风力发电机增速器齿轮箱轴的设计

精品

摘 要

风电产业的飞速发展促成了风电装备制造业的繁荣，风电齿轮箱作为风电机组的核心部件，倍受国内外风电相关行业和研究机构的关注。但由于国内风电齿轮箱的研究起步较晚，技术薄弱，特别是兆瓦级风电齿轮箱，主要依靠引进国外技术。因此，急需对兆瓦级风电齿轮箱进行自主开发研究，真正掌握风电齿轮箱设计制造技术，以实现风机国产化目标。

本文设计的是兆瓦级风力发电机组的齿轮箱，通过方案的选取，齿轮参数计算等对其配套的齿轮箱进行自主设计。

首先，确定齿轮箱的机械结构。选取一级行星派生型传动方案，通过计算，确定各级传动的齿轮参数。对行星齿轮传动进行受力分析，得出各级齿轮受力结果。依据标准进行静强度校核，结果符合安全要求。

其次，基于Pro／E参数化建模功能，运用渐开线方程及螺旋线生成理论，建立斜齿轮的三维参数化模型。

然后，对齿轮传动系统进行了齿面接触应力计算。先利用常规算法进行理论分析计算。

关键词：风力发电，风机齿轮箱，结构设计，建模

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Abstract

The rapid development of wind power industry lead to the prosperity o

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摘 要

风电产业的飞速发展促成了风电装备制造业的繁荣，风电齿轮箱作为风电机组的核心部件，倍受国内外风电相关行业和研究机构的关注。但由于国内风电齿轮箱的研究起步较晚，技术薄弱，特别是兆瓦级风电齿轮箱，主要依靠引进国外技术。因此，急需对兆瓦级风电齿轮箱进行自主开发研究，真正掌握风电齿轮箱设计制造技术，以实现风机国产化目标。

本文设计的是兆瓦级风力发电机组的齿轮箱，通过方案的选取，齿轮参数计算等对其配套的齿轮箱进行自主设计。

首先，确定齿轮箱的机械结构。选取一级行星派生型传动方案，通过计算，确定各级传动的齿轮参数。对行星齿轮传动进行受力分析，得出各级齿轮受力结果。依据标准进行静强度校核，结果符合安全要求。

其次，基于Pro／E参数化建模功能，运用渐开线方程及螺旋线生成理论，建立斜齿轮的三维参数化模型。

然后，对齿轮传动系统进行了齿面接触应力计算。先利用常规算法进行理论分析计算。

关键词：风力发电，风机齿轮箱，结构设计，建模

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Abstract

The rapid development of wind power industry lead to the prosperity o

更换齿轮箱作业指导书

一、 前期准备工作

1、协调当地关系，规划吊车及运输平板车进场路线。

2、吊装作业现场评估作业条件并规划吊车摆放位置和叶轮及齿轮箱摆放位置。

华锐风机更换齿轮箱的拆卸和吊装，需要使用500t汽车吊（杆长85m）为主吊，50t汽车吊为辅吊，如作业现场场地足够，摆放位置建议如（图1.2.1）所示。

50t汽车吊 风机平台 9、抽出轮毂滑环电缆。 10、拆除机舱底部横梁。 二、拆除齿轮箱

1、拆除齿轮箱固定部分之前，首相要用M30工桩螺栓将齿轮箱固定在主机架上，固定螺栓最少5颗，安装在齿轮箱左右和上部固定孔中，将固定工桩螺栓用290N力矩预紧。（图2.1.1）

500t汽车吊 叶轮

图1.2.1 3、准备工具、吊具、工桩

4、拆除叶轮，详见更换轮毂作业指导书

5、摘除联轴器，详见更换联轴器作业指导书

更换齿轮箱作业指导书

一、 前期准备工作

1、协调当地关系，规划吊车及运输平板车进场路线。

2、吊装作业现场评估作业条件并规划吊车摆放位置和叶轮及齿轮箱摆放位置。

华锐风机更换齿轮箱的拆卸和吊装，需要使用500t汽车吊（杆长85m）为主吊，50t汽车吊为辅吊，如作业现场场地足够，摆放位置建议如（图1.2.1）所示。

50t汽车吊 风机平台 9、抽出轮毂滑环电缆。 10、拆除机舱底部横梁。 二、拆除齿轮箱

1、拆除齿轮箱固定部分之前，首相要用M30工桩螺栓将齿轮箱固定在主机架上，固定螺栓最少5颗，安装在齿轮箱左右和上部固定孔中，将固定工桩螺栓用290N力矩预紧。（图2.1.1）

500t汽车吊 叶轮

图1.2.1 3、准备工具、吊具、工桩

4、拆除叶轮，详见更换轮毂作业指导书

5、摘除联轴器，详见更换联轴器作业指导书

浅析风力发电机组

一．引言

随着全球化石能源的枯竭和供应紧张以及气候变化形势的日益严峻，世界各国都认识到了发展可再生能源的重要性，风能作为清洁可再生能源之一，受到了各国的高度重视，世界风电产业也因此得到了迅速发展。中国风能资源十分丰富：陆上和近海可供开发和利用的风能储量分别为2.53亿千瓦和7.5亿千瓦,具有发展风能的潜力和得天优厚的优势。在未来的能源市场上，充分开发和挖掘这一潜力和优势，将有助于持续保持本国的能源活力和维持经济的可持续发展。在开发利用风能的过程中，风电场的建设是其必须的环节，而风电机组的应用又是建设风电场的重中之重。

