极端运行条件下风电行星齿轮传动系统动态特性研究

结合风力发电机实际运行环境,根据bladed强大的风况模拟效果,对风力机运行状态进行模拟,获取了稳态风、启动工况、停机(刹车)条件下风载荷。以外部风载荷为激励,建立了风电行星齿轮传动系统弯扭耦合动力学模型。通过求解模型,分析得到了系统动载荷,以及稳态风、启动工况、停机(刹车)工况条件下的系统响应特性。结果显示:稳态风条件下,内部激励仍对系统起主要作用。但在风机启动时,系统转速与动载荷振动幅值均逐渐增大,变桨操作介入后,产生瞬时过载,系统振动响应幅值急剧增大至26.7%;停机工况下,刹车及变桨的双重作用,使动载荷与转速迅速减小直至停止工作。     

计入齿形误差的风电机组行星齿轮传动系统动态特性研究

以风电机组行星齿轮传动系统为研究对象,考虑齿形误差因素,建立行星齿轮传动系统平移-扭转动力学分析模型,研究分析各阶次误差对系统动态特性的影响.通过对模型求解,得到不同形式误差下系统动载荷的时域历程和频谱,分析不同形式误差对系统动载荷、太阳轮浮动轨迹以及系统均载性能的影响.研究得出在太阳轮计入齿形误差后,系统动载荷波动以...     

基于全有限元模型的直齿轮动态响应特性研究

在直齿轮传动系统中，啮合刚度是最重要的内部激励源，其引起的加速度响应特征是对齿轮进行状态监测与故障诊断的重要依据。首先，针对传统集中参数法建立的动力学方程的不足之处，采用2节点梁单元建立了齿轮传动系统全有限元动力学模型；其次，考虑齿轮基圆与齿根圆不重合的情况，采用通用齿廓曲线方程获得完整齿廓曲线的描述模型，进而获得了不同失效形式下的齿轮啮合刚度曲线；最后，采用数值方法对动力学模型进行求解，并与实验观测结果进行对比分析。仿真结果表明，在齿轮局部故障的情况下，其时域图形出现了以主动轮旋转周期为间隔的冲击成分，频域中则在啮合频率附近出现了以主动轮转频为间隔的边频带，冲击成分在时域与频域中的强度与局部故障的程度呈正相关关系。实测加速度信号与理论仿真结果呈现了一致的特点，证明了文中所采用方法的正确性。     

大型风力机组钢-混凝土组合塔架动力响应分析

以某陆地5 MW大型风力发电塔架为研究对象,参考GL2010风电塔架设计规范,提出了一种塔架动力响应分析方法。考虑塔顶机舱风轮质量及钢-混组合结构的影响,建立了塔架有限元分析模型。采用Block lanczos法对塔架进行了模态分析,得到了塔架前五阶固有频率和振型。通过模态叠加法求解,得到了不同风输入下塔架的稳态位移动响应时域历程,对激励中各频率成分对塔架动响应的影响进行了分析。结果表明,该塔架不仅可以避免与风轮发生共振,且有较好的抗振特性。     

行星齿轮传动系统动态均载性能与灵敏度分析

行星齿轮传动均载性能主要受到齿轮的制造和装配误差的影响。综合考虑偏心误差、装配误差以及太阳轮的轴向偏斜等因素,构建了行星齿轮机构动力学分析模型。通过求解模型,得到了各误差下系统动载荷的时域历程与频谱,分析了各误差对系统均载系数与太阳轮浮动轨迹的影响。采用有限差分法计算了各误差对系统均载系数的灵敏度,发现装配误差的灵敏度比较大,对系统传动均载性能的影响也比较大,偏心误差的影响则相对较小,研究结果为行星齿轮传动机构的高稳定性设计提供了理论指导。     

