【導(dǎo)讀】機(jī)組的核心部件，倍受國內(nèi)外風(fēng)電相關(guān)行業(yè)和研究機(jī)構(gòu)的關(guān)注。箱設(shè)計制造技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)國產(chǎn)化目標(biāo)。算等對其配套的齒輪箱進(jìn)行自主設(shè)計。齒輪箱的機(jī)械結(jié)構(gòu)。選取兩級行星派生型傳動方案，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行傳動比分配。輪參數(shù)；選擇適當(dāng)?shù)凝X輪。2）對行星齒輪傳動進(jìn)行受力分析，得出各級齒輪載荷結(jié)果。靜強(qiáng)度校核，結(jié)果符合安全要求。3）繪制CAD裝配圖，并確定恰當(dāng)合理參數(shù)。風(fēng)能是一種清潔的永續(xù)能源，與傳統(tǒng)能源相比，風(fēng)力發(fā)電不依賴外部能源，風(fēng)能在全球范圍內(nèi)分布都很廣泛。為許多國家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要組成部分，發(fā)展迅速。根據(jù)全球風(fēng)能理事。萬千瓦，意味著每年在該領(lǐng)域的投資額達(dá)到了200億歐元。在政策的鼓勵下，200年全球風(fēng)電新裝機(jī)容量約為2021. 風(fēng)電成為非水電可再生能源中第一個全球裝機(jī)超過l億千瓦的電力資源。電場建設(shè)投資就接近170億歐元。歐洲和美國在風(fēng)電市場中占統(tǒng)治地位，其中德

　　

【正文】 軸承端蓋簡圖 行星架的結(jié)構(gòu)設(shè)計 行星架是行星齒輪傳動中的一個重要構(gòu)件，在行星輪系中起著承上啟下的作用，直接影響齒輪箱的壽命和齒輪箱的噪聲，一個結(jié)構(gòu)合理的行星架應(yīng) 當(dāng)是外廓 尺寸小，質(zhì)量小，具有足夠的強(qiáng)度和剛度，動平衡性好，能保證行星輪間的載荷 分布均勻，而且應(yīng)具有良好的加工和裝配工藝。從而，可使行星齒輪傳動具有較 大的承載能力，較好的傳動平穩(wěn)性以及較小的振動和噪聲，為此對行星架的制作 有以下要求： 1) 行星架的材料應(yīng)選用 QT700， AMC nr42 ,其力學(xué)性能應(yīng)分別符合GB/T13482021， BG/T30771999， JB/T64022021 的規(guī)定，也可使用其他具有等效力學(xué)性能的材料 。 2) 行星輪孔系與行星架回轉(zhuǎn)軸線的位置度應(yīng)符合 GB/T11841996的 5 級精度的規(guī)定。 3) 行星架精加工后應(yīng)進(jìn)行靜平衡。 4) 行星架若才贏焊接結(jié)構(gòu)，則應(yīng)對其焊縫進(jìn)行超聲波探傷，并應(yīng)符合GB/T113451989 的要求。 傳動齒輪箱箱體設(shè)計 湖南科技大學(xué)瀟湘學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 31 箱體是傳動齒輪箱的重要零件，它承受來自風(fēng)輪的作用力和齒輪傳動時產(chǎn)生的反力。箱體必須有足夠的剛性去承受力和力矩的作用，防止變形，保證質(zhì)量。箱體的設(shè)計應(yīng)該按照風(fēng)力發(fā)電機(jī)組動力傳動的布局，加工和裝配，檢查以及維護(hù)等要求來進(jìn)行。應(yīng)該注意軸承 支撐和機(jī)座支承的不同方向的反力及其相對值，選取合適的支承結(jié)構(gòu)和壁厚，增加必要的加強(qiáng)筋。同時加強(qiáng)筋的位置必須與引起箱體變形的作用力方向一致。對于傳動齒輪箱箱體材料選擇，采用鑄鐵箱體可以發(fā)揮其減震性，易于切削加工等特點(diǎn)，適于批量生產(chǎn)。常用的材料有球墨鑄鐵和其他的高強(qiáng)度鑄鐵和其他高強(qiáng)度鑄鐵。設(shè)計鑄造箱體時應(yīng)該避免壁厚突變，減小厚壁差，以免產(chǎn)生縮孔和縮松等缺陷。在大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的單件小批量生產(chǎn)時，多采用的是焊接或焊接與鑄造相結(jié)合的箱體。