风电增速齿轮的啮合冲击刚度分析

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1、硕士研究生学位论文新疆大学论文题目(中文)：风电增速齿轮的啮合冲击刚度分析论文题目(外文)：StiffnessandGearImpactOfGearmeshingAnalysisOnWindTurbineGearSystem研究生姓名：杨海湾学位类别：专业学位专业名称：机械工程导师姓名职称：穆塔里夫·阿赫迈德教授论文答辩日期2015年5月28日学位授予日期2015年6月日新疆大学硕士研究生论文摘要增速齿轮是风机的重要组成部分，其工况的好坏直接影响着风机的工作效率，风电增速齿轮传动系统一般在时变无规则动载荷下工作，这些动载荷引起的振动和冲击会加剧齿轮系统的磨损和点蚀现象。所以，本文将以风机增速齿

2、轮为出发点，重点研究在风机工作条件下，冲击、振动对齿轮刚度的影响。齿轮设计的主要准则之一是齿轮的接触强度设计。根据风机齿轮的啮合特性，做出了以下工作：第一、利用参数化建模方法建立齿轮的三维建模。通过APDL语言对齿轮建模。之后进行网格划分，利用扫掠功能保证网格的精确划分同时定义节点集合。最后对齿轮接触进行定义，考虑摩擦等工况，计算得出齿轮应力应变的结果。第二、利用ANSYSLS-DYNA软件模块中的显式动力学方法计算。运用接触-冲击非线性动力学理论，并考虑齿轮副的摩擦作用，计算得出动态啮合时增速系统齿轮轮齿的应力和应变，结果表明齿轮啮合过程中齿轮的应力、应变随着齿轮单双齿交替啮合的规律呈现一定

3、规律性。第三、整理结果并与理论计算进行对比。通过得到的齿轮应力应变数据计算齿轮的啮合刚度，根据齿轮的时变啮合刚度时间历程图，可以看出刚度的变化曲线在齿轮啮合的过程中呈现一定的规则。综合啮合刚度在齿轮轮齿啮合的过程有一定规律性的变化。最后，通过对比选取石川公式对齿轮啮合刚度进行验证。其结果证明理论值与模拟值有一定的误差，但是能够基本反映出齿轮啮合刚度的变化趋势。关键词:风电增速齿轮；时变啮合；冲击激励；综合刚度；非线性分析I新疆大学硕士研究生论文AbstractGrowthgearsystemisacorecomponentofwindturbine,theworkingconditionsha

4、veadirectimpactontheefficiencyofwindturbines,Wind-upgeartransmissionisgenerallytime-varyingdynamicrandomworkunderload,Vibrationandshockcausedbythesedynamicsloadwillincreasedwearandpittingphenomenasuchasgearsystems.Thispaperwillaswindturbineincreasinggearastartingpoint,focusingonworkingconditionsatwi

5、ndturbine,shock,vibrationimpactonthegearstiffness.Oneofthemaincriteriaforgeardesigniscontactstrengthdesignofthegear.Accordingwindturbinegearmeshingcharacteristicsmakethefollowingwork:First,Theuseofparametricmodelingmethodtoestablishthree-dimensionalmodelingofthegear.ByAPDLlanguagemodelinggears.After

6、meshing,theuseofthesweepfunctiontoensuresaccurategriddivision，Asthesametimedefinesasetofnodes.Finally,Thedefinitionofthegearcontact,Frictionandotherconditionsconsidered,Thecalculatedresultsofthestressandstrainofgear.Second,CalculatedusingtheANSYSLS-DYNAsoftwaremoduleexplicitdynamics.Useofcontactthei

7、mpactofnonlineardynamicstheory,Andconsidertheroleoffrictionofthegear,Calculationofstressandstrainderivedgrowthdynamicmeshinggearteethsystems,Theresultsindicatethattheprocessofmeshinggearsgearstressand