需要CAD圖紙，Q咨詢414951605或1304139763圖紙預覽請見文檔前面的插圖，原稿更清晰，可編輯摘要風電產業的飛速發展促成了風電裝備制造業的繁榮，風力機增速齒輪箱是風力發電整機的配套產品，是風力發電機組中一個重要的機械傳動部件，它的重要功能是將風輪在風力作用下所產生的動力傳遞給發電機，使其得到相應的轉速進行發電。本文首先，根據風電齒輪箱承受載荷的復雜性，對其載荷情況進行了分析研究，確定齒輪箱的機械結構，并選取兩級行星派生型傳動方案，通過計算，確定各級傳動的齒輪參數；其次，對行星齒輪傳動進行受力分析，得出各級齒輪受力結果，并依據標準進行靜強度校核，結果符合安全要求；最后，繪制CAD裝配圖，并構建了PRO/E的三維模型。通過本次設計，鞏固了大學所學專業知識，如機械原理、機械設計、材料力學、公差與互換性理論、機械制圖等；掌握了起重機械產品的設計方法并能夠熟練使用AUTOCAD制圖軟件，對今后的工作于生活具有極大意義。關鍵詞風電，增速齒輪箱，設計，校核需要CAD圖紙，Q咨詢414951605或1304139763圖紙預覽請見文檔前面的插圖，原稿更清晰，可編輯ABSTRACTTHERAPIDDEVELOPMENTOFWINDPOWERINDUSTRYHASCONTRIBUTEDTOTHEPROSPERITYOFWINDPOWEREQUIPMENTMANUFACTURINGINDUSTRY,WINDTURBINEGEARBOXISTURBINEMATCHINGPRODUCTS,ISINWINDTURBINEISANIMPORTANTMECHANICALTRANSMISSIONPARTS,ITSIMPORTANTFUNCTIONISTHEWINDWHEELUNDERTHEACTIONOFTHEWINDFORCEGENERATEDBYTHEDYNAMICFORCETRANSMITTEDTOTHEGENERATORANDTHECORRESPONDINGSPEEDTOGENERATEELECTRICITYFIRSTLY,ACCORDINGTOTHECOMPLEXITYOFWINDPOWERGEARBOXBEARINGLOAD,THELOADWEREANALYSIS,TODETERMINETHEMECHANICALSTRUCTUREOFTHEGEARBOX,ANDSELECTTWOSTAGEPLANETARYDERIVEDTYPETRANSMISSIONSCHEME,BYCALCULATINGANDDETERMININGLEVELSOFTRANSMISSIONGEARPARAMETERSSECONDLY,THEPLANETARYGEARTRANSMISSIONOFSTRESSANALYSIS,OBTAINEDATALLLEVELSGEARSTRESSRESULTSANDACCORDINGTOTHESTANDARDOFSTATICSTRENGTHCHECKTHERESULTSACCORDWITHSAFETYREQUIREMENTSFINALLY,DRAWASSEMBLYDRAWINGCAD,ANDCONSTRUCTSATHREEDIMENSIONALMODELOFPRO/ETHROUGHTHEDESIGN,THECONSOLIDATIONOFTHEUNIVERSITYOFTHEPROFESSIONALKNOWLEDGE,SUCHASMECHANICALPRINCIPLES,MECHANICALDESIGN,MECHANICSOFMATERIALS,TOLERANCEANDINTERCHANGEABILITYTHEORIES,MECHANICALDRAWINGMASTERTHEDESIGNMETHODOFHOISTINGMACHINERYPRODUCTSANDBEABLETOSKILLFULLYUSEAUTOCADDRAWINGSOFTWARE,FORTHEFUTUREWORKINLIFEISOFGREATSIGNIFICANCEKEYWORDSWINDPOWERGROWTHGEARBOXDESIGNVERIFICATION需要CAD圖紙，Q咨詢414951605或1304139763圖紙預覽請見文檔前面的插圖，原稿更清晰，可編輯目錄摘要IABSTRACTII第1章緒論111課題背景及意義112風力機齒輪箱國內外現狀1121國內外發展現狀1122國內技術現狀213行星齒輪傳動概述3第2章總體方案選定521設計要求及參數選擇5211設計要求5212參數選擇522方案選擇5221方案論述5222方案確定7第3章齒輪設計與校核831第一級行星輪系傳動設計與校核8311齒輪基本參數計算8312行星輪齒裝配條件驗算8313行星傳動齒輪強度校核932第二級平行軸圓柱斜齒輪設計與校核13321基本參數計算13322齒輪強度校核1333第三級平行軸圓柱斜齒輪設計與校核16331基本參數計算16332齒輪強度校核17第4章軸及軸上零件的設計與校核20需要CAD圖紙，Q咨詢414951605或1304139763圖紙預覽請見文檔前面的插圖，原稿更清晰，可編輯41行星輪心軸的設計與校核20411初步確定軸的最小直徑20412行星輪心軸強度計算20413行星輪軸承壽命計算2042圓柱齒輪傳動中間齒輪軸設計21421初步確定軸的最小直徑21422軸的結構設計2143圓柱齒輪傳動輸出軸的設計23431初步確定軸的最小直徑23432軸的結構設計2344輸入軸連接形式選擇及計算25第5章箱體及其他部件的設計2751箱體設計2752齒輪箱的密封、潤滑、冷卻27521齒輪箱的密封27522齒輪箱的潤滑、冷卻2853齒輪箱的使用安裝29第6章基于PRO/E的三維設計3061PRO/E軟件概述3062三維模型設計32621齒輪32622行星架33623齒輪軸33624箱體、箱蓋3463三維裝配設計34總結35參考文獻36致謝37需要CAD圖紙，Q咨詢414951605要CAD圖紙，Q咨詢414951605要CAD圖紙，Q咨詢414951605要CAD圖紙，Q咨詢414951605要CAD圖紙，Q咨詢414951605要CAD圖紙，Q咨詢4149516051章緒論11課題背景及意義經濟、能源與環境的協調發展是實現國家現代化目標的必要條件。為了解決化石能源的不斷消耗對經濟可持續發展和環境的影響問題，我國和一些主要發達國家在未來能源規劃中，都明確提出了可再生能源發展的具體目標。在國家中長期（20062020年）科學和技術發展規劃綱要中，將可再生能源規模化利用列為能源可持續發展中的關鍵科學問題之一。風力發電是清潔可再生能源，蘊存量巨大，具有實際開發利用價值。中國水電資源370GW，風能資源有250GW，風能與水能總量旗鼓相當。風力發電機組中的齒輪箱是一個重要的機械部件，其主要功用是將風輪在風力作用下所產生的動力傳遞給發電機并使其得到相應的轉速。通常風輪的轉速很低，遠達不到發電機發電所要求的轉速，必須通過齒輪箱齒輪副的增速作用來實現，故也將齒輪箱稱之為增速箱。齒輪箱作為傳遞動力的部件，在運行期間同時承受動、靜載荷。其動載荷部分取決于風輪、發電機的特性和傳動軸、聯軸器的質量、剛度、阻尼值以及發電機的外部工作條件。開發新能源是國家能源建設實施可持續發展戰略的需要，是促進能源結構調整、減少環境污染、推進技術進步的重要手段。風力發電是新能源技術中最成熟、最具規模開發條件和商業化發展前景的發電方式之一。12風力機齒輪箱國內外現狀需要CAD圖紙，Q咨詢414951605或13041397637121國內外發展現狀風力機增速齒輪箱是風力發電整機的配套產品，是風力發電機組中一個重要的機械傳動部件，它的重要功能是將風輪在風力作用下所產生的動力傳遞給發電機，使其得到相應的轉速進行發電。風力發電機組通常安裝在高山，荒野，海灘，海島等野外風口處，經常承受無規律的變相變負荷的風力作用以及強陣風的沖擊，并且常年經受酷暑嚴寒和極端溫差的作用，故對其可靠性和使用壽命都提出了比一般機械產品高得多的要求。國外兆瓦級風電齒輪箱是隨風電機組的開發而發展起來的，RENK，FLENDER等風電齒輪箱制造公司在產品開發過程中采用三維造型設計，有限元分析，動態設計等先進技術，并通過模擬和試驗測試對設計方案進行驗證。此外，國外通過理論分析及試驗測試對風電齒輪箱的運行性能進行了系統的研究，為風電齒輪箱的設計提供了可靠的依據。國家標準GB/TL97032003和國際標準IS08140042005都對風電齒輪箱設計提出了具體的設計規范和要求。