风力发电机齿轮增速箱毕业设计

湖南科技大学潇湘学院本科生毕业设计（论文）i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。1）根据风电齿轮箱承受载荷的复杂性，对其载荷情况进行了分析研究,确定齿轮箱的机械结构。选取两级行星派生型传动方案，在此基础上进行传动比分配与各级传动参数如模数，齿数，螺旋角等的确定；通过计算，确定各级传动的齿轮参数；选择适当的齿轮。2）对行星齿轮传动进行受力分析，得出各级齿轮载荷结果。依据标准进行静强度校核，结果符合安全要求。3）绘制CAD装配图，并确定恰当合理参数。关键词：风电齿轮箱；风力发电；结构设计。湖南科技大学潇湘学院本科生毕业设计（论文）iiABSTRACTTherapiddevelopmentofwindpowerindustryleadtotheprosperityofwindpowerequipmentmanufacturingindustry．Asthecorecomponentofwindturbine，thegearboxisreceivedmuchconcernfromrelatedindustriesandresearchinstitutionbothathomeandabroad．However,duetothedomesticresearchofgearboxforwindturbinestartslate，technologyisweak，especiallyinthegearboxforMWwindturbine，whichmainlyreliedontheintroductionofforeigntechnology．Therefore，itisurgentneedtocarryoutindependentdevelopmentandresearchonMWwindpowergearbox，andtrulymasterthedesignandmanufacturingtechnologyinordertoachievethegoaloflocalization．1）TheloadCasesofgearboxforwindturbinesaleanalyzed，andtheinterrelationofloadingcyclenumbersunderdifferenttorquelevelsisdeducedaccordingtothecurveofmaterials’fatigue．themechanicalstructureofgearboxisdetermined．Thetwo-stagederivationplanetarytransmissionschemeisselected．Thegearparametersofeverystagetransmissioniscalculated．，andtheforceanalysisresultsisobtained．2）thestaticstrengthcheckoftoothsurfacecontactisimplementedaccordingtorelatedstandard．Theresultshowsthatitisaccordwithsafetyrequirements．3）DrawCADdrawings,anddetermineappropriatereasonableparameters.KEYWORDS：GearboxforWindTurbine；thewindpower；StructureDesign.湖南科技大学潇湘学院本科生毕业设计（论文）iii目录第一章前言----------------------------------------------------------------------------------------iii1.1国内外发展现状与趋势---------------------------------------------------------------1-1.1.1风力发电国内外发展现状与趋势----------------------------------------------1-1.1.2风电齿轮箱的发展现状-------------------------------------------------------------2-1.1.3我国风电齿轮箱设计制造技术的现状---------------------------------------3-1.1.4存在问题及展望-----------------------------------------------------------------------4-1.2论文的主要内容-----------------------------------------------------------------------------5-第二章增速箱齿轮结构设计------------------------------------------------------------------6-2.1增速箱齿轮的设计参数---------------------------------------------------------------6-2.2增速箱齿轮设计方案--------------------------------------------------------------------6-2.3齿轮参数的确定----------------------------------------------------------------------------8-2.3.1低速级参数的计算-------------------------------------------------------------------9-2.3.2中间级参数的计算-----------------------------------------------------------------12-2.3.3高速级参数计算---------------------------------------------------------------------14-2.4受力分析与强度校核---------------------------------------------------------------16-2.4.1受力分析-------------------------------------------------------------------------------16-2.4.2齿轮强度计算与校核-------------------------------------------------------------19-第三章传动轴的设计与校核----------------------------------------------------------------23-3.1低速级传动轴尺寸参数计算与校核-----------------------------------------23-3.1.1低速级传动轴尺寸参数计算----------------------------------------------------23-3.1.2低速级传动轴的强度校核-------------------------------------------------------24-3.2中间级传动轴的设计计算与校核----------------------------------------------25-3.2.1中间级传动轴尺寸参数计算----------------------------------------------------25-3.2.2中间级传动轴的强度校核-------------------------------------------------------26-3.3高速级传动轴的设计计算---------------------------------------------------------27-湖南科技大学潇湘学院本科生毕业设计（论文）iv3.4输出传动轴的设计计算--------------------------------------------------------------28-第四章齿轮箱其他部件的设计------------------------------------------------------------29-4.1轴系部件的结构设计-------------------------------------------------------------------29-4.2行星架的结构设计-----------------------------------------------------------------------30-4.3传动齿轮箱箱体设计-------------------------------------------------------------------30-4.4齿轮箱的密封，润滑，冷却------------------------------------------------------31-4.4.1齿轮箱的密封------------------------------------------------------------------------31-4.4.2齿轮箱的润滑，冷却-------------------------------------------------------------31-4.5齿轮箱的使用安装-----------------------------------------------------------------------32-第五章结论----------------------------------------------------------------------------------------------33-参考文献----------------------------------------------------------------------------------------------------34-致谢----------------------------------------------------------------------------------------------------36-湖南科技大学潇湘学院本科生毕业设计（论文）-1-第一章前言1.1国内外发展现状与趋势1.1.1风力发电国内外发展现状与趋势风能是一种清洁的永续能源，与传统能源相比，风力发电不依赖外部能源，没有燃料价格风险，发电成本稳定，也没有碳排放等环境成本；此外，可利用的风能在全球范围内分布都很广泛。正是因为有这些独特的优势，风力发电逐渐成为许多国家可持续发展战略的重要组成部分，发展迅速。根据全球风能理事会的统计，全球的风力发电产业正以惊人的速度增长，在过去10年平均年增长率达到28％，2007年年底，全球装机总量达到了9400万千瓦，每年新增2000万千瓦，意味着每年在该领域的投资额达到了200亿欧元。许多国家