柔性銷(xiāo)軸式風(fēng)電齒輪箱動(dòng)力學(xué)研究

【摘要】：課題來(lái)源于國(guó)家“十一五”科技支撐計(jì)劃資助項(xiàng)目“高速、重載、精密機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究”(2006BAF01B07-02)及國(guó)家“十二五”科技支撐計(jì)劃課題“7MW級(jí)風(fēng)電齒輪箱及主軸軸承產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)研究（2012BAA01B05）”。 隨著風(fēng)力發(fā)電設(shè)備向單級(jí)大功率方向發(fā)展，更大功率風(fēng)電齒輪箱的需求變的越來(lái)越迫切。剛性設(shè)計(jì)類(lèi)型的齒輪箱不利于行星輪均載，對(duì)設(shè)計(jì)、制造及安裝要求高，因此在齒輪箱系統(tǒng)中增加柔性是一種重要的的選擇。在傳統(tǒng)的風(fēng)電齒輪箱設(shè)計(jì)中僅浮動(dòng)太陽(yáng)輪或行星架難以滿足大功率齒輪箱發(fā)展需求，而行星輪懸臂式柔性銷(xiāo)軸均載技術(shù)可以有效解決這個(gè)問(wèn)題。同時(shí)，為獲得更大齒輪箱功率密度而增加行星輪個(gè)數(shù)時(shí)，往往受限于行星架跨坐支撐的位置約束，而懸臂式行星輪銷(xiāo)軸結(jié)構(gòu)可減少跨坐式行星架的結(jié)構(gòu)需要，更有利于增加行星輪個(gè)數(shù)和方便調(diào)整相位角。雖然行星輪懸臂式柔性銷(xiāo)軸的這些優(yōu)點(diǎn)使其具有較高的應(yīng)用價(jià)值，但由于缺乏柔性銷(xiāo)軸類(lèi)型行星傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)研究，為此類(lèi)復(fù)雜齒輪箱設(shè)計(jì)造成一定困難。論文結(jié)合太陽(yáng)輪浮動(dòng)和銷(xiāo)軸柔性的準(zhǔn)“雙浮動(dòng)”風(fēng)電齒輪箱的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，利用動(dòng)力學(xué)研究方法，對(duì)柔性銷(xiāo)軸式風(fēng)電齒輪箱的均載、耦合特性、動(dòng)態(tài)響應(yīng)等展開(kāi)研究，對(duì)于柔性銷(xiāo)軸式風(fēng)電齒輪箱設(shè)計(jì)具有重要意義。 論文的主要內(nèi)容如下： ①建立多浮動(dòng)構(gòu)件的風(fēng)電齒輪箱行星級(jí)齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型，對(duì)行星輪動(dòng)態(tài)均載進(jìn)行研究?；谀芰糠ǖ玫戒N(xiāo)軸剛度與輪齒剛度計(jì)算公式，推導(dǎo)柔性銷(xiāo)軸誤差情況下的嚙合剛度與嚙合相位的時(shí)變函數(shù)。 ②研究銷(xiāo)軸誤差與齒輪誤差對(duì)動(dòng)態(tài)均載影響。根據(jù)銷(xiāo)軸位置誤差與齒輪偏心誤差的激勵(lì)特征，綜合考慮銷(xiāo)軸剛度、外部載荷以及多銷(xiāo)軸誤差布置等影響因素，分析兩類(lèi)誤差對(duì)行星齒輪動(dòng)態(tài)載荷變化規(guī)律。 ③基于邊界協(xié)調(diào)條件建立柔性銷(xiāo)軸式風(fēng)電齒輪箱傳動(dòng)系統(tǒng)耦合動(dòng)力學(xué)模型，對(duì)系統(tǒng)存在的模態(tài)類(lèi)別、模態(tài)應(yīng)變能及動(dòng)態(tài)響應(yīng)進(jìn)行研究，歸納總結(jié)出傳動(dòng)系統(tǒng)中存在的五類(lèi)模態(tài)特征，研究單級(jí)模態(tài)與耦合模態(tài)的異同、銷(xiāo)軸剛度對(duì)模態(tài)頻率的影響；研究模態(tài)應(yīng)變能的分布規(guī)律及動(dòng)態(tài)響應(yīng)特征；研究設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)動(dòng)態(tài)響應(yīng)的影響。 ④基于傳動(dòng)系統(tǒng)與箱體結(jié)構(gòu)系統(tǒng)耦合邊界條件，建立包含箱體支撐剛度、輪齒嚙合接觸損失、軸承間隙的風(fēng)電齒輪箱系統(tǒng)非線性動(dòng)力學(xué)模型，對(duì)其固有特性、動(dòng)態(tài)響應(yīng)、非線性規(guī)律展開(kāi)研究，結(jié)合有限單元法得到齒輪箱體表面的振動(dòng)特征。 ⑤在搭建的風(fēng)電齒輪箱傳動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)上對(duì)柔性銷(xiāo)軸式風(fēng)電齒輪箱動(dòng)態(tài)均載進(jìn)行試驗(yàn)，研究不同載荷作用下行星級(jí)齒輪的動(dòng)態(tài)載荷分布規(guī)律；對(duì)不同載荷下的齒輪箱振動(dòng)特性進(jìn)行測(cè)試，得到齒輪箱振動(dòng)響應(yīng)特征。驗(yàn)證理論分析結(jié)果的正確性。 【關(guān)鍵詞】：風(fēng)電齒輪箱 行星傳動(dòng) 柔性銷(xiāo)軸 耦合 非線性動(dòng)力學(xué)
