風(fēng)電增速箱齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)特性分析

【摘要】：隨著能源和環(huán)境問(wèn)題日趨嚴(yán)峻,風(fēng)能作為一種清潔可再生能源在全球范圍內(nèi)得到廣泛應(yīng)用。齒輪箱是風(fēng)力發(fā)電機(jī)中的重要部件之一,其性能表現(xiàn)對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)有很大影響。本論文以某型1.5MW風(fēng)力發(fā)電機(jī)齒輪箱為對(duì)象,研究了風(fēng)力發(fā)電增速箱齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)在外部風(fēng)載和內(nèi)部激勵(lì)共同作用下的系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)特性。 首先采用集中參數(shù)方法建立齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的物理模型,模型中計(jì)入了系統(tǒng)各構(gòu)件三個(gè)平移自由度和三個(gè)扭轉(zhuǎn)自由度,考慮了各廣義坐標(biāo)上系統(tǒng)響應(yīng)的耦合關(guān)系,并對(duì)各齒輪副沿嚙合作用線的彈性變形進(jìn)行了詳細(xì)的分析,利用相對(duì)質(zhì)心動(dòng)量矩定理建立系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型。另外對(duì)軸承支撐剛度進(jìn)行了計(jì)算與簡(jiǎn)化,得出風(fēng)力發(fā)電增速箱齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率。 然后計(jì)算了風(fēng)力發(fā)電增速箱齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)中內(nèi)、外嚙合的非線性時(shí)變嚙合剛度和齒輪嚙合的誤差激勵(lì)。詳細(xì)分析了由風(fēng)載引起的系統(tǒng)外部激勵(lì)。得到了系統(tǒng)響應(yīng)的相圖、Poincare截面、時(shí)域波形、幅值譜圖和軸心軌跡。對(duì)風(fēng)力發(fā)電齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)特性進(jìn)行了較為全面的研究。 最后用ANSYS軟件建立了考慮輪齒嚙合剛度的斜齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)彎扭軸擺耦合的有限元振動(dòng)模型。其中傳動(dòng)軸段采用三維六自由度梁?jiǎn)卧?齒輪采用集中質(zhì)量單元,軸承的支撐剛度采用彈簧單元來(lái)模擬。獲得了齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率和振型,計(jì)算結(jié)果與傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型的計(jì)算結(jié)果吻合較好。 【關(guān)鍵詞】：風(fēng)力發(fā)電 增速箱 齒輪 動(dòng)力學(xué) 有限元仿真
【學(xué)位授予單位】：東北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號(hào)】：TH132.41;TM315
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-8
• 目錄8-10
• 第1章 緒論10-18
• 1.1 課題研究意義10-11
• 1.2 風(fēng)力發(fā)電的國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀11-12
• 1.3 齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-16
• 1.3.1 齒輪嚙合剛度研究現(xiàn)狀14-15
• 1.3.2 齒輪系統(tǒng)動(dòng)態(tài)激勵(lì)研究現(xiàn)狀15-16
• 1.4 論文主要內(nèi)容16-18
• 第2章 齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)模型18-35
• 2.1 風(fēng)力發(fā)電增速箱簡(jiǎn)介18
• 2.2 系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)模型18-32
• 2.2.1 行星齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型20-30
• 2.2.2 二級(jí)斜齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型30-32
• 2.3 動(dòng)力學(xué)方程中參數(shù)的確定32-33
• 2.4 本章小結(jié)33-35
• 第3章 齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率計(jì)算35-44
• 3.1 齒輪的嚙合剛度與阻尼35-36
• 3.2 齒輪的基本參數(shù)36
• 3.3 軸承支撐剛度36-42
• 3.3.1 齒輪載荷37-38
• 3.3.2 軸承載荷38-41
• 3.3.3 軸承剛度的計(jì)算和簡(jiǎn)化模型41-42
• 3.4 齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率求解42-43
• 3.5 計(jì)算結(jié)果43
• 3.6 本章小結(jié)43-44
• 第4章 齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)響應(yīng)分析44-55
• 4.1 激勵(lì)分析44-48
• 4.1.1 外部激勵(lì)44-45
• 4.1.2 內(nèi)部激勵(lì)45-48
• 4.2 齒輪嚙合動(dòng)力學(xué)方程48-49
• 4.3 內(nèi)部激勵(lì)合成49-52
• 4.4 齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)結(jié)果分析52-54
• 4.5 本章小結(jié)54-55
• 第5章 齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)有限元模態(tài)分析55-66
• 5.1 齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)有限元模型55-61
• 5.2 齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的模態(tài)分析理論61-62
• 5.3 有限元模態(tài)求解方法62-63
• 5.4 齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)模態(tài)分析63-64
• 5.5 本章小結(jié)64-66
• 第6章 結(jié)論與展望66-69
• 6.1 結(jié)論66
• 6.2 展望66-67
• 6.3 本文創(chuàng)新點(diǎn)67-69
• 參考文獻(xiàn)69-74
• 致謝74

