毕业论文终稿-风力机增速齿轮箱设计[下载就送全套CAD图纸 答辩通过]

需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763图纸预览请见文档前面的插图，原稿更清晰，可编辑摘要风电产业的飞速发展促成了风电装备制造业的繁荣，风力机增速齿轮箱是风力发电整机的配套产品，是风力发电机组中一个重要的机械传动部件，它的重要功能是将风轮在风力作用下所产生的动力传递给发电机，使其得到相应的转速进行发电。本文首先，根据风电齿轮箱承受载荷的复杂性，对其载荷情况进行了分析研究，确定齿轮箱的机械结构，并选取两级行星派生型传动方案，通过计算，确定各级传动的齿轮参数；其次，对行星齿轮传动进行受力分析，得出各级齿轮受力结果，并依据标准进行静强度校核，结果符合安全要求；最后，绘制CAD装配图，并构建了PRO/E的三维模型。通过本次设计，巩固了大学所学专业知识，如机械原理、机械设计、材料力学、公差与互换性理论、机械制图等；掌握了起重机械产品的设计方法并能够熟练使用AUTOCAD制图软件，对今后的工作于生活具有极大意义。关键词风电，增速齿轮箱，设计，校核需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763图纸预览请见文档前面的插图，原稿更清晰，可编辑ABSTRACTTHERAPIDDEVELOPMENTOFWINDPOWERINDUSTRYHASCONTRIBUTEDTOTHEPROSPERITYOFWINDPOWEREQUIPMENTMANUFACTURINGINDUSTRY,WINDTURBINEGEARBOXISTURBINEMATCHINGPRODUCTS,ISINWINDTURBINEISANIMPORTANTMECHANICALTRANSMISSIONPARTS,ITSIMPORTANTFUNCTIONISTHEWINDWHEELUNDERTHEACTIONOFTHEWINDFORCEGENERATEDBYTHEDYNAMICFORCETRANSMITTEDTOTHEGENERATORANDTHECORRESPONDINGSPEEDTOGENERATEELECTRICITYFIRSTLY,ACCORDINGTOTHECOMPLEXITYOFWINDPOWERGEARBOXBEARINGLOAD,THELOADWEREANALYSIS,TODETERMINETHEMECHANICALSTRUCTUREOFTHEGEARBOX,ANDSELECTTWOSTAGEPLANETARYDERIVEDTYPETRANSMISSIONSCHEME,BYCALCULATINGANDDETERMININGLEVELSOFTRANSMISSIONGEARPARAMETERSSECONDLY,THEPLANETARYGEARTRANSMISSIONOFSTRESSANALYSIS,OBTAINEDATALLLEVELSGEARSTRESSRESULTSANDACCORDINGTOTHESTANDARDOFSTATICSTRENGTHCHECKTHERESULTSACCORDWITHSAFETYREQUIREMENTSFINALLY,DRAWASSEMBLYDRAWINGCAD,ANDCONSTRUCTSATHREEDIMENSIONALMODELOFPRO/ETHROUGHTHEDESIGN,THECONSOLIDATIONOFTHEUNIVERSITYOFTHEPROFESSIONALKNOWLEDGE,SUCHASMECHANICALPRINCIPLES,MECHANICALDESIGN,MECHANICSOFMATERIALS,TOLERANCEANDINTERCHANGEABILITYTHEORIES,MECHANICALDRAWINGMASTERTHEDESIGNMETHODOFHOISTINGMACHINERYPRODUCTSANDBEABLETOSKILLFULLYUSEAUTOCADDRAWINGSOFTWARE,FORTHEFUTUREWORKINLIFEISOFGREATSIGNIFICANCEKEYWORDSWINDPOWERGROWTHGEARBOXDESIGNVERIFICATION需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763图纸预览请见文档前面的插图，原稿更清晰，可编辑目录摘要IABSTRACTII第1章绪论111课题背景及意义112风力机齿轮箱国内外现状1121国内外发展现状1122国内技术现状213行星齿轮传动概述3第2章总体方案选定521设计要求及参数选择5211设计要求5212参数选择522方案选择5221方案论述5222方案确定7第3章齿轮设计与校核831第一级行星轮系传动设计与校核8311齿轮基本参数计算8312行星轮齿装配条件验算8313行星传动齿轮强度校核932第二级平行轴圆柱斜齿轮设计与校核13321基本参数计算13322齿轮强度校核1333第三级平行轴圆柱斜齿轮设计与校核16331基本参数计算16332齿轮