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類(lèi)號(hào)】：TH132.41
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-9
• 1 緒論9-23
• 1.1 課題來(lái)源及研究意義9-10
• 1.2 課題國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-20
• 1.2.1 風(fēng)電齒輪箱柔性銷(xiāo)軸技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)10-12
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)外齒輪動(dòng)力學(xué)研究現(xiàn)狀12-20
• 1.3 論文主要研究?jī)?nèi)容20-23
• 2 柔性銷(xiāo)軸式風(fēng)電齒輪箱行星級(jí)傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性研究23-49
• 2.1 引言23
• 2.2 柔性銷(xiāo)軸式風(fēng)電齒輪箱基本結(jié)構(gòu)及傳動(dòng)原理23-25
• 2.3 柔性銷(xiāo)軸式風(fēng)電齒輪箱行星級(jí)傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型25-30
• 2.4 柔性銷(xiāo)軸誤差對(duì)均載影響30-45
• 2.4.1 銷(xiāo)軸誤差對(duì)嚙合剛度與嚙合相位影響30-38
• 2.4.2 銷(xiāo)軸誤差對(duì)均載影響38-45
• 2.5 齒輪誤差對(duì)均載影響45-47
• 2.6 本章小結(jié)47-49
• 3 柔性銷(xiāo)軸式風(fēng)電齒輪箱傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性研究49-69
• 3.1 引言49
• 3.2 柔性銷(xiāo)軸式風(fēng)電齒輪箱傳動(dòng)系統(tǒng)耦合動(dòng)力學(xué)模型49-54
• 3.3 柔性銷(xiāo)軸式風(fēng)電齒輪箱傳動(dòng)系統(tǒng)固有特性分析54-60
• 3.4 柔性銷(xiāo)軸式風(fēng)電齒輪箱傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性分析60-64
• 3.4.1 傳動(dòng)系統(tǒng)模態(tài)應(yīng)變能分布規(guī)律60-63
• 3.4.2 傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)分析63-64
• 3.5 設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)影響64-67
• 3.6 本章小結(jié)67-69
• 4 柔性銷(xiāo)軸式風(fēng)電齒輪箱系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性研究69-89
• 4.1 引言69
• 4.2 柔性銷(xiāo)軸式風(fēng)電齒輪箱耦合動(dòng)力學(xué)模型69-79
• 4.2.1 傳動(dòng)系統(tǒng)與箱體結(jié)構(gòu)系統(tǒng)耦合方法69-76
• 4.2.2 柔性銷(xiāo)軸式風(fēng)電齒輪箱系統(tǒng)耦合動(dòng)力學(xué)模型76-79
• 4.3 耦合動(dòng)力學(xué)模型的數(shù)值求解方法79-81
• 4.4 柔性銷(xiāo)軸式風(fēng)電齒輪箱系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性分析81-88
• 4.4.1 箱體響應(yīng)分析81-85
• 4.4.2 傳動(dòng)系統(tǒng)響應(yīng)分析85-88
• 4.5 本章小結(jié)88-89
• 5 柔性銷(xiāo)軸式風(fēng)電齒輪箱動(dòng)態(tài)特性試驗(yàn)研究89-101
• 5.1 引言89
• 5.2 柔性銷(xiāo)軸式風(fēng)電齒輪箱動(dòng)態(tài)均載試驗(yàn)研究89-93
• 5.3 柔性銷(xiāo)軸式風(fēng)電齒輪箱動(dòng)態(tài)特性試驗(yàn)研究93-99
• 5.4 本章小結(jié)99-101
• 6 結(jié)論與展望101-105
• 6.1 主要結(jié)論101-102
• 6.2 論文創(chuàng)新點(diǎn)102
• 6.3 后續(xù)研究工作展望102-105
• 致謝105-107
• 參考文獻(xiàn)107-119
• 附錄119-120
• A. 作者在攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文目錄119-120
• B. 作者在攻讀學(xué)位期間取得的科研成果目錄120
• C. 作者在攻讀學(xué)位期間完成的科研項(xiàng)目目錄120