盡管國際上齒輪箱設計技術已經比較成熟，但統計數據表明，齒輪箱出現故障仍然是M機故障的最主要原因，約占風力機故障總數的20左右。由于我國商業化大型風力發電產業起步較晚，技術上較歐美等風能技術發達國家存在較大差距。做為世界上的風能大國，目前我國大型風力發電機組的開發主要是引進國外成熟的技術，關鍵就因為我國的設計水平不高。目前我國主要有幾家公司制造風電齒輪箱南京高精齒輪有限公司，重慶齒輪箱有限責任公司，杭州前進齒輪箱集團。122國內技術現狀目前國內已基本掌握了兆瓦以下風電增速箱的設計制造技術國產風電機組的主流機型為600KW800KW其增速齒輪箱已在重慶齒輪箱有限責任公司，南京高精齒輪集團有限公司，杭州前進齒輪箱集團有限公司等廠家批量生產。盡管如此我國風電齒輪箱仍是風電設備國產化中的薄弱環節尚不能滿足市場需求。目前國內風電機組的技術引進基本上是以產品生產許可方式進行的從國外引進的只是風力發電機組的集成技術并不包括齒輪箱的設計制造技術。國內風力發電增速齒輪箱的設計基本是參照引進集成技術中的齒輪箱采購規范進行的齒輪箱的結構需要CAD圖紙，Q咨詢414951605計和外聯結尺寸按進口風力發電機組要求進行類比設計。因此國內并未真正引進風電齒輪箱的設計制造技術更談不上完全掌握先進的設計制造技術。在風力發電傳動裝置技術研究方面國內起步較晚基礎較薄弱人才匱乏。鄭州機械研究所近幾年來對國內外風電齒輪箱先進技術進行了跟蹤研究并依靠幾十年的齒輪傳動和強度等專業的成果，經驗的積累開發出了全套風力發電傳動裝置設計分析軟件WINGEAR。此外鄭州機械研究所還開發了基于SOLIDWORKS的智能型CAE分析系統能方便地實現對箱體，行星架，輸入軸等重要零部件的有限元分析和優化。13行星齒輪傳動概述行星齒輪傳動在我國已有了很多年的進展史，很久已有了應用。不過，自20百年60時代以來，我國才著手對行星齒輪傳動施行了較深化、系統的研討和試著制做辦公。不管是在預設理論方面，仍然在試著制做和應用實踐方面，均獲得了較大的業績,并取得了很多的研討成果。近20積年來，特別是我國改革開放以來，隨著我國科技水準的進步提高和進展，我國已從天底下很多工業發達國度引進了數量多先進的機械設施和技術，通過我國機械科學技術擔任職務的人不斷積極的借鑒和克化，與時俱進，拓寬創新地盡力盡量奮勇前進，使我國的行星傳動技術有了迅疾的進展1。本課題經過對行星齒輪降低速度器的結構預設，開始階段的計算出各零件的預設尺寸和裝配尺寸，并對牽涉到最后結果施行參變量化剖析，為行星齒輪降低速度器產品的研發和性能名聲成功實現行星齒輪降低速度器規模化出產供給了參照和理論根據。經過本預設，要能弄懂該降低速度器的傳動原理，達到對所學知識的溫習與強化，因此在往后的辦公中能解決大致相似的問題。我國的低速重載齒輪技術，尤其是硬齒面齒輪技術也經歷了測繪仿造等階段，從無到有逐層進展起來。除開摸索掌握制作技術外，在20百年80時代末至90時代初推廣硬齒面技術過程中，我們還作理解決“斷軸”、“選用”等一系列有意義的辦公。（1）漸開線行星齒輪速率的研討行星齒輪傳動的速率作為名聲器傳動性能優劣的關緊指標之一，國里外有很多需要CAD圖紙，Q咨詢414951605者對此施行了系統的研討。如今，計算行星齒輪傳動速率的辦法眾多，國里外學者提出了很多相關行星齒輪傳動速率的計算辦法，在預設計算中，較常用的計算方有3種牙齒咬緊功率法、力偏移法、和轉速比法（克萊依涅斯法），那里面以牙齒咬緊功率法的用場最為廣泛，此辦法用來計算平常的的2K2H和3K型行星齒輪的速率非常便捷。（2）漸開線行星齒輪均載剖析的研討目前的狀況行星齒輪傳動具備結構緊湊密切、品質小、大小小、承載有經驗大等長處。這些個都是因為在其結構上認為合適而使用了多個行星輪的傳動形式，充分利用了齊心軸齒輪之間的空間，運用了多個行星輪來分肩負荷，形成功率流，并合理的認為合適而使用了內牙齒咬緊傳動，因此使其具有了上面所說的的很多長處。為了更好的施展行星齒輪的優良性，均載的問題就成了一個非常關緊的課題。在結構方面，原先許多人只盡力盡量地增長齒輪的加工精密度，因此要得行星齒輪的制作和裝配變得比較艱難。后來經過時間采取了對行星齒輪的基本構件徑向不加限止的專門處理辦法和其他可半自動調位的辦法。