风电齿轮箱圆柱滚子轴承的设计和制造分析

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1、上海交通大学工程硕士学位论文摘要风电齿轮箱圆柱滚子轴承的设计和制造研究摘要风能是一种丰富而又洁净的自然能源，它把动能转化为机械能,再把机械能转化为电能,在风力发电过程中没有环境污染，而且其储量巨大，前景广阔。所以，风力发电正在被越来越多的得到推广和应用。在进行风力发电时，风电齿轮箱的正常运转非常重要，而风电齿轮箱出故障的大部分原因是轴承的问题。所以，研究轴承的设计、滚子的修形、内外圈的加工以及轴承的疲劳寿命计算有着重要意义。本文通过对轴承基本理论的计算得到NU2326轴承的承载范围、滚动体与内、外圈的接触应力；列出了直母线形滚子、圆弧全凸形滚子、圆弧修正线滚子和对数曲线滚子的设计方法；详细

2、介绍了内、外圈和滚子的加工工艺。然后对四种修形滚子的轴承进行了有限元分析。首先选取了承载最大圆柱滚子为研究对象，建立直母线形圆柱滚子轴承的有限元模型、圆弧全凸形圆柱滚子轴承的有限元模型、圆弧修正线圆柱滚子轴承的有限元模型、对数曲线形圆柱滚子轴承的有限元模型。得出直母线滚子与内圈的最大接触应力为2233.4MPa；圆弧全凸形滚子与内圈的最大接触应力为1715.6MPa；圆弧修正线滚子与内圈的最大接触应力为1887.01MPa；对数曲线滚子与内圈的最大接触应力为1482.01MPa。最后对NU2326轴承进行了寿命计算，通过校核得到其寿命为20.74年，满足设计要求。本文通过对风电齿轮箱高速轴

3、轴承的理论计算和有限元分析，探讨了风电齿轮箱高速轴轴承滚子的四种修形方法、内、外圈和滚子的加工工艺、轴承强度计算以及寿命分析方法，对风电齿轮箱高速轴轴承的设计和优化提供了一定的理论支撑。关键词：滚子修形，接触应力，对数曲线，有限元分析，疲劳寿命I万方数据上海交通大学工程硕士学位论文ABSTRACTResearchontheDesignandManufacturingoftheCylindricalRollerBearingoftheWindTurbineGearboxABSTRACTWindenergyisakindofabundantandcleannaturalenergy,nopol

4、lutionoftheenvironment,abundant,aninexhaustible.Windpowerisbeingmoreandmoregetpromotionandapplication.Inwindturbines,itisveryimportanttothenormaloperationofwindpowergearbox,andthereasonofwindpowergearboxfaultisthatmostofthebearingproblem.So,studyingthebearingdesign,modificationofroller,innerandout

5、erringoftheprocessingaswellasthebearingfatiguelifecalculationhaveimportantsignificance.Theloadrange,contactstressofrollerwithinnerandouterringofbearingNU2326iscalculatedinthisarticlewiththebasictheory.Thedesignmethodofthestraightgeneratrixroller,theconvexroller,circulararcfixedlinerollerandlogarit

6、hmiccurverollerislisted.Theprocessingtechnologyofinnerandouterringofbearingandrollerareintroducedindetail.Thenthefourkindsofrollerhavebeencarriedonthefiniteelementanalysis.Firstselectthecylindricalrollerbearedthelargestastheresearchobjectandthefiniteelementmodelofstraightgeneratrixcylindricalrolle

7、rbearing,thefiniteelementmodelofconvexgeneratrixcylindricalrollerbearing,thefiniteelementmodelofcirculararcfixedlinecylindricalrollerbearing,thefiniteelementmodeloflogarithmiccurvetypecylindricalrollerbearingaree