風(fēng)電機(jī)組行星輪系傳動(dòng)系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)

【摘要】：隨著工業(yè)化社會(huì)的發(fā)展，人們對(duì)礦物燃料能源的需求日益增多。同時(shí)，由于過(guò)度的開(kāi)采和使用礦物燃料能源所引發(fā)的能源危機(jī)、環(huán)境污染等問(wèn)題也越發(fā)嚴(yán)重。如今，人們已經(jīng)意識(shí)到建立起以可再生能源為主的新能源體系的重要性，對(duì)風(fēng)能、水能、太陽(yáng)能等新能源的研究與利用也逐漸深入，其中，風(fēng)能因其資源無(wú)窮無(wú)盡并且不會(huì)造成污染的特點(diǎn)，受到世人愈發(fā)關(guān)注。 目前，風(fēng)力發(fā)電是發(fā)展最快，且最具規(guī)?；_(kāi)發(fā)條件的風(fēng)能利用技術(shù)形式。風(fēng)電場(chǎng)是大規(guī)模利用風(fēng)能的最有效方式，20世紀(jì)80年代初在美國(guó)加利福尼亞州興起。隨著風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的不斷成熟和加工制造行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展，風(fēng)電成本持續(xù)下降，需求不斷上升，預(yù)計(jì)在2020年前，全球風(fēng)電裝機(jī)容量仍將以年均約20%的高速增長(zhǎng)。我國(guó)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)近年來(lái)發(fā)展勢(shì)頭十分迅猛，僅從風(fēng)電裝機(jī)容量看已成為世界風(fēng)電最大國(guó)，但由于起步較晚，目前風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的國(guó)產(chǎn)率仍然不是很高，這在很大程度上制約了我國(guó)風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。這其中，如何提高獨(dú)立研究開(kāi)發(fā)并制造風(fēng)電機(jī)組的能力，成為一項(xiàng)重要課題。 本文以風(fēng)力發(fā)電機(jī)組齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)為研究對(duì)象，重點(diǎn)分析其中的行星輪系傳動(dòng)：以水平軸風(fēng)電機(jī)組中普遍應(yīng)用的2K-H型行星輪系為例，對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析、傳動(dòng)比計(jì)算、受力分析、強(qiáng)度校核、參數(shù)選擇等一系列分析；采用機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，確定了風(fēng)電機(jī)組傳動(dòng)系統(tǒng)中行星輪系優(yōu)化設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)變量，并綜合考慮輪系整體的體積、重量、結(jié)構(gòu)尺寸之間的相互關(guān)系，確定以最小體積作為優(yōu)化設(shè)計(jì)的目標(biāo)，結(jié)合行星輪系齒數(shù)條件、輪齒接觸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度等約束條件，建立起行星輪系優(yōu)化設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)模型；經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)程序的運(yùn)算及對(duì)計(jì)算結(jié)果的參數(shù)圓整，求出特定條件下風(fēng)電機(jī)組中行星輪系的最佳參數(shù)選擇和設(shè)計(jì)方案，為減小風(fēng)力發(fā)電機(jī)組傳動(dòng)系統(tǒng)中齒輪機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)尺寸，從而降低風(fēng)電機(jī)制造成本打下基礎(chǔ)。 【關(guān)鍵詞】：風(fēng)電機(jī)組 行星輪系 優(yōu)化設(shè)計(jì)
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類(lèi)號(hào)】：TM614
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 目錄7-9
• 第1章 緒論9-15
• 1.1 前言9
• 1.2 世界及我國(guó)風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展現(xiàn)狀9-10
• 1.3 風(fēng)電機(jī)組行星傳動(dòng)增速系統(tǒng)研究狀況10-12
• 1.4 本文的研究背景和內(nèi)容12-15
• 1.4.1 本文的研究背景和意義12-13
• 1.4.2 本文研究的內(nèi)容13-15
• 第2章 優(yōu)化設(shè)計(jì)基本理論與方法15-31
• 2.1 優(yōu)化設(shè)計(jì)基本理論15-17
• 2.2 約束問(wèn)題的優(yōu)化方法17-30
• 2.2.1 拉格朗日乘子法18-21
• 2.2.2 懲罰函數(shù)法21-30
• 2.3 本章小結(jié)30-31
• 第3章 風(fēng)電機(jī)組齒輪增速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算31-37
• 3.1 風(fēng)電機(jī)組傳動(dòng)系統(tǒng)的典型結(jié)構(gòu)31-32
• 3.2 風(fēng)電機(jī)組齒輪增速系統(tǒng)的傳動(dòng)比計(jì)算32-33
• 3.3 行星輪系中齒輪齒數(shù)的確定33-36
• 3.3.1 傳動(dòng)比條件33
• 3.3.2 同心條件33-34
• 3.3.3 裝配條件34-36
• 3.3.4 鄰接條件36
• 3.4 本章小結(jié)36-37
• 第4章 行星輪系的優(yōu)化設(shè)計(jì)37-67
• 4.1 2K-H 型行星輪系簡(jiǎn)介37
• 4.2 2K-H 型行星輪系優(yōu)化設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)模型的建立37-52
• 4.2.1 建立目標(biāo)函數(shù)38-41
• 4.2.2 選擇設(shè)計(jì)變量41-45
• 4.2.3 確定約束條件45-52
• 4.3 2K-H 型行星輪系最優(yōu)化設(shè)計(jì)問(wèn)題的求解52-62
• 4.3.1 機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)問(wèn)題的分析與處理52-58
• 4.3.2 數(shù)學(xué)模型的求解58-62
• 4.4 齒輪參數(shù)圓整62-64
• 4.5 行星輪系優(yōu)化設(shè)計(jì)與常規(guī)設(shè)計(jì)的比較64-65
• 4.6 本章小結(jié)65-67
• 第5章 總結(jié)與展望67-69
• 5.1 總結(jié)67-68
• 5.2 展望68-69
• 參考文獻(xiàn)69-71
• 作者簡(jiǎn)介71-72
• 致謝72

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