强度校核17第4章轴及轴上零件的设计与校核20需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763图纸预览请见文档前面的插图，原稿更清晰，可编辑41行星轮心轴的设计与校核20411初步确定轴的最小直径20412行星轮心轴强度计算20413行星轮轴承寿命计算2042圆柱齿轮传动中间齿轮轴设计21421初步确定轴的最小直径21422轴的结构设计2143圆柱齿轮传动输出轴的设计23431初步确定轴的最小直径23432轴的结构设计2344输入轴连接形式选择及计算25第5章箱体及其他部件的设计2751箱体设计2752齿轮箱的密封、润滑、冷却27521齿轮箱的密封27522齿轮箱的润滑、冷却2853齿轮箱的使用安装29第6章基于PRO/E的三维设计3061PRO/E软件概述3062三维模型设计32621齿轮32622行星架33623齿轮轴33624箱体、箱盖3463三维装配设计34总结35参考文献36致谢37需要CAD图纸，Q咨询414951605要CAD图纸，Q咨询414951605要CAD图纸，Q咨询414951605要CAD图纸，Q咨询414951605要CAD图纸，Q咨询414951605要CAD图纸，Q咨询4149516051章绪论11课题背景及意义经济、能源与环境的协调发展是实现国家现代化目标的必要条件。为了解决化石能源的不断消耗对经济可持续发展和环境的影响问题，我国和一些主要发达国家在未来能源规划中，都明确提出了可再生能源发展的具体目标。在国家中长期（20062020年）科学和技术发展规划纲要中，将可再生能源规模化利用列为能源可持续发展中的关键科学问题之一。风力发电是清洁可再生能源，蕴存量巨大，具有实际开发利用价值。中国水电资源370GW，风能资源有250GW，风能与水能总量旗鼓相当。风力发电机组中的齿轮箱是一个重要的机械部件，其主要功用是将风轮在风力作用下所产生的动力传递给发电机并使其得到相应的转速。通常风轮的转速很低，远达不到发电机发电所要求的转速，必须通过齿轮箱齿轮副的增速作用来实现，故也将齿轮箱称之为增速箱。齿轮箱作为传递动力的部件，在运行期间同时承受动、静载荷。其动载荷部分取决于风轮、发电机的特性和传动轴、联轴器的质量、刚度、阻尼值以及发电机的外部工作条件。开发新能源是国家能源建设实施可持续发展战略的需要，是促进能源结构调整、减少环境污染、推进技术进步的重要手段。风力发电是新能源技术中最成熟、最具规模开发条件和商业化发展前景的发电方式之一。12风力机齿轮箱国内外现状需要CAD图纸，Q咨询414951605或13041397637121国内外发展现状风力机增速齿轮箱是风力发电整机的配套产品，是风力发电机组中一个重要的机械传动部件，它的重要功能是将风轮在风力作用下所产生的动力传递给发电机，使其得到相应的转速进行发电。风力发电机组通常安装在高山，荒野，海滩，海岛等野外风口处，经常承受无规律的变相变负荷的风力作用以及强阵风的冲击，并且常年经受酷暑严寒和极端温差的作用，故对其可靠性和使用寿命都提出了比一般机械产品高得多的要求。国外兆瓦级风电齿轮箱是随风电机组的开发而发展起来的，RENK，FLENDER等风电齿轮箱制造公司在产品开发过程中采用三维造型设计，有限元分析，动态设计等先进技术，并通过模拟和试验测试对设计方案进行验证。此外，国外通过理论分析及试验测试对风电齿轮箱的运行性能进行了系统的研究，为风电齿轮箱的设计提供了可靠的依据。国家标准GB/TL97032003和国际标准IS08140042005都对风电齿轮箱设计提出了具体的设计规范和要求。尽管国际上齿轮箱设计技术已经比较成熟，但统计数据表明，齿轮箱出现故障仍然是M机故障的最主要原因，约占风力机故障总数的20左右。由于我国商业化大型风力发电产业起步较晚，技术上较欧美等风能技术发达国家存在较大差距。做为世界上的风能大国，目前我国大型风力发电机组的开发主要是引进国外成熟的技术，关键就因为我国的设计水平不高。目前我国主要有几家公司制造风电齿轮箱南京高精齿轮有限公司，重庆齿轮箱有限责任公司，杭州前进齿轮箱集团。122国内技术现状目前国内已基本掌握了兆瓦以下风电增速箱的设计制造技术国产风电机组的主流机型为600KW800KW其增速齿轮箱已在重庆齿轮箱有限责任公司，南京高精齿轮集团有限公司，杭州前进齿轮箱集团有限公司等厂家批量生产。尽管如此我国风电齿轮箱仍是风电设备国产化中的薄弱环节尚不能满足市场需求。目前国内风电机组的技术引进基本上是以产品生产许可方式进行的从国外引进的只是风力发电机组的集成技术并不包括齿轮箱的设计制造技术。国内风力发电增速齿轮箱的设计基本是参照引进集成技术中的齿轮箱采购规范进行的齿轮箱的结构需要CAD图纸，Q咨询414951605计和外联结尺寸按进口风力发电机组要求进行类比设计。因此国内并未真正引进风电齿轮箱的设计制造技术更谈不上完全掌握先进的设计制造技术。在风力发电传动装置技术研究方面国内起步较晚基础较薄弱人才匮乏。郑州机械研究所近几年来对国内外风电齿轮箱先进技术进行了跟踪研究并依靠几十年的齿轮传动和强度等专业的成果，经验的积累开发出了全套风力发电传动装置设计分析软件WINGEAR。