-22
• 2.3.4 固有特性分析22-24
• 第3章 基于Pro/E的風(fēng)電齒輪箱建模及運(yùn)動(dòng)仿真24-38
• 3.1 風(fēng)電機(jī)組齒輪箱基本結(jié)構(gòu)24-26
• 3.2 某型號(hào)1500kW風(fēng)電機(jī)組齒輪箱介紹26-29
• 3.2.1 齒輪箱結(jié)構(gòu)26-27
• 3.2.2 齒輪箱主要設(shè)計(jì)參數(shù)確定27-28
• 3.2.3 風(fēng)電機(jī)組齒輪箱基本參數(shù)28-29
• 3.3 齒輪箱建模及裝配29-34
• 3.3.1 Pro/E軟件簡(jiǎn)介29-30
• 3.3.2 斜齒輪參數(shù)化建模30
• 3.3.3 齒輪零部件建模及裝配30-33
• 3.3.4 其它結(jié)構(gòu)建模及裝配33-34
• 3.4 運(yùn)動(dòng)仿真與分析34-38
• 3.4.1 運(yùn)動(dòng)仿真34-37
• 3.4.2 分析37-38
• 第4章 齒輪箱關(guān)鍵部件有限元模態(tài)分析38-53
• 4.1 分析軟件簡(jiǎn)介38-43
• 4.1.1 Pro/MECHANICA38-41
• 4.1.2 ANSYS簡(jiǎn)介41-42
• 4.1.3 Pro/MECHANICA和ANSYS優(yōu)劣勢(shì)比較42-43
• 4.2 高速級(jí)齒輪副模態(tài)分析43-47
• 4.2.1 基于Pro/MECHANICA的有限元模態(tài)分析43-45
• 4.2.2 基于ANSYS的有限元模態(tài)分析45-47
• 4.3 低速級(jí)行星架模態(tài)分析47-50
• 4.3.1 基于Pro/MECHANICA的有限元模態(tài)分析47-49
• 4.3.2 基于ANSYS的有限元模態(tài)分析49-50
• 4.4 分析對(duì)比50-51
• 4.5 小結(jié)51-53
• 第5章 結(jié)論和展望53-55
• 5.1 結(jié)論53
• 5.2 展望53-55
• 參考文獻(xiàn)55-58
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果58-59
• 致謝59

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