风力发电机齿轮箱齿根弯曲疲劳寿命仿真技术与方法研究

为了正确评估齿轮传动系统齿根弯曲疲劳寿命,以风力发电机齿轮箱为研究对象,以轮齿的线性强度退化表征疲劳效应,建立系统寿命蒙特卡洛仿真模型。模型全面考虑轮齿强度的随机特性,由轮齿转动带来的系统结构时变特性,轮齿的强度退化引起的系统抗力时变特性,齿轮传动系统失效相关特性以及各特性之间的耦合作用。在模拟载荷谱下,分析750 kW风力发电机齿轮箱传动系统疲劳寿命的分布,得到各齿轮和齿轮传动系统的寿命分布参数。     

水冷柴油机齿轮轮齿断裂分析研究

针对某水冷柴油机在考核试验中齿轮轮齿断裂的故障,从齿轮表面缺陷、齿轮过载或受到较大外力冲击、齿轮啮合不良、齿轮热处理、齿根圆角、齿轮啮合宽度等影响因素进行分析,分析表明:轮齿断裂系齿轮热处理硬度偏低及齿根圆角偏小导致。     

用空间等参数元素法对透平斜齿轮齿形的修整

本文阐述高速透平齿轮齿形修整的意义和方法。根据斜齿轮啮合特点及轮齿受载条件,提出了斜齿轮齿形修整的计算模型,应用空间等参数元素法,在空间力作用下,得出了轮齿变形量,从而在装置无误差的前提下,确定齿轮理论修整量。     

风力发电机组齿轮箱失效形式和振动特征

文章阐述了齿轮失效的类型和成因,当齿轮出现失效时,可以通过对齿轮振动信号的边频带分析得到不同的失效类型,文章归纳和总结了齿轮不同失效类型所对应齿轮振动信号频谱的特征。     

船用透平齿轮齿宽载荷分布的计算及螺旋线修正

本文通过对船用透乎齿轮齿宽载荷分布的计算及螺旋线修正的论述,分析了影响轮齿载荷分布的诸种因素,并举例说明采用螺旋线修正改善轮齿载荷分布的效果。     

圆柱渐开线斜齿轮轮齿变形数值计算及优化修形研究

本文利用有限元法，给出了计算斜齿轮轮齿变形的数值计算方法。首次将内点罚函数法的优化思想用于轮齿修形，解决了多目标函数的最优修形设计问题。     

降低JH70,JH125齿轮啮合噪声初探

本文通过对摩托车齿轮的分析研究，提出增加ＪＨ７０、ＪＨ１２５离合器齿轮系数，齿上径，从而增加轮齿柔度、重合系数，达到降低齿轮噪声激发系数的目的。     

降低JH70、JH125齿轮啮合噪声初探

本文通过对摩托车齿轮的分析研究，提出增加ＪＨ７０、ＪＨ１２５离合器齿轮顶隙系数，齿顶圆直径，从而增加轮齿柔度、重合系数，达到降低齿轮噪声激发系数的目的。     

风力机增速齿轮箱行星斜齿轮系非线性动态分析

采用参数化建模方法建立了风力发电机增速齿轮箱中行星斜齿轮及其行星架的精确三维模型,应用非线性动力学理论及数值计算方法分析了该行星齿轮的齿面接触应力随时间的变化规律,得到了轮齿变形和相应的接触应力以及行星齿轮内外啮合的时变刚度曲线,同时分析了行星架的冲击应力,为该类行星齿轮结构的优化设计和分析提供了理论依据。     

柴油机机带齿轮油泵容积效率的探讨

<正> 1 前言柴油机的机带齿轮油泵一般多由一对外啮合的渐开线齿轮和泵体组成。这一对齿轮置于泵体之中,在齿轮的齿顶方向(径向)和齿轮侧面都与壳体保持一定的间隙,保证齿轮在高速旋转及承受负荷下不致发生卡死现象。同时由于轮齿在啮合过程中,两轮齿逐渐互相嵌入对方的齿谷而强行挤出在齿谷中装载的油,形成压力油。因此为了消除齿轮油泵的困油现象,一般在泵体和泵盖端面开有卸荷槽。为此油泵的品质应以两方面来衡量:a.静态品质(包括平均流量、平均压力及各种效率指标);b.动态品质(包括油     

混合弹流润滑条件下风电行星直齿轮内啮合动态特性分析

当大型风力发电机在低速重载条件时,齿轮在混合弹流润滑条件下的啮合动态特性难以分析.针对该问题提出齿面接触并联刚度模型,建立行星齿轮啮合动力学模型.基于粗糙峰承载平衡理论,将承载因子理论引入刚度模型中,并与混合弹流润滑理论相结合,可得出计算齿面油膜刚度的新公式,为齿轮混合弹流润滑问题研究提供参考.通过计算结果,可认为在混...     

