应用滑动轴承的风电齿轮箱行星轮系动力学建模及解耦方法

在行星轮系动力学建模中，常以非线性油膜力或线性刚度-阻尼形式考虑其对系统动力学特性的影响，前者仿真精度高但计算成本也高，后者计算效率高却忽略了油膜力和轴颈-轴套偏心量的时变性，仿真精度有限。为此，以2MW级风电齿轮箱为研究对象，建立滑动轴承时变线性刚度-阻尼模型，提出计入轴颈-轴套时变偏心量的滑动轴承附加偏心修正力计算方法；利用行星架销轴-行星轮变形协调关系，将时变线性刚度-阻尼模型与附加偏心修正力进行耦合；建立应用滑动轴承的风电齿轮箱行星轮系动力学模型，对比了工况和轴承参数对模型计算精度与系统动态响应的影响，并通过试验加以验证。研究结果表明，齿轮副动态啮合力波动会使滑动轴承刚度-阻尼系数和附加偏心修正力产生周期性变化；在稳定和瞬态工况下，提出的模型可以很好地预测系统响应，尤其是行星轮振动响应；减小滑动轴承宽径比与间隙、增大输入转矩可以改善系统均载性能。