此外郑州机械研究所还开发了基于SOLIDWORKS的智能型CAE分析系统能方便地实现对箱体，行星架，输入轴等重要零部件的有限元分析和优化。13行星齿轮传动概述行星齿轮传动在我国已有了很多年的进展史，很久已有了应用。不过，自20百年60时代以来，我国才着手对行星齿轮传动施行了较深化、系统的研讨和试着制做办公。不管是在预设理论方面，仍然在试着制做和应用实践方面，均获得了较大的业绩,并取得了很多的研讨成果。近20积年来，特别是我国改革开放以来，随着我国科技水准的进步提高和进展，我国已从天底下很多工业发达国度引进了数量多先进的机械设施和技术，通过我国机械科学技术担任职务的人不断积极的借鉴和克化，与时俱进，拓宽创新地尽力尽量奋勇前进，使我国的行星传动技术有了迅疾的进展1。本课题经过对行星齿轮降低速度器的结构预设，开始阶段的计算出各零件的预设尺寸和装配尺寸，并对牵涉到最后结果施行参变量化剖析，为行星齿轮降低速度器产品的研发和性能名声成功实现行星齿轮降低速度器规模化出产供给了参照和理论根据。经过本预设，要能弄懂该降低速度器的传动原理，达到对所学知识的温习与强化，因此在往后的办公中能解决大致相似的问题。我国的低速重载齿轮技术，尤其是硬齿面齿轮技术也经历了测绘仿造等阶段，从无到有逐层进展起来。除开摸索掌握制作技术外，在20百年80时代末至90时代初推广硬齿面技术过程中，我们还作理解决“断轴”、“选用”等一系列有意义的办公。（1）渐开线行星齿轮速率的研讨行星齿轮传动的速率作为名声器传动性能优劣的关紧指标之一，国里外有很多需要CAD图纸，Q咨询414951605者对此施行了系统的研讨。如今，计算行星齿轮传动速率的办法众多，国里外学者提出了很多相关行星齿轮传动速率的计算办法，在预设计算中，较常用的计算方有3种牙齿咬紧功率法、力偏移法、和转速比法（克莱依涅斯法），那里面以牙齿咬紧功率法的用场最为广泛，此办法用来计算平常的的2K2H和3K型行星齿轮的速率非常便捷。（2）渐开线行星齿轮均载剖析的研讨目前的状况行星齿轮传动具备结构紧凑密切、品质小、大小小、承载有经验大等长处。这些个都是因为在其结构上认为合适而使用了多个行星轮的传动形式，充分利用了齐心轴齿轮之间的空间，运用了多个行星轮来分肩负荷，形成功率流，并合理的认为合适而使用了内牙齿咬紧传动，因此使其具有了上面所说的的很多长处。为了更好的施展行星齿轮的优良性，均载的问题就成了一个非常关紧的课题。在结构方面，原先许多人只尽力尽量地增长齿轮的加工精密度，因此要得行星齿轮的制作和装配变得比较艰难。后来经过时间采取了对行星齿轮的基本构件径向不加限止的专门处理办法和其他可半自动调位的办法。需要CAD图纸，Q咨询414951605或130413976310第2章总体方案选定21设计要求及参数选择211设计要求独立设计风力机增速齿轮箱。主要包含以下内容（1）增速齿轮箱方案选择与设计；（2）传动齿轮设计计算及强度校核；（3）传动轴和箱体设计计算及校核；（4）基于PRO/E的参数化造型。212参数选择根据设计要求本次设计选定基本参数如下增速器齿轮箱的主要设计要求如表21所示。表21原始设计要求输入功率880KW额定功率800KW额定输出转速14001600R/MIN额定输入转速2030R/MIN增速比6075分度圆压力角20模数51022方案选择221方案论述风力发电机组齿轮箱的种类很多，按照传统类型可分为圆柱齿轮箱、行星齿轮箱以及它们互相组合起来的齿轮箱；按照传动的级数可分为单级和多级齿轮箱；按照传动的布置形式又可分为展开式、分流式和同轴式以及混合式等。常用齿轮箱形式及其特点和应用见表21。表21常用风力发电机组增速箱的形式和应用传递形式传动简图推荐传动比特点及应用需要CAD图纸，Q咨询414951605或130413976311展开式60821I结构简单，但齿轮箱对于轴承的位置不对称，因此要求轴有较大刚度。高速级齿轮布置在原理转矩输入端，这样，轴在转矩作用下产生的扭转变形可部分抵消，以减缓沿齿宽载荷分布不均现象，用于载荷比较平缓场合。高速级一般做成斜齿，低速级可做成直齿分流式60821I结构复杂，但由于齿轮箱对于轴承对称布置，与展开式相比载荷沿齿宽分布均匀、轴承受载较均匀，中间轴危险截面上的转矩只相当于轴所传递转矩的一半，适用于变载荷的场合。高速级一般用斜齿，低速级可用直齿或人字齿同轴式60821I减速器横向尺寸较小，两对齿轮浸入油中深度大致相同，但轴向尺寸和重量较大，且中间轴较长、刚度差，使沿齿宽载荷分布不均匀，高速轴的承载能力难于充分利用两级圆柱齿轮传动同轴分流式60821I每对啮合齿轮仅传递全部载荷的一半，输入轴和输出轴只承受转矩，中间轴只受全部载荷的一半，故与传递同样功率的其他减速器相比，轴颈尺寸可以缩小对于08兆瓦级风电齿轮箱，传动比多在50100左右，一般有两种传动形式一级行星两级平行轴圆柱齿轮传动，两级行星一级平行轴圆柱齿轮传动。相对于平行轴圆柱齿轮传动，行星传动的以下优点传动效率高，体积小，重量轻，结构简单，制造方便，传递功率范围大，使功率分流；合理使用了内啮合；共轴线式的传动装置，使轴向尺寸大大缩小而；运动平稳、抗冲击和振动能力较强。