風(fēng)力發(fā)電機(jī)組齒輪箱的設(shè)計(jì)與分析畢業(yè)論文-文庫(kù)吧
2025-06-03 13:48 本頁(yè)面
【正文】 的各齒輪齒數(shù)必須要滿足一定的幾何條件。如下：(1)確保三個(gè)行星齒輪之間不相互干涉，既滿足條件（Z1+Z2）sin180/KZ2+2ha(2) 保證太陽(yáng)輪的軸線和桿的軸線重合，即滿足同心條件Z1+Z2=Z3。 (3)行星輪設(shè)計(jì)中，需要保證每個(gè)行星輪沿圓周均勻分布，目的是使每個(gè)基本構(gòu)件受到的徑向力平衡。同時(shí)需要確保它們齒頂之間在連接線上有一定間隙，以免相鄰的行星輪發(fā)生碰撞。即滿足安裝條件（Z1+Z2）/K=C，C為整數(shù)。(4)保證輪系的傳動(dòng)是按照給定的傳動(dòng)比進(jìn)行。當(dāng)內(nèi)齒圈不動(dòng)時(shí)有Z3/Z1=i1H1以上各式中：Z1中心太陽(yáng)的輪齒數(shù)； Z2行星輪的齒數(shù)； Z3內(nèi)齒圈的齒數(shù)； K行星輪的個(gè)數(shù)； ha*齒頂高系數(shù)。高速軸上的齒輪設(shè)計(jì)輸入功率P3=，傳動(dòng)比i=，工作壽命為20年。（1）選定齒輪類型，精度等級(jí)，材料以及齒數(shù)：。，熱處理應(yīng)為淬火。=25，大齒輪齒數(shù)Z8=98。=14176。（2）按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)(21)圓周速度V=計(jì)算齒寬b及模數(shù)m得b= m= h=計(jì)算縱向重合度εb=計(jì)算載荷系數(shù)k=kAkVkHakHβ=根據(jù)實(shí)際的載荷系數(shù)，計(jì)算分度圓的直徑為d1=中間軸上的齒輪設(shè)計(jì)輸入功率P2=。傳動(dòng)比i==107Nmm，使用壽命為20年。（1）選定齒輪類型，精度等級(jí)，材料，熱處理應(yīng)為淬火=23，大齒輪Z4=104=10176。(2)按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)(22)圓周速度V=計(jì)算齒寬b以及模數(shù)m得b= m= h=計(jì)算縱向重合度εb=計(jì)算載荷系數(shù)k=kAkVkHakHβ=根據(jù)實(shí)際的載荷系數(shù)得，分度圓的直徑為d1=高速軸上的一對(duì)齒輪參數(shù)為：Mn=10，β=14176。，Z7=26，Z6=102，d7=，d6=，中心距a=660，B1=225，B2=215中間軸上的一對(duì)齒輪的參數(shù)：Mn=16，β=10176。，Z5=25，Z4=113，d5=，d4=，中心距a=11221，B1=335，B2=325根據(jù)行星輪系傳動(dòng)需要滿足的條件，兩級(jí)定軸傳動(dòng)比i定=，一級(jí)行星傳動(dòng)i1=，角標(biāo)1表示低速級(jí)輸入端，B=db1/db2=，每一個(gè)行星輪的傳遞功率P=,工作壽命為20年。參數(shù)計(jì)算：選定齒輪類型，精度等級(jí)，材料及齒數(shù)：(1)選擇直齒圓柱齒輪。(2)齒輪精度等級(jí)為5級(jí)精度。(3)材料選擇為20CrMnMo，熱處理為淬火。(4)初步選小齒輪齒數(shù)為Z1=22，所以Z2=，取37。按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)(23)(1)確定公式內(nèi)各計(jì)算數(shù)值：(2)計(jì)算圓周速度V=計(jì)算齒寬b及模數(shù)m得m=，b=，h=計(jì)算載荷系數(shù)K=KAKVKHαKHβ=根據(jù)實(shí)際的載荷系數(shù)，分度圓的直徑為d1=根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選取螺旋角β=176。，壓力角αn=176。，由此得αt=(1)配齒計(jì)算取nw=3，i1Za/nw=C適當(dāng)調(diào)整i1= Za/3=39所以得到Za=23，Zb=CnwZa=94，Zc=（ZbZa）=采用不等角變位，取Zc=35則j=查表得到適用的嚙合角α=176。(2)按接觸強(qiáng)度初步計(jì)算ac傳動(dòng)的中心距與模數(shù)轉(zhuǎn)矩Ta=59706NM太陽(yáng)輪和行星輪材料選為20CrNiMo滲碳淬火，齒面硬度HRC5862，選取σHlim=1550MP齒寬系數(shù)Φa=b/a=齒數(shù)比u=Zc/Za=由此得到中心距a=，模數(shù)mn=14，經(jīng)變?yōu)榈弥行木郺=416(3)計(jì)算cb傳動(dòng)的中心距acb=mn（ZbZc）/2cosβ=行星輪系的參數(shù)為模數(shù)m=20，齒數(shù)Zs=27，Zp=45，Zr=117分度圓直徑ds=540mm，dp=900mm，dr=2340mm齒寬B1=445mm，B2=435mm內(nèi)齒輪精度等級(jí)為6級(jí)精度[8]行星輪傳動(dòng)的主要受力構(gòu)件有中心輪、行星輪。