為減少機(jī)械加工過程中和使用中的變形，為防止出現(xiàn)裂紋，無論是鑄造或是焊接箱體均應(yīng)該 進(jìn)行退火，時效處理，以消除內(nèi)應(yīng)力。為了方便裝配和定期檢查齒輪的嚙合情況，在箱體上應(yīng)該設(shè)有觀察窗。機(jī)座一旁設(shè)有連體吊鉤，供起吊整臺齒輪箱。 齒輪箱的密封 、 潤滑 、 冷卻 齒輪箱的密封 齒輪箱軸伸部位的密封一方面應(yīng)能防止?jié)櫥屯庑?，同時也能防止雜質(zhì)進(jìn)入箱體內(nèi)。常用的密封分為非接觸式密封和接觸式密封兩種。 。非接觸式密封不會產(chǎn)生磨損，使用時間長。軸與端蓋孔間的間隙行程的密封，是一種簡單的密封。間隙大小取決于軸的徑向跳動大小和端蓋孔相對于軸承孔的不同軸度。在端蓋孔或軸頸上加工 出一些溝槽，一般是2~4 個，形成所謂的迷宮，溝槽底部開有回油槽，使外泄的油液遇到溝槽改變方向輸回箱體中。也可以在密封的內(nèi)側(cè)設(shè)置甩油盤，阻擋飛濺的油液，增強(qiáng)密封效果。 2. 接觸式密封。接觸式密封使用的密封可靠，耐久，摩擦阻力小。容易制造和裝拆，應(yīng)能隨壓力的升高而提高密封能力和有利于自動補(bǔ)償磨損。常用的旋轉(zhuǎn)用唇形密封有多種方式，可按標(biāo)準(zhǔn)選取。密封部位軸的表面粗糙度 R=.與密封圈接觸的軸表面不允許有螺旋形機(jī)加工痕跡。軸端應(yīng)有小于 30 的導(dǎo)入角，倒角上不應(yīng)有銳邊，毛刺和粗糙的機(jī)加工殘留。 本次設(shè)計采 用了以上的第二種密封方式。 齒輪箱的潤滑 、 冷卻 湖南科技大學(xué)瀟湘學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 32 齒輪箱的潤滑十分重要，良好的潤滑能夠?qū)X輪和軸承起到足夠的保護(hù)作用。為此，必須高度重視齒輪的潤滑問題，嚴(yán)格按照規(guī)范保持潤滑系統(tǒng)長期處于最佳狀態(tài)。齒輪箱常用飛濺潤滑或強(qiáng)制潤滑，一般以強(qiáng)制潤滑為多見。因此，配備可靠的潤滑系統(tǒng)尤為重要。在機(jī)組潤滑系統(tǒng)中，齒輪泵從油箱將油液經(jīng)過濾油器輸送到齒輪箱的潤滑系統(tǒng)，對齒輪箱的齒輪和傳動件進(jìn)行潤滑，管道上裝有各種監(jiān)控裝置，確保齒輪箱在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中不會出現(xiàn)漏油。保持油液的清潔作業(yè)十分重要，即使是第一次使用新油，也要經(jīng)過 過濾，系統(tǒng)中除了主濾油器之外，最好加裝旁路濾油器輔助濾油器，以確保油液的潔凈。對潤滑油的要求應(yīng)考慮能夠起齒輪和軸承的保護(hù)作用。此外好應(yīng)具備以下性能： ，具有高強(qiáng)的承載能力，防止膠合； ； ； ，防銹，抗腐性。 風(fēng)力發(fā)電齒輪箱屬于閉式齒輪動類型，其主要的失效形式是膠合與點(diǎn)蝕，故在選擇潤滑油時，重點(diǎn)是保證有足夠的油膜厚度和邊界膜強(qiáng)度。潤滑油系統(tǒng)中的散熱器常用風(fēng)冷式的，有系統(tǒng)中的溫度傳感器控制，在必要時通過電控旁閥自動打開冷卻回路，使油液先流經(jīng)散熱器散熱 ，再進(jìn)入齒輪箱。 齒輪和軸承軸承在轉(zhuǎn)動過程中他們實(shí)際都是非直接接觸的，這中間是靠潤滑 油建成油膜，使其形成非接觸性的滾動和滑動，這是油起到了潤滑的作用。雖然 他們是非接觸的滾動和滑動，但由于加工精度等原因使其轉(zhuǎn)動中有相對的滾動摩 擦和滑動摩擦，這都會產(chǎn)生一定的熱。如果這些熱量在轉(zhuǎn)動的過程中沒有消除， 勢必會越積越多，最后導(dǎo)致高溫?zé)龤X輪和軸承，因此齒輪和軸承在轉(zhuǎn)動過程中 必須用潤滑油來進(jìn)行冷卻。所以潤滑油一方面其潤滑作用，另一方面起冷卻的作 用。 對于齒輪箱，對于所有齒輪和軸承，我們都要采用強(qiáng)制潤滑， 原因有： 1) 強(qiáng)制潤滑可以進(jìn)行監(jiān)控，而飛濺潤滑是監(jiān)控不了的，從安全性考慮，采用強(qiáng)制潤滑。 