含太阳轮故障因素的行星齿轮传动系统动态特性研究

基于故障因素对行星齿轮系统动态特性的影响,用赫兹接触理论,在考虑齿面接触刚度特性的条件下引入弯曲刚度,建立新的传动系统动力学模型。利用扭簧刚度变化分别引入太阳轮裂纹和断齿2种故障因素,分别模拟了行星齿轮传动系统在不同故障因素影响下的运转状态。通过分析动载荷谱、太阳轮浮动轨迹研究故障因素对行星齿轮传动系统动态特性的影响。结果表明:太阳轮出现裂纹故障时,太阳轮浮动轨迹随着裂纹的加深逐渐扩大;在经过裂纹轮齿时,行星轮与内齿圈啮合力振幅少量增加;太阳轮出现断齿故障时,太阳轮浮动轨迹在啮合处发生瞬时大幅度偏移;行星轮与内齿圈啮合力振幅较大,在频域图的低频区域出现大量边频带;故障因素对传动系统的影响随工况条件的改变而变化。     

风电齿轮传动系统弹流润滑特性研究

为研究风电机组齿轮传动系统的润滑特性和动力学特性,以SQI风电机组传动系统实验平台中两级定轴齿轮箱为研究对象,综合考虑齿轮油膜刚度、齿轮啮合刚度以及轴承时变刚度等,计入轴的柔性并采用有限元法建立多自由度渐开线直齿轮动力学模型,利用Newmark 积分方法求解多源时变激励下两级齿轮传动系统的动力学特性。讨论不同工况条件对油膜刚度的影响,并研究系统润滑特性、固有频率和振型的变化规律。研究结果表明,在考虑齿轮润滑效应后,齿轮啮合刚度降低,系统动态特性变化趋于敏感,系统固有特性均有所变化,其中对第11阶影响最为突出,然而在系统共振转速附近,固有特性变化趋势有所减弱。     

齿轮减速器振动噪声研究进展

齿轮减速器是各行业中应用最广泛的动力和运动传输装置,同时也是传动装置中的主要振动噪声源。针对减速器振动噪声形成机理、预测方法及控制措施等方面,综述了该领域国内外近年来的研究进展。介绍了减速器齿轮啸叫噪声与齿轮拍击噪声形成机理,评述了早期使用的经验公式方法以及当前常用的FEM-BEM、SEA等数值方法以及研究中取得的成果。在减速器减振降噪方面,主要针对齿轮参数选用、齿轮箱结构优化、阻尼材料的使用、轮齿修形及主动控制等进行综述,为减速器的减振降噪设计提供了理论基础。最后指出了需要进一步研究的几个问题。     

人字齿轮减速器振动噪声影响因素仿真分析研究

以单级人字齿轮减速器为研究对象,综合考虑轮齿时变啮合刚度、误差、滑动轴承刚度及阻尼的影响,建立了传动系统动力学模型。通过傅里叶级数法求解,得到了轴承动载荷时域历程与频谱。以轴承动载荷为激励,采用FEM/BEM方法计算了减速器辐射噪声,得到齿轮箱声场各场点的噪声谱,分析了齿轮箱固有特性与激励各频率成分对辐射噪声的影响。对多工况下齿轮箱辐射噪声进行了计算,讨论了负载、啮合刚度波动及误差对减速器辐射噪声的影响,得到了辐射噪声随负载、啮合刚度及齿轮误差的变化规律,为减速器的减振降噪设计提供了理论依据。     

风电机行星齿轮传动系统动态特性

采用集中质量方法建立了1.5 MW风电机行星齿轮传动模型,在外载荷作用下采用线性弹簧来模拟轮齿间啮合,推导了行星齿轮各轮副间运动微分方程及动载系数的计算方法。在此基础上,分析了各种不同风况外载荷对系统的影响。结果表明:对于稳态风载荷,在其由小变大的过程中,啮合频率也会增大且能量最大;系统主要影响因子由刚度激励变为载荷激励,动载荷成分也变得比较丰富,出现低频带及边带频。极限阵风强度改变时,载荷瞬时变化,引起动载荷及动载系数激增;极限阵风方向改变时,x、y方向啮合力存在相位角,三个行星轮的外啮合之间有相位差,系统动载荷比阵风载荷增长1倍,轮齿间承载负荷变大。