需要CAD圖紙，Q咨詢414951605或130413976310第2章總體方案選定21設計要求及參數選擇211設計要求獨立設計風力機增速齒輪箱。主要包含以下內容（1）增速齒輪箱方案選擇與設計；（2）傳動齒輪設計計算及強度校核；（3）傳動軸和箱體設計計算及校核；（4）基于PRO/E的參數化造型。212參數選擇根據設計要求本次設計選定基本參數如下增速器齒輪箱的主要設計要求如表21所示。表21原始設計要求輸入功率880KW額定功率800KW額定輸出轉速14001600R/MIN額定輸入轉速2030R/MIN增速比6075分度圓壓力角20模數51022方案選擇221方案論述風力發電機組齒輪箱的種類很多，按照傳統類型可分為圓柱齒輪箱、行星齒輪箱以及它們互相組合起來的齒輪箱；按照傳動的級數可分為單級和多級齒輪箱；按照傳動的布置形式又可分為展開式、分流式和同軸式以及混合式等。常用齒輪箱形式及其特點和應用見表21。表21常用風力發電機組增速箱的形式和應用傳遞形式傳動簡圖推薦傳動比特點及應用需要CAD圖紙，Q咨詢414951605或130413976311展開式60821I結構簡單，但齒輪箱對于軸承的位置不對稱，因此要求軸有較大剛度。高速級齒輪布置在原理轉矩輸入端，這樣，軸在轉矩作用下產生的扭轉變形可部分抵消，以減緩沿齒寬載荷分布不均現象，用于載荷比較平緩場合。高速級一般做成斜齒，低速級可做成直齒分流式60821I結構復雜，但由于齒輪箱對于軸承對稱布置，與展開式相比載荷沿齒寬分布均勻、軸承受載較均勻，中間軸危險截面上的轉矩只相當于軸所傳遞轉矩的一半，適用于變載荷的場合。高速級一般用斜齒，低速級可用直齒或人字齒同軸式60821I減速器橫向尺寸較小，兩對齒輪浸入油中深度大致相同，但軸向尺寸和重量較大，且中間軸較長、剛度差，使沿齒寬載荷分布不均勻，高速軸的承載能力難于充分利用兩級圓柱齒輪傳動同軸分流式60821I每對嚙合齒輪僅傳遞全部載荷的一半，輸入軸和輸出軸只承受轉矩，中間軸只受全部載荷的一半，故與傳遞同樣功率的其他減速器相比，軸頸尺寸可以縮小對于08兆瓦級風電齒輪箱，傳動比多在50100左右，一般有兩種傳動形式一級行星兩級平行軸圓柱齒輪傳動，兩級行星一級平行軸圓柱齒輪傳動。相對于平行軸圓柱齒輪傳動，行星傳動的以下優點傳動效率高，體積小，重量輕，結構簡單，制造方便，傳遞功率范圍大，使功率分流；合理使用了內嚙合；共軸線式的傳動裝置，使軸向尺寸大大縮小而；運動平穩、抗沖擊和振動能力較強。在具有上述特點和優越性的同時，行星齒輪傳動也存在一些缺點結構形式比定軸齒輪傳動復雜；對制造質量要求高由于體積小、散熱面積小導致油溫升高，故要求嚴格的潤滑與冷卻裝置。這兩種行星傳動與平行軸傳動相混合的傳動形式，綜合了兩者的優點。222方案確定依據提供的技術數據，經過方案比較，采用一級行星派生型傳動，即一級行星需要CAD圖紙，Q咨詢414951605或130413976312傳動兩級平行軸定軸傳動。根據選定的電機的輸入速度和經過減速機構減速后的輸出速度，確定出這個減速機構的傳動比范圍。取輸入轉速25RPM取增速機構增速后的輸出速度1550RPM（21）62510I根據減速裝置的用途和工作特點，傳動形式定位兩級定軸傳動單級行星傳動，行星傳動的結構形式確定為單級2KH（NWG）型行星傳動機構。確保其穩定性，行星輪數目為4，其傳動比范圍為。由此，初定傳動比分配情況如下5612I第一級定軸傳動330441I第二級定軸傳動363152第三級行星傳動516673I考慮到880KW風力發電機大功率，要求結構緊湊、高可靠性等特點，結合中國船級社風力發電機組規范，本文采用的傳動形式如圖21。圖21風力發電機組增速箱傳動簡圖增速器傳動結構分為三級，第一級為行星輪系，第一級行星架為輸入端，由第需要CAD圖紙，Q咨詢414951605或130413976313一級太陽輪傳遞至第二級斜齒圓柱齒輪平行軸輪系傳動；第三級采用斜齒圓柱齒輪平行軸輪系傳動，直接與電機相聯。第3章齒輪設計與校核31第一級行星輪系傳動設計與校核311齒輪基本參數計算根據初定條件即（31）CNZIWABHCZA41675盡可能取質數，則24A3C（32）1675ABBHZI計算BZ（33）10BAHAWBINC計算并初選C（34）3821ABCZ初選27CZ預計嚙合角00CBAC312行星輪齒裝配條件驗算（1）同心條件為了保證中心輪和行星架軸線重合，各對嚙合齒輪間的中心距必須相等。