2) 現(xiàn)在風(fēng)機(jī)齒輪箱功率越來越大，其功率損耗也越來越大因此飛濺潤滑已經(jīng)滿足不了冷卻的作用這是需要進(jìn)行強(qiáng)制潤滑的。 齒輪箱的使用安裝 齒輪箱的主動軸與葉片輪的連接必須可靠緊固。輸出軸若直接與電機(jī)聯(lián)結(jié)時，應(yīng)采用合適的聯(lián)軸器，最好的彈性聯(lián)軸器，并串接起來保護(hù)作用的安全裝 置，齒 輪箱軸線上和與之相連的部件的軸線應(yīng)保證同心，其誤差不得大于所選用的聯(lián)軸器的齒輪箱的允許值，齒輪箱體上也不允許承受附加的扭轉(zhuǎn)力。齒輪 箱安裝后湖南科技大學(xué)瀟湘學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 33 用人工搬動應(yīng)靈活，無卡滯現(xiàn)象。打開觀察窗蓋檢查箱體內(nèi)部機(jī)件應(yīng)無銹蝕現(xiàn)象。 用涂色法檢驗(yàn)，齒面接觸斑點(diǎn)應(yīng)達(dá)到技術(shù)條件的要求。 第五章 結(jié)論 本文針對兆瓦級風(fēng)力發(fā)電增速齒輪傳動系統(tǒng)進(jìn)行了研究，所做的主要工作和結(jié)論如下： ，在綜合行星傳動與平行軸傳動對比以及一級行星齒輪帶動兩級圓柱齒輪與兩級行星齒輪帶動一級圓柱齒輪的優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，選用兩級行星派生型傳動方案。在兩級行星傳動中，采用簡單易行的太陽輪浮動的均載機(jī)構(gòu)。依據(jù)風(fēng)機(jī) 的技術(shù)指標(biāo)與要求，計算確定了齒輪箱各級齒輪參數(shù)。依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，對齒面接觸齒根彎曲進(jìn)行了靜強(qiáng)度校核，結(jié)果符合安全要求。 湖南科技大學(xué)瀟湘學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 34 CAD 畫圖；從增速箱整體考慮，對其內(nèi)部穩(wěn)定性，潤滑等方面進(jìn)行分析，對增速箱內(nèi)軸承的選取，潤滑方案的設(shè)計等進(jìn)行完善。由于本人水平，時間和條件的限制，上述研究尚有不完善之處，還有不少工作尚待進(jìn)一步研究，主要有： 1)對風(fēng)電齒輪箱變載荷的處理中，疲勞損傷理論的完善是比較重要而緊迫的問題，而目前的損傷理論并不能準(zhǔn)確反映實(shí)際情況，需要對積累疲勞損傷理論做進(jìn)一步的研究。 2)大型風(fēng) 電齒輪箱運(yùn)行狀態(tài)的在線檢測及故障診斷技術(shù)的研究。我國大型風(fēng)電機(jī)組缺乏對運(yùn)行過程中出現(xiàn)的問題和故障的詳細(xì)記錄和分析，對軸承在運(yùn)行過程中的溫度，潤滑劑污染狀況等因素的影響考慮仍不夠完善，應(yīng)進(jìn)一步通過檢測，試驗(yàn)來準(zhǔn)確評估其對軸承壽命的影響。 3)針對大型風(fēng)電機(jī)組的高可靠性綜合優(yōu)化設(shè)計技術(shù)研究大型風(fēng)電機(jī)組的可靠性優(yōu)化設(shè)計是提高風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行壽命，降低成本的重要手段，而我國對于大型風(fēng)電機(jī)組進(jìn)行系統(tǒng)地可靠性綜合優(yōu)化設(shè)計研究方面做的很少，需要對此做進(jìn)一步的研究。 最后，設(shè)計接近尾聲，只能說，在這次畢業(yè)設(shè)計中自己真的經(jīng)歷 了很多，也學(xué)會了很多。無論是在知識和技能上，還是在人品和素質(zhì)上都是一個跨階段性的提高。這是一個機(jī)會，也將是一個美好的回憶。機(jī)會難得，所以我們要好好珍惜。用這么好的機(jī)會去學(xué)會更多的東西。 參考文獻(xiàn) [1] 潘存云 . 機(jī)械原理 [M]. 長沙：中南大學(xué)出版社， 2021. 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