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题名	风电机组两级平行斜齿轮传动系统的动力学特性方法研究
作者	张生福
答辩日期	2019
导师	郭润兰 ; 王得红
关键词	非线性动力学 时变啮合刚度 齿侧间隙 动态响应
学位名称	硕士
英文摘要	随着风力发电技术的不断发展,维护和宕机成本的提高,对于齿轮传动机构运动精度、稳定性、可靠性和使用寿命的要求越来越高。机构的动力学参数对传动系统非线性动力学特性的影响成为目前的研究热点。风电齿轮箱传动系统中输出高速轴的综合性能也影响系统传动精度和可靠性。对于风电机组齿轮箱而言,在随机风速的高空环境中,传动系统动力学参数和输出高速轴的综合性能对传动系统运行稳定性和精度的影响尤为重要。本文以一级行星两级平行齿轮箱为基础,取两级平行斜齿轮和输出高速轴作为研究对象,研究动力学参数对传动系统非线性动力学特性的影响和输出高速轴综合性能的影响,为该型风电齿轮箱的设计、优化等提供理论参考。本文主要研究内容及结果如下:首先,对传动系统各种激励产生的机理进行阐述,改进直齿轮啮合时变刚度计算公式,建立计算斜齿轮平均啮合刚度的公式,求取两对斜齿轮的平均啮合刚度,然后对时变啮合刚度进行Fourier计数数值模拟。误差和阻尼进行简单分析和数值模拟的近似处理。其次,建立含有齿侧间隙、时变啮合刚度、阻尼、误差的两级斜齿轮纯扭转非线性动力学模型,并依据模型运用Newton定律,建立动力学微分方程,采用Newmark数值法求解,获得系统的非线性动态响应结果。综合运用啮合力、位移时间历程图,相图和FFT图,分析齿侧间隙、阻尼和误差对该系统非线性动态特性的影响,获得动力学参数对齿轮受力、运动状态的影响规律。第三,对速度、间隙和间隙变化方式对两斜齿轮接触力影响进行了探讨。取低速、中速、高速三个速度分析对两齿轮从启动阶段到稳定阶段时的接触力变化规律。传动系统中存在单对齿轮间隙变化和两对齿轮间隙同时变化方式,针对间隙变化方式和间隙对传动系统进行动态响应分析,获得间隙变化对齿轮接触力的影响规律、不同间隙变化方式对齿轮接触力的影响规律及不同间隙变化方式随间隙变化对齿轮接触力的影响规律。不同间隙的两对齿轮用Ansys做静力分析,结合仿真结果确定齿轮合理的啮合间隙范围,为齿轮箱设计加工提供参考。最后,在传动系统输出高速轴综合性能的分析中,研究轴承支撑刚度变化对轴频率和模态的影响规律以及速度对轴节点涡动影响规律,结合Ansys中对高速轴的模态分析,合理的选择支撑刚度范围、转速范围和容易发生变形的位置。根据结果给轴的优化设计提供依据。
语种	中文
页码	73
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内容类型	学位论文
源URL	[http://ir.lut.edu.cn/handle/2XXMBERH/94864]
专题	兰州理工大学
作者单位	兰州理工大学
推荐引用方式 GB/T 7714	张生福. 风电机组两级平行斜齿轮传动系统的动力学特性方法研究[D]. 2019.

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