在具有上述特点和优越性的同时，行星齿轮传动也存在一些缺点结构形式比定轴齿轮传动复杂；对制造质量要求高由于体积小、散热面积小导致油温升高，故要求严格的润滑与冷却装置。这两种行星传动与平行轴传动相混合的传动形式，综合了两者的优点。222方案确定依据提供的技术数据，经过方案比较，采用一级行星派生型传动，即一级行星需要CAD图纸，Q咨询414951605或130413976312传动两级平行轴定轴传动。根据选定的电机的输入速度和经过减速机构减速后的输出速度，确定出这个减速机构的传动比范围。取输入转速25RPM取增速机构增速后的输出速度1550RPM（21）62510I根据减速装置的用途和工作特点，传动形式定位两级定轴传动单级行星传动，行星传动的结构形式确定为单级2KH（NWG）型行星传动机构。确保其稳定性，行星轮数目为4，其传动比范围为。由此，初定传动比分配情况如下5612I第一级定轴传动330441I第二级定轴传动363152第三级行星传动516673I考虑到880KW风力发电机大功率，要求结构紧凑、高可靠性等特点，结合中国船级社风力发电机组规范，本文采用的传动形式如图21。图21风力发电机组增速箱传动简图增速器传动结构分为三级，第一级为行星轮系，第一级行星架为输入端，由第需要CAD图纸，Q咨询414951605或130413976313一级太阳轮传递至第二级斜齿圆柱齿轮平行轴轮系传动；第三级采用斜齿圆柱齿轮平行轴轮系传动，直接与电机相联。第3章齿轮设计与校核31第一级行星轮系传动设计与校核311齿轮基本参数计算根据初定条件即（31）CNZIWABHCZA41675尽可能取质数，则24A3C（32）1675ABBHZI计算BZ（33）10BAHAWBINC计算并初选C（34）3821ABCZ初选27CZ预计啮合角00CBAC312行星轮齿装配条件验算（1）同心条件为了保证中心轮和行星架轴线重合，各对啮合齿轮间的中心距必须相等。而对于角度变位传动，应为（35）TBCTACZZOSS（2）装配条件需要CAD图纸，Q咨询414951605或130413976314由于各行星轮必须均布于中心齿轮之间。为此，各齿轮齿数与行星轮个数必须满足装配条件，否则，会出现行星齿轮无法装配的情况。单排2KH行星传动的装配条件为两中心轮的齿数之和应为行星轮数目的整数倍。即（整数）（3CNZWCA6）（3）邻接条件保证相邻两行星轮的齿顶不相碰即（37）ACWDNA180SI2根据以上条件，初选模数为10MM，按照技术要求查阅相关手册，确定第一级行星轮系具体参数如表31。表31第一级行星轮系参数齿数模数变位系数齿顶圆齿根圆分度圆螺旋角中心轮241002602152400行星轮381004003553800第一级内齿圈100100980102510000313行星传动齿轮强度校核在行星轮系传动中，太阳轮与行星轮间接触强度最大，故只需验证该啮合副齿轮接触强度即可。根据中国船级社风力发电机组规范，对各级行星轮系进行强度校核。（1）太阳轮与行星轮外啮合接触强度及弯曲强度校核太阳轮A和行星轮C的材料选用20CRMNTI，渗碳淬火，齿面硬度5660HRC，查阅手册，选取HLIM1500MPA，FLIM480MPA输入轴转矩（41）MN36102589052NPTH太阳轮输入转矩为需要CAD图纸，Q咨询414951605或130413976315（42）MN81650217321IT太阳轮轮齿上的转矩为（4641PNKT3）式中NP行星轮个数，NP4；KP太阳轮浮动时载荷分配的不均衡系数，KP115。查手册选取齿宽系数830D计算齿宽为（44）M21924011B取20B205各系数的确定如下使用系数71AK动载系数为（45）0158318024031031221UVZV式中小齿轮的速度，（46）1M/S/S69461NDV接触强度计算时的齿向载荷分布系数为（47）27503/80521BDBKH弯曲强度计算时的齿向载荷分布系数为（48）419090HF齿轮间载荷分布系数为（49）1FHK则综合系数为需要CAD图纸，Q咨询414951605或130413976316（410）25170175HVAHK（411）04FF齿面接触应力为（412）04MPA120481593512701758529BDUKZTHVAHE式中钢制齿轮的弹性系数，（413）EZ2N/M9EZ节点区域影响系数，（414）H52H螺旋角系数，（415）1COS重合度系数，（416）Z803654Z为与的重合度，241381圆周力，（417）TFN85922406703DTT齿面许用接触应力为（418）MPA13805916LIMHWRXVLHPSZ接触强度的安全系数为（419）321048HPS式中润滑系数，（420）LZ02159159240LZ速度系数，（421）V960815793157930VV需要CAD图纸，Q咨询414951605或130413976317粗糙度系数，RZ（422）94025831015308308DUZ工作硬化系数，；WZ1WZ接触强度计算时的尺寸系数，（423）X1051NXMZ太阳轮齿根弯曲应力为（424）MPA3012085910756410BMFKYTVAFSF式中重合度系数，（4Y701652COS72Y25）螺旋角系数，（426）120齿形系数，。