大型风力发电机组齿轮箱常见结构分析.ppt

风力发电机组齿轮箱结构形式比较分析  风电齿轮箱模型计算分析 主要评审内容 齿轮静强度 行星轮系均载分析 齿轮齿根弯曲疲劳强度校核 齿轮齿面接触疲劳强度度校核 轴的静强度校核 轴的疲劳强度校核 轴承载荷及寿命校核 重要零部件有限元分析 … 风电齿轮箱几种结构形式分析 行星架输入两级行星一级平行（扭转臂式） 风电齿轮箱 行星架输入两级行星一级平行（扭转臂式） 该形式齿轮箱为最常见类型，扭转臂与风力发电机底盘通过弹性支撑连接。该结构紧凑、弹性支承使齿轮箱整体有一定柔性，不足之处是行星轮轴上轴承要求高，容易失效 风电齿轮箱 行星架输入两级行星一级平行（联接法兰式） 风电齿轮箱 行星架输入两级行星一级平行（联接法兰式） 该结构形式的齿轮箱与常用齿轮箱区别在于齿轮箱前端盖与机组底盘连接形式，法兰螺栓连接的方式与扭转臂连接方式相比，刚度要高，柔性要差，但该结构可以减轻底盘振动对齿轮箱内部轴承与齿轮啮合的影响 风电齿轮箱 齿圈输入两级行星一级平行 风电齿轮箱 齿圈输入两级行星一级平行 该结构常见于Renk系列，重点在于齿圈输入，行星轮轴通过轴承连接到箱体上，该结构的好处就是行星齿轮上轴承外圈与箱体连接，改进了轴承工作环境，增加了轴承的使用寿命；但不足是该结构加工精度要求高。 一级行星两级平行 风电齿轮箱 一级行星两级平行 该结构同两级行星一级平行结构都是较常见风电齿轮箱结构形式。该结构较两级行星一级平行而言用一组平行齿轮代替一组行星传动，从而降低了行星齿轮及轴承的失效风险，增强了齿轮箱整体的可靠性；不足之处在于增加体积与重量。 结构形式比较分析 根据风电齿轮箱的结构形式，下面选取其中两种进行比较分析 一、两级行星轮+一级平行轮 （行星架输入，齿圈固定） 二、两级行星轮+一级平行轮 （齿圈输入，行星轮轴固定） 一、两级行星轮+一级平行轮 （行星架输入，齿圈固定） 该结构形式一般情况下有12个齿轮，20个轴承。 根据计算得到的齿轮齿面接触安全系数和齿根弯曲安全系数如下表： 一、两级行星轮+一级平行轮 （行星架输入，齿圈固定） 由图中可以看到，齿面接触安全系数在平行级输出齿轮副处最小。 齿根弯曲安全系数在第一级行星轮系行星轮处最小。 一、两级行星轮+一级平行轮 （行星架输入，齿圈固定） 一、两级行星轮+一级平行轮 （行星架输入，齿圈固定） 一、两级行星轮+一级平行轮 （行星架输入，齿圈固定） 通过计算可以得到，该结构形式齿轮箱各个轴承基于不同标准的疲劳寿命，图中可以看出，第一级行星轮系处的轴承，寿命最小。 二、两级行星轮+一级平行轮 （齿圈输入，行星轮轴固定） 该结构形式一般情况下有10个齿轮，13个轴承。 根据计算得到的齿轮齿面接触安全系数和齿根弯曲安全系数如下表： 二、两级行星轮+一级平行轮 （齿圈输入，行星轮轴固定） 由图中可以看到，齿面接触安全系数在平行级输出齿轮副处最小。 齿根弯曲安全系数在第一级行星轮系行星轮处最小。 二、两级行星轮+一级平行轮 （齿圈输入，行星轮轴固定） 通过计算可以得到，该结构形式齿轮箱各个轴承基于不同标准的疲劳寿命，图中可以看出，输出端轴承寿命最小，其次是中间级轴承。 * 设计design 载荷谱load 功率流power 齿轮分析gear 轴承分析bear 系统变形system *