行星架、軸以及軸承等。為進(jìn)行齒輪的強(qiáng)度計(jì)算，需要對(duì)行星輪以及太陽(yáng)輪進(jìn)行受力分析。當(dāng)行星輪數(shù)目為3個(gè)，我們假定每一套行星輪的載荷均勻，只需要分析其中一套行星輪與中心輪的組合，其他的與之相似。分析中可以忽略重力和摩擦力的影響，各構(gòu)件處于平衡狀態(tài)，構(gòu)件間的作用力等于反作用力。圖22 行星輪受力分析圖行星架輸入功率、增速傳動(dòng)比以及太陽(yáng)輪輸入功率為分別為Ti、Ta，太陽(yáng)輪節(jié)圓直徑為d1，由齒輪傳動(dòng)受力分析知，齒輪所受切向力、徑向力、軸向力分別為：Ft=2000T1/d1=2000T2/d2Fr=Fttanαn/cosβFa=Fttanβ式中：αn法面壓力角 β分度圓螺旋角表21各個(gè)齒輪的受力分析結(jié)果分度圓螺旋角β（176。）法面壓力角αn(176。)節(jié)圓直徑d（mm）力矩T（Nm）切向力Ft（N）徑向力Fr（N）輸入級(jí)行星輪665730輸入級(jí)太陽(yáng)輪59706332865高速級(jí)大齒輪1420高速級(jí)軸齒1420各個(gè)齒輪的受力分析結(jié)果如表21所示。這里以低速級(jí)外嚙合計(jì)算為例，根據(jù)要求，按三倍額定功率來計(jì)算靜強(qiáng)度。(1)載荷：F=2000Tmax/d 各變量含義Tmax最大轉(zhuǎn)矩，單位為Nm d齒輪分度圓直徑，單位為mm F切向載荷，單位為N(2)修正載荷系數(shù)取載荷系數(shù)K=1(3)安全系數(shù)計(jì)算：Sh=σlimZNTZW/σ 各變量含義σ=ZHZEZεZβ√FKVKHβKα(u+1)/ud σ靜強(qiáng)度最大齒面應(yīng)力，N/mm2 得到SH=1，滿足條件。1最小軸徑的設(shè)計(jì)：d=A?P/n功率P=,轉(zhuǎn)速n=，A取110，由此得d=。根據(jù)發(fā)電機(jī)的功率選擇d=120mm。2軸的結(jié)構(gòu)如下圖23高速軸1最小直徑d=A0?P/(1β4)n，所以d==320mm2軸的結(jié)構(gòu)如下圖24低速軸1最小軸徑的設(shè)計(jì)d=A?P/n功率P=,轉(zhuǎn)速n=所以d=。根據(jù)調(diào)心滾子軸承選擇d=200mm。2軸的結(jié)構(gòu)如下圖25中速軸箱體式齒輪箱的重要零件，它承受來自風(fēng)輪的作用力和齒輪傳動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的反作用力。箱體必須有足夠的剛性去承受力和力矩的作用，防止變形，保證傳動(dòng)質(zhì)量。箱體的設(shè)計(jì)應(yīng)按照風(fēng)力發(fā)電機(jī)組動(dòng)力傳動(dòng)的布局、加工和裝配、檢查以及維護(hù)等要求進(jìn)行。應(yīng)注意軸承支撐和機(jī)座支撐的不同方向的反力及其相對(duì)值，選取合適的支撐結(jié)構(gòu)和壁厚，增設(shè)必要的加強(qiáng)筋。筋的位置須與引起箱體變形的作用力的方向一致。箱體的應(yīng)力情況十分復(fù)雜且分布不均勻，只有采用現(xiàn)代計(jì)算方法，才能較為準(zhǔn)確的計(jì)算出應(yīng)力分布情況。[9] 根據(jù)技術(shù)要求，考慮平行軸齒輪傳動(dòng)和行星齒輪傳動(dòng)各自的優(yōu)缺點(diǎn)，選取方案為一級(jí)行星傳動(dòng)結(jié)合兩級(jí)平行軸齒輪傳動(dòng)。根據(jù)齒輪計(jì)算，確定各級(jí)傳動(dòng)的參數(shù)。經(jīng)過對(duì)各級(jí)傳動(dòng)受力分析，得到各級(jí)齒輪的受力結(jié)果。依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)校核，符合安全要求。3基于Pro/E的參數(shù)化建模1985年，PTC公司成立于美國(guó)波士頓，開始參數(shù)化建模軟件的研究。1988年。經(jīng)過20余年的發(fā)展，Pro/ENGINEER已經(jīng)成為三維建模軟件的領(lǐng)頭羊。PTC的一系列軟件主要涉及機(jī)械
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