FSY64FSY齿根许用弯曲应力为（427）MPA652148095012LIMFXRRELTLSTFPS齿根弯曲强度的安全系数为（428）93065FP（2）行星轮与内齿圈弯曲强度校核内齿轮的材料选用42CRMO，调质，齿面硬度HBS260，查手册，选取HLIM720MPA，FLIM320MPA内齿轮齿根弯曲应力为需要CAD图纸，Q咨询414951605或130413976318（429）MPA13046081592201756410BMFKYTVAFSF齿根许用弯曲应力为（430）PA4382519012LIMFXRRELTLSTFPSY齿根弯曲强度的安全系数为（431）371048FP32第二级平行轴圆柱斜齿轮设计与校核321基本参数计算齿数分配如下21ZIZ具体参数如表32。表32第二级平行轴斜齿轮参数分度圆直径；876341D82142D标准中心距50A322齿轮强度校核材料选用20CRMNTI，渗碳淬火，齿面硬度5660HRC，查阅手册，选取HLIM1500MPA，FLIM480MPA输入轴转矩，（432）MN8165022TRP1729N齿数模数变位系数齿顶圆齿根圆分度圆螺旋角斜齿轮一699065287612866348712第二级斜齿轮二199019282152811748212需要CAD图纸，Q咨询414951605或130413976319查手册选取齿宽系数1D计算齿宽为（433）M87411B取M752B80B齿轮Z1受到转矩为（434）N231796635221IT各系数的确定如下使用系数75AK动载系数为（435）026135167841903103122UVZV式中小齿轮的速度，（436）M/S784/S1065874106NDV接触强度计算时的齿向载荷分布系数为（437）3810/521BDBKH弯曲强度计算时的齿向载荷分布系数为（438）9090HF齿轮间载荷分布系数为（439）1FHK齿面接触应力为式1352MPA17584029631538102675180940BDUZTHVAHE需要CAD图纸，Q咨询414951605或130413976320中钢制齿轮的弹性系数，（440）EZ2N/M190EZ节点区域影响系数，（441）H45H螺旋角系数，（442）9012COS重合度系数，为与的重Z836754Z19Z26合度，（443）6751圆周力，（444）TFN1072981749620DTT齿面许用接触应力为（445）MPA1425090592LIMHWRXVLHPSZ接触强度的安全系数为（446）051324HPS式中润滑系数，（447）LZ2019150924LZ速度系数，（448）V9873415930157930VV粗糙度系数，RZ94508176351051530308DUZ工作硬化系数，；WZWZ接触强度计算时的尺寸系数，X0515NXMZ结果计算发现第二级斜齿圆柱齿轮接触强度不够高，应采取变位。为尽可能提需要CAD图纸，Q咨询414951605或130413976321高齿轮的接触强度，应按最大啮合角选取总变位系数。由X，查变位系数线图得其总变位系数。869121Z12分配变位系数、。根据传动比由变位系数线图得，X270X（449）417012X再次验算齿轮接触强度为式186MPA175840296315381026751809520BDFUKZTHVAHE中节点区域影响系数，HZHZ接触强度的安全系数为（450）201864HPS经变位后齿轮接触强度得到明显提高。第二级齿轮齿根弯曲应力为（451）MPA4129175023802617548069BMFKYTVAFSF式中重合度系数，Y6906COS22Y螺旋角系数，（452）87012齿形系数，。FSY4FSY齿根许用弯曲应力为（453）MPA652148095012LIMFXRRELTLSTFPS需要CAD图纸，Q咨询414951605或130413976322输入齿齿根弯曲强度的安全系数为（454）601425FPS33第三级平行轴圆柱斜齿轮设计与校核331基本参数计算齿数分配如下231ZIZ具体参数如表33。表33第三级平行轴斜齿轮参数齿数模数变位系数齿顶圆齿根圆分度圆螺旋角斜齿轮一666041263856400687第三级斜齿轮二206013341064121487分度圆直径；401D412D标准中心距2A332齿轮强度校核材料选用20CRMNTI，渗碳淬火，齿面硬度5660HRC，查阅手册，选取HLIM1500MPA，FLIM480MPA输入轴转矩，（455）MN2317962TRP074692N查手册选取齿宽系数D计算齿宽为（456）13211B取M352B40B小齿轮受到转矩需要CAD图纸，Q咨询414951605或130413976323（457）MN95421302179621IT各系数的确定如下使用系数5AK动载系数为（458）067195421670230103121UVZV式中小齿轮的速度（459）M/S6710/S106543106NDV接触强度计算时的齿向载荷分布系数为（460）3781