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增速箱系統(tǒng)動(dòng)態(tài)激勵(lì)下的響應(yīng)分析    楊成云,林騰蛟,李潤(rùn)方,杭華江

內(nèi)齒行星齒輪傳動(dòng)動(dòng)態(tài)特性的研究    朱才朝,秦大同,李潤(rùn)方,陳宗源

航天航空滾動(dòng)軸承剛度    王剛,郭茂林

封閉行星齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的扭振特性研究    孫智民,沈允文,李素有

星型齒輪傳動(dòng)非線性動(dòng)力學(xué)建模與動(dòng)載荷研究    孫智民,沈允文,王三民,侯宇

圓柱斜齒輪多齒對(duì)耦合瞬時(shí)嚙合剛度的有限元分析    李劍鋒,張準(zhǔn),王壽佑

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高速滾珠軸承的剛度計(jì)算與轉(zhuǎn)子—軸承系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)分析    任繼紅

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風(fēng)力發(fā)電機(jī)齒輪箱的齒輪轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的分析與研究    劉瑩

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基于動(dòng)力學(xué)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)可靠性評(píng)估及參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)    邢子坤

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數(shù)控機(jī)床主傳動(dòng)齒輪綜合嚙合剛度研究    李軍華

風(fēng)力發(fā)電增速箱齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性研究    方志勇

風(fēng)電機(jī)組傳動(dòng)系統(tǒng)失效分析與動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)方法初步研究    李喜梅

滾動(dòng)軸承疲勞失效的鐵譜監(jiān)測(cè)    袁根福,尹延國(guó),葉敏

齒輪輪齒三維動(dòng)力接觸有限元分析    王超,覃文潔

齒輪裂紋對(duì)嚙合剛度的影響分析    孫華剛;馮廣斌;曹登慶;毛向東;

一種齒輪副模型及其在多體動(dòng)力學(xué)仿真中的應(yīng)用    洪清泉,程穎

齒隙非線性研究進(jìn)展    趙國(guó)峰;樊衛(wèi)華;陳慶偉;胡維禮;

基于顯式動(dòng)力學(xué)的齒輪箱動(dòng)態(tài)有限元數(shù)字仿真    李昌;韓興;

多源動(dòng)態(tài)激勵(lì)下變速箱箱體結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)分析    劉輝;張喜清;項(xiàng)昌樂(lè);

高速球軸承保持架的振動(dòng)    賴擁軍,陸震

非對(duì)稱漸開(kāi)線圓柱齒輪的動(dòng)力學(xué)特性    婁依志,王小群,李威

基于ADAMS的多級(jí)齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)仿真    洪清泉,程穎

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圓錐齒輪傳動(dòng)轉(zhuǎn)子—軸承系統(tǒng)的縱彎扭耦合非線性動(dòng)力學(xué)模型    李明;

支承剛度和嚙合間隙變化時(shí)弧齒錐齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的分岔與混沌行為    李貴彥;李以農(nóng);

含表面缺陷軸承鋼的滾動(dòng)接觸疲勞損傷研究    鄺臨源;趙紅平;施惠基;馮西橋;

風(fēng)力發(fā)電機(jī)齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性分析    張博;楊妍妮;黃曉容;

粉末冶金溫壓斜齒輪傳動(dòng)性能研究    謝海東;周照耀;夏偉;

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片式摩擦離合器的動(dòng)力學(xué)研究    陸寧;

雙半球形滾子齒式弧面凸輪分度機(jī)構(gòu)五自由度動(dòng)力學(xué)模型    苗苗;陶學(xué)恒;荊菁;馮少嶺;

車用動(dòng)力總成結(jié)構(gòu)振動(dòng)噪聲的虛擬預(yù)測(cè)與分析技術(shù)研究    郭磊

滾動(dòng)軸承動(dòng)特性及軸承—轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型研究    吳昊

球軸承多體接觸動(dòng)力學(xué)研究    姚廷強(qiáng)

基于擬靜力學(xué)方法的球軸承動(dòng)力學(xué)特性研究    馬子魁

大型雙饋風(fēng)電機(jī)組動(dòng)態(tài)載荷控制策略研究    王曉東

變速器齒輪承載能力分析方法的研究及應(yīng)用    張磊

電主軸熱態(tài)特性對(duì)軸承—轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)特性的影響研究    王保民