非对称渐开线直齿轮齿廓设计与有限元分析

非对称渐开线直齿轮的两侧齿廓具有不同的压力角,合理的齿廓设计可以达到增加齿轮承载能力、降低噪声和振动的效果。文中推导出了非对称渐开线直齿轮的齿廓方程。编制了相应的计算机程序并给出了计算实例,建立三维实体模型,进行了有限元分析,新型齿轮的弯曲强度明显提高。     

一种齿轮加工的新工艺

本文利用铣床上回转工作台的回转运动和分度头分齿运动的合成,结合仿形法的工作原理,分别从鼓形齿的切削加工原理、铣齿前的准备工作以及加工过程中的具体操作方法等几个方面对圆柱直齿轮的铣齿工艺进行了介绍。     

重载齿轮的最佳轮齿修形

本文给出了计算多对齿同时啮合轮齿接触线载荷分布的方法．并根据轮齿的啮合状态确定轮齿的最佳修形参数。利用作者编制的计算机程序研究了最佳轮齿修形参数对载荷分布系数的影响．     

斜齿圆柱齿轮瞬时啮合刚度及齿廓修形的研究

本文提出了一种高效的考虑齿轮基体影响的齿轮计算模型,根据有限元柔度矩阵法,编制了一套刚度计算程序,给出了斜齿轮啮合过程中瞬时啮合刚度变化率与轴向重合度之间的关系。在刚度计算基础上,利用内点罚函数法的优化思想编制了一套修形计算程序,对斜齿轮的齿廓修形进行了深入研究。     

考虑弹流效应的斜齿轮振动仿真与试验

考虑啮合齿面间润滑油黏度对斜齿轮传动振动的影响,根据pyбин推断,建立了啮合齿面的接触模型;考虑润滑油的黏压效应及斜齿轮啮合的特殊性,对接触区诱导压力进行等效变换,推导出斜齿轮传动的弹流润滑振动模型;求解模型,得到润滑油黏度在0.02～0.048,Pa.s内输出轴振动加速度的脉动均方根(RMS)值;通过试验得到在同一工况下输出轴振动加速度值,并绘制其RMS值变化曲线.试验曲线和模型仿真计算结果变化趋势吻合,均表明齿轮的振动随润滑油黏度的减小而增强,验证了模型的正确性,对齿轮传动减振降噪分析设计具有一定参考价值.     

风电齿轮箱行星轮系的齿面摩擦与齿根裂纹耦合效应计算方法

针对风电增速箱故障率偏高的问题,在对风电机组传动系统的振动响应机理进行分析的基础上,提出一种同时考虑齿根裂纹与齿面摩擦2种因素耦合情况下计算风电增速箱行星轮系动态响应的方法。首先分析考虑不同滑动摩擦因素时,含齿根裂纹缺陷的齿轮其啮合刚度的变化情况;随后运用集中参数法建立一种同时考虑平移和扭转2种力学效应相互影响作用的行星轮系动态响应计算模型。使用该模型在考虑齿根裂纹、齿面滑动摩擦2种因素耦合情况下,对行星轮系时变啮合刚度影响作用进行仿真计算。结果表明,齿面间的滑动摩擦力将导致行星齿轮扭转振动响应在低频区域受到抑制、中频区域得到增强,而齿根裂纹会导致系统出现调制效应且该效应会使行星齿轮的扭转振动频谱响应在行星轮与太阳轮间的啮合频率附近出现调制边频带现象。     

Planetary gear load sharing of wind turbine drivetrains subjected to non‐torque loads

An analytical formulation was developed to estimate the load‐sharing and planetary loads of a three‐point suspension wind turbine drivetrain considering the effects of non‐torque loads, gravity and bearing clearance. A three‐dimensional dynamic drivetrain model that includes mesh stiffness variation, tooth modifications and gearbox housing flexibility was also established to investigate gear tooth load distribution and non‐linear tooth and bearing contact of the planetary gears. These models were validated with experimental data from the National Renewable Energy Laboratory's Gearbox Reliability Collaborative. Non‐torque loads and gravity induce fundamental excitations in the rotating carrier frame, which can increase gearbox loads and disturb load sharing. Clearance in the carrier bearings reduces the bearing stiffness significantly. This increases the amount of pitching moment transmitted from the rotor to the gear meshes and disturbs the planetary load share, thereby resulting in edge loading. Edge loading increases the likelihood of tooth pitting and planet‐bearing fatigue, leading to reduced gearbox life. Additionally, at low‐input torque, the planet‐bearing loads are often less than the minimum recommended load and thus susceptible to skidding. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd.     

On the definition and effect of optimum gear microgeometry modifications for the gearbox of an offshore 10-MW wind turbine

This work develops an optimization algorithm for the definition of gear microgeometry modifications (MGM) on a gearbox belonging to an offshore 10-MW wind turbine. Subsequently, the impact of the gear microgeometry on the performance of gears and bearings is quantified: First, under rated load conditions and, second, accounting for the environmental conditions to estimate the long-term damage. To fulfil this task, a high-fidelity numerical model of the drivetrain is used, which meets the design requirements of the Technical University of Denmark (DTU) 10-MW reference offshore wind turbine. The optimization achieves a uniform distribution of the contact stress along the tooth flank, shifts its maximum value to the central position, and eliminates edge contact. These enhancements increase the gear safety factors. Nevertheless, the most significant improvement concerns planetary bearings, for which optimum gear MGM achieve a homogeneous share of the load among bearings. Moreover, deviations of the microgeometry with respect to the defined optimum are also addressed. In gears, lead slope deviations are counteracted by crowning modifications to restrain the increase of the load offset. Concerning planetary bearings, slope deviations can be beneficial or detrimental depending on whether they overload downwind or upwind planetary bearings, respectively. Finally, accumulated damage to planetary bearings after 20 years of service is assessed. Before MGM, results predict a premature failure of planetary bearings, while optimum MGM extend their predicted life above 20 years by achieving a reduction of the maximum accumulated fatigue damage by a factor of 4.4.