/8521BDBKH弯曲强度计算时的齿向载荷分布系数为（461）4379090HF齿轮间载荷分布系数为（462）1FHK齿面接触应力为（463）129MPA13524809952137806175805BDUKZTHVAHE式中钢制齿轮的弹性系数，（464）EZ2N/MEZ节点区域影响系数，H52H螺旋角系数，（465）1COS重合度系数，为与的重合度，Z78064Z21Z65需要CAD图纸，Q咨询414951605或130413976324（466）82圆周力，（467）TFN4809132502DTT齿面许用接触应力为MPIMHWRXVLHPSZ齿面接触强度安全系数为（468）26194HP齿根弯曲应力为（469）MPA208913570240671584170BMFKYTVAFSF式中重合度系数Y（470）70COS6471025COS75022螺旋角系数，（480）Y0Y齿形系数，。FS84FS齿根许用弯曲应力为（481）MPA652148095012LIMFXRRELTLSTFPSY齿根弯曲强度安全系数为（482）1532086FPS由上述校核可知，该传动设计方案基本符合强度要求，切实可行。该方案选取需要CAD图纸，Q咨询414951605或130413976325大齿宽和高等级制造精度保证机构运动平稳，避免了点蚀和胶合等失效情况的出现，选取合适的传动比来满足传动要求，对于第二级斜齿圆柱齿轮传动的初设计经校核和变位后接触强度得到明显改善，结构较安全可靠。需要CAD图纸，Q咨询414951605或130413976326第4章轴及轴上零件的设计与校核41行星轮心轴的设计与校核411初步确定轴的最小直径选取轴的材料为42CRMO，调制处理260290HBS，B9001100MPA，02650MPA。于是得（51）M2617901330MINPAD为了与轴承相适应，故需同时选取轴承型号。因轴承主要承受径向载荷，且行星轮轴线在传动中要保持与太阳轮良好的平行，以避免附加载荷，所以选用调心滚子轴承，性能、特点与调心球轴承相同，且具有较大的径向承载能力。并根据最小轴径12726MM，查机械手册初步选取标准调心滚子轴承型号为22326C/W33。其尺寸为M9328013BDD故行星轮心轴最小直径为130MM。412行星轮心轴强度计算作用在心轴上的载荷按均布载荷计算，则最大弯矩为（52）MN560948271598/22MAXLFQLMT行星轮心轴的弯曲应力为（53）MPA160PA52A130569403AXD413行星轮轴承寿命计算采用轴承为22326C/W33，,M93283BDD。KG528N,94WCR行星架转速为需要CAD图纸，Q咨询414951605或130413976327R/MIN25H行星轮绝对转速为（54）R/MIN5917R/IN3824167591GAGZI行星轮相对行星架的相对转速为（55）R/IN2641059HGN轴承寿命为（56）H564730928164060130310TRHGHFCNL42圆柱齿轮传动中间齿轮轴设计421初步确定轴的最小直径选取轴的材料为42CRMO，调制处理260290HBS，B9001100MPA，02650MPA。于是得（57）M3910874610330MINPAD中间轴的最小直径显然是安装轴承处轴的直径，为了与轴承相适应，故需同时选取轴承型号。因轴承既受轴向力，又受径向力，所以选用圆锥滚子轴承。可以同时承受径向载荷及轴向载荷外圈可以分离，安装时可调整轴承的游隙，一般成对使用。根据最小轴径10839MM，查机械手册选用初步选取标准圆锥滚子轴承型号为30322。其尺寸为M42504M201CBTDD故最小轴径为110MM。422轴的结构设计1拟定轴上零件的装配方案本设计的装配方案在前面已经分析，现选用如图41所示的装配方案需要CAD图纸，Q咨询414951605或130413976328图41中间轴的结构与装配2根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度因轴承同时受有径向力和轴向力的作用，故选用单列圆锥滚子轴承。参照工作要求，查机械手册选择0基本游隙组、标准精度级的单列圆锥滚子轴承30322，根据其基本尺寸确定；而。M1VIIDM54VIL右端滚动轴承采用轴肩进行定位。由手册上查得30322型轴承的定位轴肩安装尺寸。因此取。轴环宽度42AX,124MINBADD136VID，取。HB415VIL取安装齿轮处的轴段IIIII的直径；齿轮左端与左轴承之间M12ID采用套筒定位。已知齿轮轮毂的宽度为135MM，为了使轴套筒端面可靠地压紧齿轮，此轴段应略短于轮毂宽度，故取。30IL因为轴段IIIIV处是齿轮轴段，故LIV18取齿轮距箱体内壁距离，考虑到箱体的铸造误差，在确定滚动轴承M2A位置时，应距箱体内壁一段距离S，取S10MM，已知滚动轴承宽度T545MM，则。取整90MM。895M0154105ASTLI至此，已初步确定了轴的各段直径和长度。3轴上零件的周向定位齿轮与轴的周向定位采用平键连接。按查手册得平键截面ID，键槽用键槽铣刀加工，由轮毂宽度再参考键的长度系列，取M1832HB键长L110MM，略小于轮毂宽度。