卷筒紙印刷機(jī)含間隙折頁(yè)機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)研究及穩(wěn)健設(shè)計(jì)    袁英才

線接觸高副機(jī)構(gòu)摩擦學(xué)設(shè)計(jì)與分析    廖海平

風(fēng)電機(jī)組振動(dòng)監(jiān)測(cè)與故障診斷研究    劉文藝

振動(dòng)篩分機(jī)械的動(dòng)態(tài)特性分析與結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)研究    周磊

羅茨鼓風(fēng)機(jī)振動(dòng)噪聲分析與數(shù)值模擬研究    何敬玉

裝載機(jī)差速器齒輪的非線性接觸與疲勞壽命分析    夏云清

煙草打頂機(jī)的研究    馬利強(qiáng)

玉米收獲機(jī)主要工作部件試驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)與試驗(yàn)    范修文

斜齒輪系統(tǒng)振動(dòng)特性研究    丁豹

船用齒輪箱的靈敏度研究及結(jié)構(gòu)優(yōu)化    張雷

外圈旋轉(zhuǎn)軸承多點(diǎn)加載裝置研究    孫剛

增速齒輪箱體有限元分析及其結(jié)構(gòu)優(yōu)化    陳營(yíng)利

含有對(duì)稱分支結(jié)構(gòu)軸系異向振動(dòng)特性研究    袁興軍

齒輪副嚙合沖擊仿真研究    黃澤平;馬吉?jiǎng)?李偉;羅明山;

非對(duì)稱漸開(kāi)線圓柱齒輪的動(dòng)力學(xué)特性    婁依志,王小群,李威

齒輪的可靠性設(shè)計(jì)    張義民,聞邦椿,劉巧伶

齒輪齒面接觸分析TCA技術(shù)及發(fā)展動(dòng)態(tài)    賈鵬;許洪斌;

滾動(dòng)軸承彈流潤(rùn)滑的新進(jìn)展    李興林,王成燾

軸承原始徑向游隙的確定    王學(xué)輝;孫如華;劉瑞實(shí);

滾動(dòng)軸承非線性振動(dòng)特性探討    彭超英，高燕云，朱均，陳瑞琪

柴油機(jī)模態(tài)試驗(yàn)與分析    樊文欣,李霆

缸蓋的有限元模態(tài)分析    崔志琴,李小雷,張翼,張紅兵,蘇鐵熊

接觸問(wèn)題中的邊界元法及其最優(yōu)罰因子    陳一鳴,劉德義,于春肖,郝亞娟,耿福生

汽車螺旋錐齒輪傳動(dòng)耦合非線性振動(dòng)研究    王立華

多平行軸齒輪—軸承—轉(zhuǎn)子系統(tǒng)耦合振動(dòng)的有限元分析    余光偉

齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)特性的有限元分析及試驗(yàn)方法研究    楊曉宇

齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)耦合振動(dòng)響應(yīng)及抗沖擊性能研究    楊成云

平行軸齒輪轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的動(dòng)力特性    蔣坤

復(fù)雜轉(zhuǎn)子系統(tǒng)若干動(dòng)力學(xué)特性的研究    韓放

發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)的有限元建模與動(dòng)態(tài)特性分析    黃晉英

行星擺線針輪減速機(jī)虛擬樣機(jī)的建造與有限元分析    何勝勇

基于溫度場(chǎng)效應(yīng)的變速箱系統(tǒng)動(dòng)態(tài)仿真技術(shù)研究    王（？）

齒輪箱系統(tǒng)耦合動(dòng)態(tài)特性研究    羅家元

齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能優(yōu)化分析研究    鄭光澤

4120SG型柴油機(jī)結(jié)構(gòu)有限元分析    謝志強(qiáng)

高速滾珠軸承的剛度計(jì)算與轉(zhuǎn)子—軸承系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)分析    任繼紅

風(fēng)力發(fā)電齒輪箱國(guó)產(chǎn)化的材料、工藝和結(jié)構(gòu)研究    吳文大

齒輪裝置傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性分析    徐險(xiǎn)峰

微機(jī)技術(shù)在齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)復(fù)合測(cè)試中的應(yīng)用    曾祥楷,張光輝,尹剛

數(shù)控機(jī)床齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的噪聲分析    夏羅生;朱樹(shù)紅;

減小齒輪的嚙入沖擊對(duì)改善傳動(dòng)噪聲的影響    李玉平;周里群;

高階累積量分析理論及其在機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)損傷檢測(cè)中的應(yīng)用    邵忍平;黃欣娜;劉宏昱;胡軍輝;