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H329齒輪箱齒輪軸振動(dòng)的分析    王飏;

主軸及齒輪箱鎖緊盤(pán)設(shè)計(jì)強(qiáng)度校核    張林中;代海濤;

JD31-400壓力機(jī)平衡缸修復(fù)和齒輪箱安裝的改造    陳襄清;張淑平;

小波技術(shù)與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在齒輪診斷中的應(yīng)用    田延安;王建文;楊莉;

齒輪摩擦學(xué)的研究現(xiàn)狀與展望    戚文正;顧曉宏;吳曉鈴;

風(fēng)力發(fā)電及風(fēng)電齒輪箱概述    張立勇;王長(zhǎng)路;劉法根;

合金棒材軋機(jī)的齒輪箱振動(dòng)實(shí)測(cè)分析    魏立群;瞿志豪;陳漢輝;

基于關(guān)聯(lián)維數(shù)的齒輪裂紋監(jiān)測(cè)研究    馮志鵬;Ming J.Zuo;褚福磊;

脈沖性與周期性的利用——齒輪箱故障檢測(cè)方法的內(nèi)在聯(lián)系    林京;

高爐水冷齒輪箱在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)推出    牟玉紅段小朋

杭齒:多舉措推進(jìn)齒輪箱技術(shù)創(chuàng)新    金小萍

南高齒首批消防泵齒輪箱試行成功    蕭芳雯

南京高齒沖刺全球風(fēng)電齒輪箱前三強(qiáng)    秦宵喊

重齒增產(chǎn)風(fēng)電齒輪箱　    劉榮進(jìn)

北京重齒齒輪箱銷(xiāo)售有限公司正式掛牌成立    記者 魏國(guó)林

重慶齒輪箱公司在武漢成立全資銷(xiāo)售公司    駐四川記者 楊貴全 通訊員 高志強(qiáng)

GE進(jìn)軍國(guó)內(nèi)風(fēng)機(jī)齒輪箱市場(chǎng)    記者　韓曉霞

重齒新標(biāo)志正式發(fā)布    齒暄

企業(yè)百事 納稅為先    孫勇堅(jiān) 邵輝

柔性電子齒輪箱設(shè)計(jì)及精度控制方法研究    田曉青

柔性銷(xiāo)軸式風(fēng)電齒輪箱動(dòng)力學(xué)研究    徐向陽(yáng)

齒輪箱復(fù)合故障診斷方法研究    李蓉

小波分析在旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷中的應(yīng)用    傅瑜

齒輪箱不解體診斷技術(shù)研究    王新晴

基于子系統(tǒng)分析的多維耦合系統(tǒng)功率流傳遞特性研究    張蔚波

基于循環(huán)平穩(wěn)的滾動(dòng)軸承及齒輪微弱故障特征提取應(yīng)用研究    畢果

循環(huán)平穩(wěn)和解調(diào)頻技術(shù)在故障診斷中的研究和應(yīng)用    何俊

基于形態(tài)分量分析和線調(diào)頻小波路徑追蹤的機(jī)械故障診斷方法研究    陳向民

大型齒輪傳動(dòng)裝置動(dòng)力學(xué)及故障診斷技術(shù)研究    孔德文

風(fēng)力發(fā)電機(jī)組齒輪箱早期故障診斷方法研究    張亮

基于虛擬儀器的大型高速齒輪箱故障診斷系統(tǒng)研究    陳晗霄

某船用齒輪箱的動(dòng)態(tài)特性分析和優(yōu)化研究    薛顯光

關(guān)于風(fēng)電機(jī)齒輪箱傳動(dòng)系統(tǒng)振動(dòng)特性的分析研究    付松

大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)齒輪箱動(dòng)力學(xué)分析    許琦

基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的齒輪箱智能故障診斷技術(shù)的研究    張捷

兆瓦級(jí)以上風(fēng)電齒輪箱傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與性能研究    楊紹波

齒輪箱系統(tǒng)耦合動(dòng)態(tài)特性研究    羅家元

基于小波分析的齒輪箱故障診斷技術(shù)的研究和應(yīng)用    邢鈞

基于小波—遺傳算法的拖拉機(jī)齒輪箱齒輪故障診斷的研究    魯剛