同时为了保证齿轮与轴配合有良好的对中性，故选择齿轮毂与轴的配合为；滚动轴承与轴的周向定位是由过渡配合来保证的，67NH需要CAD图纸，Q咨询414951605或130413976329此处选轴的直径尺寸公差为M6。4确定轴上圆角和倒角尺寸参考手册，取轴端倒角为，各轴肩处得圆角半径为R2MM。45243圆柱齿轮传动输出轴的设计431初步确定轴的最小直径选取轴的材料为42CRMO，调制处理260290HBS，B9001100MPA，02650MPA。于是得（58）M547108330MINPAD输出轴的最小直径显然是安装联轴器处的直径，为了与联轴器的孔径相适应，故需同时选取联轴器型号。联轴器的计算转矩（59）MN7303142TKACA式中工作情况系数，考虑到转矩变化和冲击载荷大，选用23。AAK按照计算转矩应小于联轴器公称转矩的条件，查手册，选用LZ6YB80172CA型弹性柱销联轴器，公称转矩为8000NM。半联轴器与轴配合榖孔长度。M172L432轴的结构设计1拟定轴上零件的装配方案本设计的装配方案在前面已经分析，现选用如图42所示的装配方案。图42输出轴的结构与装配2根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度需要CAD图纸，Q咨询414951605或130413976330为了满足半联轴器的轴向定位要求，VIIVIII轴段左端需制出一轴肩，故取VIVII段的直径；左端用轴端挡圈定位，按轴端直径取挡圈直径M90VIDD92MM。为了保证轴端挡圈只压在半联轴器上而不压在轴的端面上，故VIIVIII段的长度应比略短一些，现取。1L170VIL初步选择滚动轴承。因轴承主要受径向力作用，而且要求输平稳，所以选用圆柱滚子轴承和调心滚子轴承配合。可以承受较大径向载荷同时能够自动调心，允许内圈对外圈轴线偏斜量1525。参照工作要求并根据，查机械M90VID手册中初步选取0基本游隙组、标准精度等级的单列调心滚子轴承22219CCK/W33，其基本尺寸为M431795BDD故，而。VIVIL右端滚动轴承采用轴肩定位。由手册上查得22219C/W33型轴承定位轴肩高度H6MM，因此，取。107VID因为轴段IIIIV为齿轮轴段，故取。M140IVL取轴段III处与轴段VIVII处相同的轴承直径，因此，参照M95ID工作要求，由轴承产品目录中初步选取0基本游隙组、标准精度级的单列圆柱滚子轴承NU219E，其基本尺寸为M512317M95WFBDD因此，又根据轴承安装尺寸、，选择32ILAXDM106INADIIIII段直径为。108ID轴承端盖的总宽度为20MM。根据轴承端盖的装拆及便于轴承加润滑脂的要求，取端盖的外端面与半联轴器左端间面间的距离，故取。30L50VIL取齿轮距箱体内壁之距离A20MM，考虑到箱体的铸造误差，在确定滚动轴承位置时，应距箱体内壁一段距离S，取S8MM，已知滚动轴承宽度，参M24B需要CAD图纸，Q咨询414951605或130413976331考中间轴总长度，则M06283ASBLIM0423140632479VIIIIVILLLL至此，已初步确定了输出轴的各段直径和长度。3轴上零件的周向定位半联轴器与轴的周向定位采用平键连接。按，查手册得平键截面80VID，键槽用键铣刀加工，长为140MM，半联轴器与轴的配合为M142HB。滚动轴承与轴的周向定位是由过渡配合来保证的，此处选轴的直径尺寸公差67KH为M6。4确定轴上圆角和倒角尺寸参照手册，取轴端倒角为245，轴肩处的圆角半径为R2MM或R16MM。44输入轴连接形式选择及计算考虑到风力发电机的输入轴的安装和拆卸麻烦，并且受重在载冲击，所以输入轴采用胀紧连接。胀紧连接的主要用途是代替单键和花键的连接作用，以实现机件与轴的连接，用以负荷，其功能在使用中分胀紧与锁紧两大类。胀紧套在使用时通过高强度螺栓的作用，使内环与轴之间、外环与轮毂之间产生巨大的抱紧力，使内环与轴之间产生抱紧，常称作锁紧盘或锁紧环，如、型。当承受负荷时，靠胀紧套与机件7Z10的结合力及相伴产生的摩擦力传递转矩、轴向力或两者的复合载荷。胀紧连接是一种新型传动连接方式，与一般过盈连接、有键连接相比，有许多独特的优点1使用胀套使主机零件制造和安装简单。安装胀套的轴和孔的加工不像过盈配合那样要求高精度的制造公差。胀套安装时无需加热、冷却或加压设备，只需将螺栓按要求的转矩拧紧即可。且调整方便，可以将轮毂在轴上方便地调整到所需位置。胀套也可用来连接焊接性差的零件。2胀套的使用寿命长，强度高。胀套依靠摩擦传动，对被连接件没有键槽削弱，需要CAD图纸，Q咨询414951605或130413976332也无相对运动，工作中不会产生磨损。3胀套连接在超载时，将失去连接作用，可以保护设备不受破坏。4胀套连接可以承受多重负荷，其结构可以做成多种式样。根据安装负荷大小，还可以多个胀套串联使用。5胀套拆卸方便，且具有良好的互换性。由于胀套能把较大配合间隙的轴毂结合起来，拆卸时将螺栓宁松，即可使被连接件容易拆开。胀紧时，接触面紧密贴合不易锈蚀，也便于拆开。