《機(jī)械工程學(xué)報(bào)》被EI收錄論文目次(2008年第7期)    

基于Matlab的齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)    張揚(yáng);

基于鐵譜技術(shù)的車軸齒輪箱監(jiān)測(cè)與研究    葉超;樊瑜瑾;柳丹娜;唐小毛;

基于小波包-改進(jìn)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)故障診斷研究    楊鐵梅;

基于小波分析的齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)故障診斷研究    楊鐵梅;

風(fēng)力發(fā)電機(jī)齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性分析    張博;楊妍妮;黃曉容;

風(fēng)力發(fā)電機(jī)齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)建模    許琦;陳長(zhǎng)征;

風(fēng)力發(fā)電機(jī)齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性分析    張博;楊妍妮;黃曉容;

風(fēng)力發(fā)電機(jī)齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性分析    張博;楊妍妮;黃曉容;

風(fēng)力發(fā)電機(jī)齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性分析    張博;楊妍妮;黃曉容;

含故障齒輪的動(dòng)力學(xué)模型及振動(dòng)響應(yīng)研究    崔玲麗;康晨暉;高立新;張飛斌;蘇善斌;

基于聯(lián)合仿真的齒輪疲勞影響因素分析    陳玉振;魏忠良;

齒輪裂紋故障的非線性機(jī)理研究    馬銳;陳予恕;

風(fēng)電齒輪箱隨機(jī)輸入載荷的處理方法    唐飛熊;秦大同;陳亮;

基于卷積型小波包奇異值分解的齒輪故障特征提取    朱啟兵;楊慧中;

三年：從30億躍至100億    長(zhǎng)延

“如果不把命運(yùn)交給國(guó)家,香港沒(méi)有前途”    本報(bào)記者 杜軍玲

戚墅堰所:銳意改革競(jìng)風(fēng)流    耿樺

讓世界轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)    本報(bào)記者 李衛(wèi)中 通訊員 申曉東

關(guān)鍵還要靠科技創(chuàng)新    本報(bào)記者 姜靖

兩千兩百億,江蘇發(fā)展添強(qiáng)勁動(dòng)力    本報(bào)記者 陸峰　宋曉華 邵生余

讀CD-R盤(pán)的專家    浩南

齒輪行業(yè)改革如何面對(duì)現(xiàn)實(shí)問(wèn)題    本報(bào)記者 馮淑娟

蘇州黨政代表團(tuán)考察我市    孫人杰　馬浩劍

ZML系列振動(dòng)研磨機(jī)    木子

風(fēng)力發(fā)電機(jī)齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)隨機(jī)振動(dòng)分析及動(dòng)力可靠性概率優(yōu)化設(shè)計(jì)    陳會(huì)濤

空間齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)接觸動(dòng)力學(xué)及相關(guān)問(wèn)題研究    齊立群

小樣本條件下風(fēng)電齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)可靠性預(yù)測(cè)方法    陳濤

風(fēng)電機(jī)組齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性及故障診斷方法研究    龍泉

基于高階統(tǒng)計(jì)量的齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)故障特征提取方法研究    周雁冰

基于壓電作動(dòng)器的齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)振動(dòng)主動(dòng)控制及算法研究    張鋒

隨機(jī)風(fēng)作用下風(fēng)力發(fā)電機(jī)齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)及動(dòng)態(tài)可靠性研究    周志剛

齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)特性的有限元分析及試驗(yàn)方法研究    楊曉宇

環(huán)式少齒差行星齒輪傳動(dòng)的非線性動(dòng)力學(xué)研究    溫芳

基于混合智能的齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)集成故障診斷方法研究    楊鐵梅

機(jī)床齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)有限元分析及動(dòng)力學(xué)研究    單志超

航空發(fā)動(dòng)機(jī)齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)參數(shù)化建模及動(dòng)態(tài)性能研究    王艷榮

高速重載齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)穩(wěn)定性研究    褚衍順

齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)故障模擬方法的研究    孫文婷

兆瓦級(jí)風(fēng)力發(fā)電機(jī)齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)特性和可靠性研究    唐飛熊

齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)彎扭耦合振動(dòng)的動(dòng)態(tài)特性研究    張微才

一類風(fēng)力發(fā)電機(jī)齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性分析    姬丹丹

基于大型望遠(yuǎn)鏡的雙電機(jī)齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)研究    劉新瑋

兆瓦級(jí)風(fēng)力發(fā)電機(jī)齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)在變風(fēng)載下的動(dòng)力學(xué)特性研究    田苗苗

隨機(jī)參數(shù)下齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的響應(yīng)分析與模擬    鮑春梅