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风力发电机偏航传动系统的设计与分析【含CAD图纸】

图片展示附件预览 2022-01-03 文件列表浏览下载收藏已收藏 报告错误 手机访问 [复制链接]

0偏航行星减速器总装装配图

目录
[摘要] 1
[Abstract] 1
第1章引言2
1.1风力发电和风力发电机简介2
1.2风力发电技术的国内外发展现状2
1.3偏航减速器简介2
1.4课题意义4
第2章总体方案设计5
2.1技术要求5
2.2主要技术参数5
2.3总体方案设计6
第3章行星轮传动设计计算8
3.1方案设计8
3.2传动比分配8
3.3第一级行星齿轮传动9
3.3.1配齿数9
3.3.2初步计算齿轮主要参数9
3.3.3几何尺寸计算10
3.3.4齿面疲劳强度校核11
3.3.5第一级行星轮轴强度计算13
3.3.6第一级花键强度计算13
3.3.7第一级轴承校核14
3.4第二级行星齿轮传动16
3.4.1配齿数16
3.4.2初步计算齿轮主要参数16
3.4.3几何尺寸计算17
3.4.4齿面疲劳强度校核17
3.4.5第二级行星轮轴计算20
3.4.6第二级输出端花键副20
3.4.7第二级轴承校核20
3.5第三级行星齿轮传动21
3.5.1配齿数21
3.5.2初步计算齿轮主要参数22
3.5.3几何尺寸计算23
3.5.4齿面疲劳强度校核23
3.5.5第三级行星轮轴计算25
3.5.6第三级输出端花键副26
3.5.7第三级轴承校核26
3.6第四级行星齿轮传动27
3.6.1配齿数27
3.6.2初步计算齿轮主要参数27
3.6.3几何尺寸计算28
3.6.4齿面疲劳强度校核29
3.6.5第四级行星轮轴计算31
3.6.6第四级输出端花键副31
3.6.7第四级轴承校核32
3.7电动机输入处深沟球轴承校核33
第4章三维模型34
4.1输入轴部装爆炸视图34
4.2第一级行星架部装爆炸视图34
4.3第二级行星架部装爆炸视图35
4.4第三级行星架部装爆炸视图35
4.5第四级行星架部装爆炸视图36
4.6下箱体部装爆炸视图36
4.7偏航行星减速器总装爆炸视图37
第5章致谢38
参考文献39
附录40

风力发电机偏航传动系统的设计与分析
[摘要]本次设计的任务是风力发电机偏航传动系统的设计与分析，经过设计计算和校核计算，完成了所有的数据，并绘制出了图纸。本文对风力发电机偏航减速器的设计过程进行了阐述。
在本文中，首先介绍了风力发电机的发展和构成，其次介绍了偏航减速器在风力发电机组中的作用以及它的发展情况。然后根据设计任务和技术要求，设计了整体方案。确定整体方案后，对偏航减速器的所有零部件进行了设计计算和校核计算，其中主要包括齿轮的设计和校核，行星轮轴的设计和强度计算，花键的选定，轴承的选定和寿命计算。还设计了偏航减速器的其他零部件和箱体，最后完成了所有的设计计算。

关键词：风力发电机、偏航减速器、齿轮、花键、轴、轴承

The design and analysis of the yaw speed reducer wind turbine
[Abstract]The task of this graduation project is the design of yaw speed reducer wind turbine. After the design calculations and check calculations, I completed all of the data, and draw out the engineering drawings. The article described the design process .
In this article, I described the development and composition of the wind turbine first.And then,I introduced the function of the yaw speed reducer in the wind turbine as well as its development. Then, according to the design tasks and technical requirements,I designed the overall program. After determining the overall program, I finished the design calculations and check calculations of all parts of the yaw gear. Which mainly include the design and verification of the gear，The design and strength calculations of the planetary axle, The selection of the spline,The selection and life spanning of the bearings.Also designed the other pares and the box of the yaw gear,Finally completed all the design calculations.

Keys:Wind turbine,Yaw speed reducer,Gear,Spline,Axis,Bearing

第1章引言
1.1风力发电和风力发电机简介
风力发电机是将风的动能转换为电能的系统。风力发电机由风力发电机组、支撑发电机组的塔架、蓄电池充电控制器、逆变器、卸荷器、并网控制器、蓄电池组等组成。风力发电的原理，是利用风力带动风车叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电。依据目前的风车技术，大约是每秒三公尺的微风速度（微风的程度），便可以开始发电。
风力发电具有以下两个方面的优点：一、风能发电对于环保贡献巨大。二、风力发电在世界范围发展迅速。我国的风力资源相当丰富，居世界首位，因此发展潜力十分巨大。目前开发还很不足，主要在内蒙、和沿海一些地区，但是还没有形成真正的规模，有待于进一步的开发和探索。
1.2风力发电技术的国内外发展现状
在一些发达国家，风力发电的建设已经到了一定的成熟阶段。国外风电发展速度非常快，装机容量以每年30％的速度增长。就目前情况看，欧洲的风力发电机研发水平最高，其中以德国与丹麦发展风力发电机最为积极。亚洲的风电事业也蓬勃兴起，到2002年初，装机总容量达到2220MW占世界风电装机总容量的9.1%。其中印度发展最为迅速，风力发电是一种比较清洁的发电体系，我国的风能资源十分丰富，可开发利用的风能储量约10亿kW，其中，陆地上风能储量约2.53亿kW，海上可开发和利用的风能储量约7.5亿kW。风是没有公害的能源之一，而且它取之不尽，用之不竭。但是，风力发电要求的技术含量较高，成本高，对风装置用不长久。其中，风力发电对风装置的研制还处在初期阶段。风力发电作为未来可取代传统能源的“绿色能源”之一，其发展的速度在诸如太阳能、生物质能和潮汐能等可再生能源中是最具有市场化规模及前景的。虽然我国的风电事业起步比较晚，但在国家政策大力支持下，过去10年的风力发电装机容量年均增长速度达到了55%以上，前景很好。
1.3偏航减速器简介
世界各国的风力发电机除了有一台将螺旋桨的低速转动变为适合发电的高速转动的增速机之外，还有4至6台偏航减速机，在风向发生变化时，及时将发电机转到对准风向。作为风电发电系统的重要组成部分，偏航驱动系统主要功能就是捕捉风向，控制机舱平稳、精确、可靠的对风。因此，偏航驱动系统的设计显得十分重要。
偏航减速器中包括3—6级行星齿轮减速装置，电机输入轴以及输出轴和输出齿轮等部件。在高速重载的情况下通过行星齿轮减速来达到速度要求和扭矩要求。
偏航减速机是风力发电的主要装置,它的研究和开发是风电技术的核心之一，目前主流的偏航减速机器正向轻型、高效、高可靠性方向发展。
风力发电偏航减速机工作在高空环境;偏航减速机作为风力发电系统配套部件一起组装，目前国内750kw增速的偏航减速机安装高度在40一50m，850kw增速的偏航减速机在60一70m，1.5MW增速的偏航减速机在80一100m，国际上3MW增速的偏航减速机安装高度在120一140m。功率增加，偏航减速机安装高度显着增加，与减速机功率增加相对应的还有减速机重量的增加，增速器功率提高，会引发增速器安装高度，增速器重量相应一并提高，极大地增加了安装和以后维护的费用，而增速机的安装高度与叶片的长度以及风能利用有关，一旦确定很难改变，风力发电设备体积庞大，装拆非常不便，因此需要在设计阶段通过优化设计来实现减速机的轻量化。