输入轴最小直径计算选取轴的材料为42CRMO，调制处理260290HBS，B9001100MPA，02650MPA。于是得（510）M01825810330MINPAD输入轴转矩为（511）N356295NT根据输入轴最小直径和输入转矩查机械手册选择48501Z型胀套。其基本尺寸为19JB/734M230M48530HLDDW需要CAD图纸，Q咨询414951605或130413976333第5章箱体及其他部件的设计51箱体设计箱体是传动齿轮箱的重要零件，它承受来自风轮的作用力和齿轮传动时产生的反力。箱体必须有足够的刚性去承受力和力矩的作用，防止变形，保证质量。箱体的设计应该按照风力发电机组动力传动的布局，加工和装配，检查以及维护等要求来进行。应该注意轴承支撑和机座支承的不同方向的反力及其相对值，选取合适的支承结构和壁厚，增加必要的加强筋。同时加强筋的位置必须与引起箱体变形的作用力方向一致。对于传动齿轮箱箱体材料选择，采用铸铁箱体可以发挥其减震性，易于切削加工等特点，适于批量生产。常用的材料有球墨铸铁和其他的高强度铸铁和其他高强度铸铁。设计铸造箱体时应该避免壁厚突变，减小厚壁差，以免产生缩孔和缩松等缺陷。在大型风力发电机的单件小批量生产时，多采用的是焊接或焊接与铸造相结合的箱体。为减少机械加工过程中和使用中的变形，为防止出现裂纹，无论是铸造或是焊接箱体均应该进行退火，时效处理，以消除内应力。为了方便装配和定期检查齿轮的啮合情况，在箱体上应该设有观察窗。机座一旁设有连体吊钩，供起吊整台齿轮箱。52齿轮箱的密封、润滑、冷却521齿轮箱的密封齿轮箱轴伸部位的密封一方面应能防止润滑油外泄，同时也能防止杂质进入箱体内。常用的密封分为非接触式密封和接触式密封两种。（1）非接触式密封。非接触式密封不会产生磨损，使用时间长。轴与端盖孔间的间隙行程的密封，是一种简单的密封。间隙大小取决于轴的径向跳动大小和端盖孔相对于轴承孔的不同轴度。在端盖孔或轴颈上加工出一些沟槽，一般是24个，形成所谓的迷宫，沟槽底部开有回油槽，使外泄的油液遇到沟槽改变方向输回箱体中。也可以在密封的内侧设置甩油盘，阻挡飞溅的油液，增强密封效果。需要CAD图纸，Q咨询414951605或130413976334（2）接触式密封。接触式密封使用的密封可靠，耐久，摩擦阻力小。容易制造和装拆，应能随压力的升高而提高密封能力和有利于自动补偿磨损。常用的旋转用唇形密封有多种方式，可按标准选取。密封部位轴的表面粗糙度R02063与密封圈接触的轴表面不允许有螺旋形机加工痕迹。轴端应有小于30的导入角，倒角上不应有锐边，毛刺和粗糙的机加工残留。本次设计采用了以上的第二种密封方式。522齿轮箱的润滑、冷却齿轮箱的润滑十分重要，良好的润滑能够对齿轮和轴承起到足够的保护作用。为此，必须高度重视齿轮的润滑问题，严格按照规范保持润滑系统长期处于最佳状态。齿轮箱常用飞溅润滑或强制润滑，一般以强制润滑为多见。因此，配备可靠的润滑系统尤为重要。在机组润滑系统中，齿轮泵从油箱将油液经过滤油器输送到齿轮箱的润滑系统，对齿轮箱的齿轮和传动件进行润滑，管道上装有各种监控装置，确保齿轮箱在运转过程中不会出现漏油。保持油液的清洁作业十分重要，即使是第一次使用新油，也要经过过滤，系统中除了主滤油器之外，最好加装旁路滤油器辅助滤油器，以确保油液的洁净。对润滑油的要求应考虑能够起齿轮和轴承的保护作用。此外好应具备以下性能（1）减少摩擦和磨损，具有高强的承载能力，防止胶合；（2）吸收冲击和振动；（3）防止疲劳点蚀；（4）冷却，防锈，抗腐性。风力发电齿轮箱属于闭式齿轮动类型，其主要的失效形式是胶合与点蚀，故在选择润滑油时，重点是保证有足够的油膜厚度和边界膜强度。润滑油系统中的散热器常用风冷式的，有系统中的温度传感器控制，在必要时通过电控旁阀自动打开冷却回路，使油液先流经散热器散热，再进入齿轮箱。齿轮和轴承轴承在转动过程中他们实际都是非直接接触的，这中间是靠润滑油建成油膜，使其形成非接触性的滚动和滑动，这是油起到了润滑的作用。虽然他们是非接触的滚动和滑动，但由于加工精度等原因使其转动中有相对的滚动摩擦和滑需要CAD图纸，Q咨询414951605或130413976335动摩擦，这都会产生一定的热。如果这些热量在转动的过程中没有消除，势必会越积越多，最后导致高温烧毁齿轮和轴承，因此齿轮和轴承在转动过程中必须用润滑油来进行冷却。所以润滑油一方面其润滑作用，另一方面起冷却的作用。对于齿轮箱，对于所有齿轮和轴承，我们都要采用强制润滑，原因有1强制润滑可以进行监控，而飞溅润滑是监控不了的，从安全性考虑，采用强制润滑。2现在风力机齿轮箱功率越来越大，其功率损耗也越来越大因此飞溅润滑已经满足不了冷却的作用这是需要进行强制润滑的。53齿轮箱的使用安装齿轮箱的主动轴与叶片轮的连接必须可靠紧固。输出轴若直接与电机联结时，应采用合适的联轴器，最好的弹性联轴器，并串接起来保护作用的安全装置，齿轮箱轴线上和与之相连的部件的轴线应保证同心，其误差不得大于所选用的联轴器的齿轮箱的允许值，齿轮箱体上也不允许承受附加的扭转力。齿轮箱安装后用人工搬动应灵活，无卡滞现象。打开观察窗盖检查箱体内部机件应无銹蚀现象。用涂色法检验，齿面接触斑点应达到技术条件的要求。需要CAD图纸，Q咨询414