【正文】 整，方便修理和更換零部件； 5） 造型好，使之即適用經(jīng)濟，又美觀大方。 機艙底盤作用及選用 風力發(fā)電機組的機艙除了承擔容納所有機械 部件外，還承受所有外力（包括靜負載及動負載）的作用。雙排球面滾子在具有三個固定擋邊的內(nèi)圈滾道上滾動，中擋邊引導滾子的內(nèi)端面。齒輪傳動時，軸和軸承的變形引起齒輪和軸承內(nèi)外圈軸線的偏斜，使輪齒上載荷分布不均勻，會降低傳動的承載能力。 由于是增速傳動，較大的傳動比使軸上的齒輪直徑較小，因而輸出軸往往采用軸齒輪結(jié)構(gòu)。如果強度不夠，可采用雙鍵，成 180 布置，在強度校核時按 個鍵計算。行星級齒輪寬度 B=220mm；中間級大齒輪齒寬 B=240mm，小齒輪齒寬B=250mm；高速級小齒輪齒寬 B=140，大齒輪齒寬 B=130mm。 3）齒 數(shù) Z 受齒輪根切的限制，小齒輪有最少齒數(shù)的要求。 風力發(fā)電機組齒輪箱的主要承載零件是齒輪，其齒輪的失效形式主要是輪齒者斷和齒面點蝕、剝落，故各種標準和規(guī)范都要求對齒輪的承載能力進行分析計算，常用用的標準是 GB/T3480 或 DIN3990 中規(guī)定的齒根彎曲疲勞和齒面接觸疲勞校核計算，對輪齒進行極限狀態(tài)分析。鑄造箱體時應(yīng)盡量避免壁厚突變，減小壁厚差，以免產(chǎn)生縮孔和疏松等缺陷。根據(jù)機組的要求，選用合理的設(shè)計參數(shù)，排定最佳傳動方案，選擇穩(wěn)定可靠的構(gòu)件和具有良好力學特性以及在環(huán)境溫差下仍然保持穩(wěn)定的材料，配備完整充分的潤滑、冷卻系統(tǒng)和監(jiān)控裝置等，是設(shè)計齒輪箱的必要前提條件。 圖 34 展開式 圖 35 分流式 3）同軸式：如圖 36所示，傳動比 i= 80~6 ，這種傳動形式減速器橫向尺寸較小，兩對齒輪侵入油 中深度大致相同，但軸向尺寸和重量較大，且中間軸較長、剛度差，使沿齒寬載荷分布不均勻，高速軸的承載能力難于充分利用，兩級圓柱齒輪傳動同軸。常用的齒輪箱形式及特點和應(yīng)用如下： （ 1） 兩級圓柱齒輪傳動： 1）展開式 ：如圖 34 所示，傳動比 i= 80~6 ，這種傳動形式結(jié)構(gòu)簡單，但齒輪相對于軸承的位置不對稱，因此要求軸有較大的剛度。 m ?M N 危險截面安全系數(shù) S的校核計算公式為 ? ?22SSSSSS??????? (31) 式中 S? —— 只考慮彎矩作用時的安全系數(shù) S? —— 只考慮扭矩作用時的安全系數(shù) ??S —— 按疲勞強度計算的許用安全系數(shù) 1mS K?? ????? ? ?????? 1mS K?? ????? ? ?????? (32) 式中 1?? —— 對稱循環(huán)應(yīng)力下的材料彎曲疲勞極限（ MPa） 1?? —— 對稱循環(huán)應(yīng)力下的材料扭轉(zhuǎn)疲勞極限（ MPa） KK??、 —— 彎曲和扭轉(zhuǎn)時的有效應(yīng)力集中系數(shù) ? —— 表面質(zhì)量系數(shù) ????、 —— 材料拉伸和扭轉(zhuǎn)的平均應(yīng)力折算系數(shù) m???、 —— 彎曲應(yīng)力 的應(yīng)力副和平均應(yīng)力（ MPa） m???、 —— 扭轉(zhuǎn)應(yīng)力的應(yīng)力副和平均應(yīng)力（ MPa） 以知： rpmn ? ， kWP 1100? 查機械設(shè)計手冊表 26主軸的主要結(jié)構(gòu)一般有以下兩種，如圖 33 所示。但它要承受所有風自風輪的力和力矩，相對老講承受風輪載荷高，后面的機械承載 大，結(jié)構(gòu)上有三角形和球形等形式。 