二．风力发电机组的分类

（1）风力发电机组类型按容量分

容量在0.1~1kW为小型机组,1~100kW为中型机组,100~1000kW 为大型机组 ,大于10000kW 为特大型机组。

（2）风力发电机组类型按风轮轴方向分

水平轴风力机组：风轮围绕水平轴旋转。风轮在塔架前面迎风的称为上风向风力机，在塔架后面迎风的称为下风向风力机。上风向风力机需利用调向装置来保持风轮迎风。

垂直轴风力机组：风轮围绕垂直轴旋转，可接收来自任何方向的风，故无需对风。垂直轴风力机又分为利用空气动力的阻力作功和利用翼型的升力作功两个主要

西安工程大学本科毕业设计（论文）

目 录

第1章 绪论 .......................................... 1

1.1 风力发电概述 .............................................................................................................. 1

1.1.1 风力发电现状与展望.......................................................................................... 1 1.1.2 风力发电的原理和特点...................................................................................... 2 1.2 论文系统概述 ........................................................................................................ 3

西安工程大学本科毕业设计（论文）

目 录

第1章 绪论 .......................................... 1

1.1 风力发电概述 .............................................................................................................. 1

1.1.1 风力发电现状与展望.......................................................................................... 1 1.1.2 风力发电的原理和特点...................................................................................... 2 1.2 论文系统概述 ........................................................................................................ 3

许多世纪以来，风力发电机同水[1]力机械一样，作为动力源替代人力、畜力，对生产力的发展发挥过重要作用。近代机电动力的广泛应用以及二十世纪50年代中东油田的发现，使风力机的发展缓慢下来。 70年代初期，由于“石油危机”，出现了能源紧张的问题，人们认识到常规矿物能源供应的不稳定性和有限性，于是寻求清洁的可再生能源遂成为现代世界的一个重要课题。风能作为可再生的、无污染的自然能源又重新引起了人们重视。 编辑本段风力发电机原理 风力发电机 是将风能转换为机械功的动力机械，又称风车。广义地说，它是一种以太阳为热源，以大气为工作介质的热能利用发动机。风力发电利用的是自然能源。相对柴油发电要好的多。但是若应急来用的话，还是不如柴油发电机。风力发电不可视为备用电源，但是却可以长期利用。 风力发电的原理，是利用风力带动风车叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电。依据目前的风车技术，大约是每秒三公尺的微风速度（微风的程度），便可以开始发电。 风力发电正在世界上形成一股热潮，因为风力发电没有燃料问题，也不会产生辐射或空气污染。 风力发电在芬兰、丹麦等国家很流行；我国也在西部地区大力提倡。小型风力发电系统效率很

为了解决无线传感器网络节点的供电瓶颈问题,提出了一种通过新型风力发电机将风能转化为电能对无线传感器网络节点提供能源的方法。在该新型风力发电机中风扇作为发电机的一部分,将风扇和发电机一体化,减小了整个发电装置的体积。同时设计了电源管理电路,将新型风力发电机发出的交流电转换为直流电,对锂电池充电和通过电阻对锂电池的输出进行分压并提供给无线传感器网络节点。最终

第 9卷第 4期 21 0 0年 8月

江南大学学报 (自然科学版 ) J u n l f in n nUnv ri ( tr l ce c dt n o r a a g a ie s y Nau a in eE i o ) oJ t S i

Vo . No 4 19 .Aug 2 0 . 01

一

种新型风力发电机的设计

张端 郭贤，章苗根何熊熊 邹涛，慧 , ,(. 1浙江工业大学信息学院， 浙江杭州 3 0 2;. 10 3 2浙江省机械设备成套局，江杭州 3 0 0 )浙 10 6 摘要：了解决无线传感器网络节点的供电瓶颈问题，出了一种通过新型风力发电机将风能为提转化为电能对无线传感器网络节点提供能源的方法。该新型风力发电机中风扇作为发电机的一在部分，风扇和发电机一体化，小了整个发电装

风力发电机基础理论与设计

2.2风力机的分类

国内外风力机的结构形式繁多，从不同的角 度有多种分类方法。

①按风轮轴与地面的相对位置，分为水平轴式风力机和垂直轴(立轴)式风力机。 ②按叶片工作原理，分为升力型风力机和阻力型风力机 。

③按风力机的用途分类，有风力发电机、风力提水机、风力铡草机、风力脱谷机等。 ④按风轮叶片的叶尖线速度与吹来的风速之比的大小来分，有高速风力机(比值大3)和低速风力机(比值小3)；也有把该比值 2～5者称为中速风力机 。

⑤按风力机容量大小分类：国际上通常将风力机组分为小型(100 kW 以下)、中型(100~1000kW)和大型(1 000 kW 以上)3种；我国则分成微型(1 kW2.1 以下)、小型(1～10 kW)、中型(10~100 kW)和大型(100 kW 以上)4种；也有的将 l 000kW 以上的风机称为巨型风力机。

⑥按风轮相对于塔架的位置 ，分为上风式(前置式)风力机和下风式(后置式)风力机 。 ⑦按风轮的叶片数量，分单叶片、双叶片、三叶片、四叶片及多叶片式风力机。 现在各国应用较多的是水平轴、升力型和少叶式的风力发电机(多数为 2—3个叶片) 风力机翼型的概念

2.3 翼型的