风力发电机齿轮箱传动系统扭转振动分析

论文摘要

本文采用数值模拟的方法研究风电机组齿轮箱轴系扭转振动特性。首先,分析风电机组齿轮箱的轴系运动传递规律,将整个行星轮轴系简化成多个通过无质量弹簧连接的刚性圆盘,给出场传递矩阵和点传递矩阵的表达式,并将各轴系的运动等效成指定轴系的运动,给出风电机组齿轮箱的行星轮轴系扭转振动分析的传递矩阵模型。其次,利用SolidWorks建立行星架的三维模型,导入ANSYS软件进行网格划分,得行星架的有限元分析模型,计算行星架的扭转刚度和等效转动惯量,并分析了单元数目及行星架壁厚对等效扭转刚度和转动惯量的影响规律;应用MATLAB软件,编制风电机组齿轮箱轴系扭转振动特性分析程序,通过对简单轴系和某复杂轴系传动系统的扭转振动特性分析,来以验证程序的准确性。最后,依据设计参数,建立了某750kW风力发电机齿轮箱传动系统模型,运用所编的MATLAB程序对该齿轮箱模型进行扭转振动特性分析,计算该传动系统的固有频率及其主振型,并研究改变行星轮壁厚对系统固有频率的影响。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 选题背景及其意义
• 1.2 风力发电发展概况
• 1.2.1 全球风力发电产业高速发展
• 1.2.2 风力发电设备制造业发展概况
• 1.2.3 风力发电发展的主要趋势
• 1.3 风力发电发展现状
• 1.3.1 国外关于齿轮系统动力学分析的研究现状
• 1.3.2 国内关于齿轮系统动力学分析的研究现状
• 1.4 论文的主要内容
• 第2章 轴系扭转振动的传递矩阵方法
• 2.1 传递矩阵分析法
• 2.2 简单轴系扭转振动传递矩阵方法
• 2.2.1 点传递矩阵
• 2.2.2 场传递矩阵
• 2.3 具有分支轴系的传递矩阵方法
• 2.4 行星轮传递系统的传递矩阵方法
• 2.5 轴系固有频率及振型计算
• 2.6 本章小结
• 第3章 轴系各个部件转动惯量及扭转刚度计算
• 3.1 轴系简单部件的转动惯量及扭转刚度计算
• 3.2 行星架扭转刚度有限元计算
• 3.2.1 建立行星架三维模型
• 3.2.2 边界及载荷
• 3.2.3 结果分析
• 3.3 划分单元的数目对行星架等效刚度分析计算的影响
• 3.4 行星架壁厚对其等效刚度分析计算的影响
• 3.5 本章小结
• 第4章 齿轮箱传动系统扭转振动分析程序
• 4.1 程序分析
• 4.2 简单系统的固有扭转振动分析
• 4.3 复杂轴系固有扭转振动分析
• 4.3.1 复杂轴系传动系统结构
• 4.3.2 某复杂轴系传动系统固有扭振模型分析计算
• 4.3.3 复杂轴系传动系统的扭转振动固有频率及主振型
• 4.4 本章小结
• 第5章 风力发电机齿轮箱传动系统扭转振动分析
• 5.1 风电机组结构简介
• 5.2 某750KW 风电机组齿轮箱模型基本参数
• 5.3 某750KW 风电机组齿轮箱固有特性分析
• 5.3.1 风电机组固有频率
• 5.3.2 行星架壁厚对齿轮箱系统固有频率的影响
• 5.4 本章小结
• 第6章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文及其它成果
• 致谢
• 详细摘要