沈陽工業(yè)大學本科生畢業(yè)設(shè)計論文 5 第 3 章 風機主傳動系統(tǒng)中主要部件設(shè)計 輪轂的形式與選用 輪轂的作用及結(jié)構(gòu) 輪轂是連接葉片與主軸的重要部件，它承受了風力作用在葉片上推力、扭矩、彎矩及陀螺力矩。 風力發(fā)電機主傳動系統(tǒng)的布置形式 風力機歸納起來，可分為兩類：①水平軸風力機，風輪的旋轉(zhuǎn) 軸與風向平行。此外還有清華大學 ]7][6][5[ 、浙江大學、北方交通大學、沈陽工業(yè)大學 ]9][8[ 等研究院所也都曾參與了風力發(fā)電相關(guān)技術(shù)的研究，已初步掌握了大型風力發(fā)電機組的系統(tǒng)設(shè)計關(guān)鍵設(shè)備的制造，取得了一定的成果，并有產(chǎn)品投入試運行，但畢竟時間太短，基礎(chǔ)較差，所制造的產(chǎn)品缺乏合適的設(shè)備檢驗和足夠的時間驗證，以至人們對國產(chǎn)風力發(fā)電機組 技術(shù)的可靠性存在疑慮。風力發(fā)電機單機容量朝著大型化發(fā)展，目前兆瓦級風力機已經(jīng)是國際風電市場上的主流產(chǎn)品，美國 7 兆瓦風力機已經(jīng)研制成功，而英國正在研制 10 兆瓦的巨型風力機。我國幅員遼闊，陸疆總長 2 萬多公里，海岸線 萬公里，風能資源豐富根據(jù)氣象部 門的資料，可開發(fā)的陸地風能資源大約為 253WG，可利用的海洋風能資源大約為 750WG。根據(jù)齒輪箱的增速要求，合理選擇了齒輪箱內(nèi)的各級齒輪軸和齒輪的參數(shù)。風力發(fā)電機的主傳動系統(tǒng)的建模和仿真都是在 SolidWorks軟件平臺下完成的，文章對風力發(fā)電機組的塔架、輪轂、主軸、齒輪箱、電機、機艙底盤進行了建模。由于主傳動系統(tǒng)安裝的需要，對機艙底盤進行了建模，并在滿足強度及剛度 的前提下，對其材料和造型的合理選擇作了介紹。風力發(fā)電機組中的主傳動系統(tǒng)更是其最重要的部分之一。在短時間內(nèi)實現(xiàn)了技術(shù)跨越 ]4[ 。 沈陽工業(yè)大學本科生畢業(yè)設(shè)計論文 3 第 2 章 風機主傳動系統(tǒng)的總體設(shè)計 風力發(fā)電機主傳動系統(tǒng)的組成 風力發(fā)電機組的結(jié)構(gòu)設(shè)計內(nèi)容主要包括葉片、輪轂、偏航系統(tǒng)、主軸、主軸承、齒輪箱、剎車系統(tǒng)、液 壓系統(tǒng)、機艙及塔架的結(jié)構(gòu)設(shè)計。所以采用此類型風力機。 輪轂的結(jié)構(gòu)主要如圖 31， 36 所示。對于二葉片風輪，兩個葉片之間是剛性連接的，可繞聯(lián)軸節(jié)活動。此種結(jié)喉的優(yōu)點是前支點為剛性支撐，后支點（齒輪箱）為彈性支撐。 39 得 ?? ；查表 26 主軸材料選用由于風力發(fā)電機組主軸受力復(fù)雜，通選用的材料是 34CrNiMo6。高速級一般做成斜齒，低速級可做成直齒。 2）兩級 NGW：如圖 39 所示，傳動比 i= 160~14 ，特點與應(yīng)用與單級 NGW相同。箱體的設(shè)計按照風力發(fā)電機組的動力傳動的布局、加工和裝配、檢查以及維護等要求來進行。機座旁設(shè)有連體吊鉤，供起吊整臺齒輪箱用。采用小齒形角（小于 20 ）時，可使避免根切的最少 齒數(shù)增多，加大了重合度，從而降低噪聲和動載荷，但會減小輪齒的強度。 4）螺旋角 ? ? 角太小，將失去斜齒輪的優(yōu)點；取大值，可增大重合度，使傳動平穩(wěn)性提高，但會引起很大 的軸向力，一般取 ? =8 ~15 。因此對齒根部通常保留熱處理后的表面，在磨齒時不磨去齒根部分。