探索增速大功率风电增速器动态特性与优化设计

论文导读：化工具箱对其进行求解优化。以优化前后结果比较可知,优化后的设计参数实现减小体系振动和体积轻量化的目的。关键词：风电增速器论文齿轮传动论文动态特性论文优化设计论文本论文由www.7ctime.com,需要可从关系人员哦。摘要4-5Abst
摘要：随着能源短缺不足日益严重,风能资源逐渐为人们所重视和使用,风力发电技术也得到快速的进展。齿轮传动体系作为风力发电机的关键部件,其运转的稳定性和可靠性直接影响着整个风力发电体系。考虑到风力发电机的变载荷工况和高空架设环境,探讨齿轮传动体系在变载荷条件下的动力学特性并对其进行动态优化设计是风机设计中的重要任务。本论文从某3.OMW风电增速器齿轮传动体系作为探讨对象,运用齿轮体系动力学、数值计算办法和优化技术,对齿轮传动体系的动态特性进行探讨,并从此为基础进行体系动态优化设计,为设计出低振动、轻量化的齿轮传动体系提供了办法和论述基础。主要探讨工作如下：(1)采取集中参数法建立齿轮传动体系的弯-扭-轴耦合动力学模型,模型中考虑时变啮合刚度、啮合误差、行星架柔性、轴承支撑刚度、阻尼等因素,通过分析各构件之间相对位移联系,导出振动微分方程,并对方程中的相关参数进行计算分析。(2)探讨传动体系的固有特性极为对参数的敏感度。总结分析各振型特征,得到体系的四种典型振动方式,即齿轮振动方式、单级行星轮系径向平移振动方式、行星轮振动方式和平行轴齿轮振动方式。进一步探讨固有特性对体系刚度和质量参数的敏感度。(3)探讨传动体系在内、外部激励共同意义下的动态响应。时变外部激励根据ARMA模型模拟的随机风速确定,使用数值解法求解体系动力学微分方程,比较分析体系在额定转矩和时变转矩激励下的动态响应结果,包括振动位移响应、各齿轮副动态啮合力极为频域特性,并探讨参数对体系动态响应的影响。(4)对传动体系进行多目标动态优化设计。从体系体积最小和构件扭转加快度峰值最小为目标函数,从可靠性和强度要求作为约束条件,建立传动体系动态优化设计模型,使用MATLAB优化工具箱对其进行求解优化。以优化前后结果比较可知,优化后的设计参数实现减小体系振动和体积轻量化的目的。关键词：风电增速器论文齿轮传动论文动态特性论文优化设计论文
本论文由www.7ctime.com,需要可从关系人员哦。摘要4-5
Abstract5-10
1 绪论10-17

1.1 论文的探讨背景及作用10-11

1.2 国内外探讨近况11-15

1.2.1 行星齿轮传动体系动力学探讨近况11-13

1.2.2 风电增速器传动体系动力学探讨近况13-14

1.2.3 齿轮传动体系优化设计探讨近况14-15

1.3 本论文的探讨内容15-17

2 风电增速器齿轮传动体系动力学模型建立17-33

2.1 前言17

2.2 风电增速器齿轮传动体系动力学模型17-24

2.1 传动体系的等效力学模型18-19

2.2 各构件间的相对位移联系19-21

2.3 体系动力学微分方程21-24

2.3 模型中的参数确定24-32

2.3.1 时变啮合刚度激励24-28

2.3.2 啮合误差激励28-30

2.3.3 啮合阻尼30

2.3.4 行星架扭转刚度的计算30-32

2.3.5 其他参数的确定32

2.4 本章小结32-33

3 风电增速器齿轮传动体系固有特性探讨33-62

3.1 前言33

3.2 固有特性探讨33-43

3.

2.1 固有特性计算原理33-34

3.

2.2 传动体系的固有特性34-43

3.3 固有频率对体系参数敏感度探讨43-60

3.1 敏感度的定义43-44

3.2 固有频率对刚度参数的敏感度探讨44-58

3.3 固有频率对质量参数的敏感度探讨58-60

3.4 本章小结60-62

4 风电增速器齿轮传动体系动态响应探讨62-87

4.1 前言62

4.2 外部激励确定62-68

4.

2.1 随机风速模型62-66

4.

2.2 输入变载荷激励66-68

4.3 动力学方程求解68-69

4.4 内外激励下体系动态响应探讨69-84

4.1 各构件的振动响应69-76

4.2 动态啮合力的时域和频域响应76-81

4.3 载荷系数确定81-84

4.5 参数对体系动态响应的影响84-86

4.5.1 输入转速对动态响应的影响84-85

4.5.2 转动惯量对动态响应的影响85-86

4.6 本章小结86-87

5 风电增速器齿轮传动体系动态优化设计87-101

5.1 前言87

5.2 多目标优化与动论文导读：致谢108-109上一页12

态优化设计87-89
5.

2.1 多目标优化87-88

5.

2.2 动态优化设计88-89

5.3 传动体系多目标动态优化设计模型89-94
5.

3.1 设计变量选取89

5.

3.2 目标函数建立89-90

5.

3.3 约束条件确定90-94

5.4 优化设计结果与分析94-100
5.

4.1 优化办法94

5.

4.2 优化结果与分析94-100

5.5 本章小结100-101
结论101-103
参考文献103-107
攻读硕士学位期间发表学术论文状况107-108
致谢108-109