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基于虚拟样机的大型风电机组齿轮传动系统冲击特性分析

作　者: 陈绍军
导　师: 柳亦兵
学　校: 华北电力大学（北京）
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 风力发电机组齿轮箱虚拟样机 ADAMS 动态仿真耦合分析
分类号: TM614
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 409次
引　用: 14次
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内容摘要

齿轮箱是风力发电机组中的重要部件之一,其性能表现对风力发电机组有很大影响。本论文以典型1.5 MW机组齿轮箱为对象,通过虚拟样机技术研究齿轮箱在冲击载荷作用下的零部件受力特性。主要完成以下工作:1)采用三维造型软件Pro/E建立齿轮箱的实体模型,利用借口软件成功导入到ADAMS,保证了模型的精度。并对模型施加力和约束,建立了齿轮传动系统的虚拟样机模型。2)针对风电机组典型冲击载荷下的零部件受力特性进行模拟仿真,讨论了传动轴偏心对模型受力的影响,并利用接触函数模拟了齿轮碰撞的过程,根据受力分析结果对齿轮进行了强度校核。3)利用ANSYS软件把中速轴柔性化,并向ADAMS虚拟样机中导入了中速轴的柔性体,建立了齿轮传动系统的刚柔耦合样机,进行了刚柔耦合模型下的冲击响应分析。

全文目录

中文摘要  3
英文摘要  3-6
第一章前言  6-13
  1.1 研究的意义  6
  1.2 国内外的研究概况  6-11
    1.2.1 风能的利用  6-7
    1.2.2 风力发电的国内外现状及存在的问题  7-9
      1.2.2.1 国外风电技术现状  7-8
      1.2.2.2 国内风电技术现状  8-9
    1.2.3 风电机组齿轮箱研究现状  9-11
  1.3 本文研究内容  11-13
第二章风电机组齿轮传动系统结构及设计基础  13-25
  2.1 齿轮传动分析  13-17
    2.1.1 齿轮啮合分析  13-14
    2.1.2 齿轮动态激励分析  14-16
    2.1.3 齿轮副分析模型  16-17
  2.2 风电机组齿轮传动系统结构的确定  17-20
    2.2.1 齿轮箱的典型结构  17-18
    2.2.2 传动结构的选择  18-20
  2.3 增速箱结构参数选择  20-21
  2.4 受力校核方法  21-25
    2.4.1 齿轮接触疲劳强度校核  21-23
    2.4.2 齿轮弯曲疲劳强度校核  23-25
第三章风电机组齿轮传动系统虚拟样机  25-38
  3.1 基于Pro/E的风电机组齿轮传动系统模型  25-27
    3.1.1 Pro/E介绍  25-26
    3.1.2 Pro/E建模  26-27
  3.2 基于ADAMS的风电机组齿轮箱虚拟样机  27-35
    3.2.1 ADAMS简介  27-29
    3.2.2 ADAMS算法理论基础  29-31
    3.2.3 ADAMS算法分析  31-35
      3.2.3.1 坐标系的选择  31-32
      3.2.3.2 运动学分析  32-33
      3.2.3.3 动力学分析  33-35
  3.3 风电机组齿轮箱虚拟样机建立  35-38
    3.3.1 Pro/E与ADAMS模型的转换  35-36
    3.3.2 虚拟样机的约束处理  36-38
第四章基于刚性模型的齿轮传动系统动力学分析  38-51
  4.1 外力冲击下系统仿真分析  38-42
    4.1.1 只受外力冲击状况下的受力分析  38-40
    4.1.2 外力冲击+高速轴偏心状况下的受力分析  40-42
  4.2 齿轮啮合力分析  42-48
    4.2.1 接触模型分析  42-45
    4.2.2 实体模型参数  45
    4.2.3 受力分析  45-48
  4.3 齿轮受力校核  48-51
    4.3.1 接触强度校核  48-49
    4.3.2 弯曲强度校核  49-51
第五章刚柔耦合齿轮传动系统分析  51-56
  5.1 柔性体的建模  51-52
  5.2 中速轴模型的柔性化  52-53
  5.3 耦合仿真  53-56
    5.3.1 平稳输入仿真  53-54
    5.3.2 冲击输入仿真  54-56
第六章结论与展望  56-58
  6.1 结论  56
  6.2 工作展望  56-58
参考文献  58-61
致谢  61-62
在学期间发表论文和参加科研情况  62

基于虚拟样机的大型风电机组齿轮传动系统冲击特性分析

内容摘要

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