花鍵按其齒形不同，可分為矩形花鍵、漸開線花鍵和三角形花鍵三種。為了減少應(yīng)力集中，對軸上臺肩 處的過渡圓角、花鍵向較大軸徑過渡部分，均應(yīng)作必要的拋光處，以提高軸的疲勞強度。在所有的滾動軸承中，調(diào)心滾子軸承的承載能力最大，且能廣泛應(yīng)用在承受較大負載或難以避免同軸誤差和撓曲較大的支承部位。 電機的選用 電機選用 此主傳動系統(tǒng)采用的是雙饋異步發(fā)電機。 (2) 按結(jié)構(gòu)形狀可分為梁式機艙底盤、框架式機艙底盤、箱式機艙底盤 三類。 塔架的介紹 塔架和基礎(chǔ)是風力發(fā)電機組的主要承載部件。 塔架的主要形式及選用 （ 1） 單管拉線式 塔架由一跟鋼管和 4~3 條拉線組成，如圖 311所示。 （ 4） 圓臺式 它由鋼板卷制焊接而成的上小下大的圓臺，如圖 314所示。由于風力發(fā)電機組安裝在荒野、高山、海島，承受日曬雨淋，甚至沙塵和鹽霧的腐蝕。 增速箱的建模 方法 上箱體的三維建模方法 在零件圖里以前視基準面繪制 直徑為 1510mm 的 圓，拉伸厚度為 210mm 的凸臺，在以凸臺為基準面繪制草圖， 退出草圖，拉伸深度為 689mm 的凸臺，并以半圓凸臺底面為基準面，繪制草圖，退出草圖，選擇工具攔上的旋轉(zhuǎn)凸臺 .在以長方形凸臺上面為基準面繪制寬度為 的長方形草圖，選擇工具攔上的拉伸切除，然后在以半圓凸臺的內(nèi)面為基準面繪制高為 145mm，寬為 的長方形草圖，選擇工具攔上的拉伸凸臺。 對拉伸出的凸臺進行切除直徑為 50mm 的圓孔，并對邊作 60mm 的圓角 ,以半圓凸臺為基準面做草圖直徑為 50mm 的圓孔，拉伸切除并陣列切除 特征。 對 其各邊做圓角，并以前面為基準面繪制草圖，對其拉伸切除， 在以前視基準面為基準繪制草圖，退出草圖， 選擇工具攔上的拉伸切除， 在以切除的實體面為基準面繪制草圖，拉伸高度為 5mm 的凸臺，在以此凸臺為基準面繪制直徑為 160mm 的草圖，選擇工具攔上的拉伸切除，特征為完全貫穿，對上述特征以中線為基準線做圓周陣列。 通過這次設(shè)計，使我達到了理論與實際相結(jié)合的目的。 沈陽工業(yè)大學本科生畢業(yè)設(shè)計論文 27 參考文獻 [1] 施鵬飛．世紀風力發(fā)電前景．國家電力公司水電水利規(guī)劃設(shè)計總院 [2] 王維．風力發(fā)電增長迅速 德國名列第一．國際在線， 2021 [3] 荷祚麻，王亦博 .風力發(fā)電：我國能源和電力可持續(xù)發(fā)展的現(xiàn)實選擇 .學習時報 [4] 張正敏 .21世紀風力發(fā)電經(jīng)濟激勵政策，北京：中國環(huán)境科學出版社， 2021 [5] 肖勁松，姜桐 .偏航時風力機組魯棒控制器的設(shè)計 .太陽能學報， 1997， 18（ 3）： 337～345 [6] 霍福鵬，劉紅 .提高水平軸風力機葉片型升力的實驗研究 .工程熱物理學報， 2021， 24（ 2）： 220～ 223 [7] 程永卓，李宇紅等 .震蕩擾流提高風力機翼型氣動性能的研究 .太陽能學報， 2021， 24（ 1）： 94～ 98 [8] 李本立，安玉華 .風力機氣動彈性穩(wěn)定性的研究 .太陽能學報， 1996， 17（ 4）： 314～ 320 [9] 李本立，安玉華 .風機塔架俯仰與槳葉揮舞的耦合運動 .太陽能學報， 1997， 18（ 1）：65～ 67 [10] 朱孝錄，鄂中凱 .齒輪承載能力分析 .北京：高等教育出版社， 1992 [11] Anderson, . and More, ., Optimal filtering. 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