而對于角度變位傳動，應為（35）TBCTACZZOSS（2）裝配條件需要CAD圖紙，Q咨詢414951605或130413976314由于各行星輪必須均布于中心齒輪之間。為此，各齒輪齒數與行星輪個數必須滿足裝配條件，否則，會出現行星齒輪無法裝配的情況。單排2KH行星傳動的裝配條件為兩中心輪的齒數之和應為行星輪數目的整數倍。即（整數）（3CNZWCA6）（3）鄰接條件保證相鄰兩行星輪的齒頂不相碰即（37）ACWDNA180SI2根據以上條件，初選模數為10MM，按照技術要求查閱相關手冊，確定第一級行星輪系具體參數如表31。表31第一級行星輪系參數齒數模數變位系數齒頂圓齒根圓分度圓螺旋角中心輪241002602152400行星輪381004003553800第一級內齒圈100100980102510000313行星傳動齒輪強度校核在行星輪系傳動中，太陽輪與行星輪間接觸強度最大，故只需驗證該嚙合副齒輪接觸強度即可。根據中國船級社風力發電機組規范，對各級行星輪系進行強度校核。（1）太陽輪與行星輪外嚙合接觸強度及彎曲強度校核太陽輪A和行星輪C的材料選用20CRMNTI，滲碳淬火，齒面硬度5660HRC，查閱手冊，選取HLIM1500MPA，FLIM480MPA輸入軸轉矩（41）MN36102589052NPTH太陽輪輸入轉矩為需要CAD圖紙，Q咨詢414951605或130413976315（42）MN81650217321IT太陽輪輪齒上的轉矩為（4641PNKT3）式中NP行星輪個數，NP4；KP太陽輪浮動時載荷分配的不均衡系數，KP115。查手冊選取齒寬系數830D計算齒寬為（44）M21924011B取20B205各系數的確定如下使用系數71AK動載系數為（45）0158318024031031221UVZV式中小齒輪的速度，（46）1M/S/S69461NDV接觸強度計算時的齒向載荷分布系數為（47）27503/80521BDBKH彎曲強度計算時的齒向載荷分布系數為（48）419090HF齒輪間載荷分布系數為（49）1FHK則綜合系數為需要CAD圖紙，Q咨詢414951605或130413976316（410）25170175HVAHK（411）04FF齒面接觸應力為（412）04MPA120481593512701758529BDUKZTHVAHE式中鋼制齒輪的彈性系數，（413）EZ2N/M9EZ節點區域影響系數，（414）H52H螺旋角系數，（415）1COS重合度系數，（416）Z803654Z為與的重合度，241381圓周力，（417）TFN85922406703DTT齒面許用接觸應力為（418）MPA13805916LIMHWRXVLHPSZ接觸強度的安全系數為（419）321048HPS式中潤滑系數，（420）LZ02159159240LZ速度系數，（421）V960815793157930VV需要CAD圖紙，Q咨詢414951605或130413976317粗糙度系數，RZ（422）94025831015308308DUZ工作硬化系數，；WZ1WZ接觸強度計算時的尺寸系數，（423）X1051NXMZ太陽輪齒根彎曲應力為（424）MPA3012085910756410BMFKYTVAFSF式中重合度系數，（4Y701652COS72Y25）螺旋角系數，（426）120齒形系數，。FSY64FSY齒根許用彎曲應力為（427）MPA652148095012LIMFXRRELTLSTFPS齒根彎曲強度的安全系數為（428）93065FP（2）行星輪與內齒圈彎曲強度校核內齒輪的材料選用42CRMO，調質，齒面硬度HBS260，查手冊，選取HLIM720MPA，FLIM320MPA內齒輪齒根彎曲應力為需要CAD圖紙，Q咨詢414951605或130413976318（429）MPA13046081592201756410BMFKYTVAFSF齒根許用彎曲應力為（430）PA4382519012LIMFXRRELTLSTFPSY齒根彎曲強度的安全系數為（431）371048FP32第二級平行軸圓柱斜齒輪設計與校核321基本參數計算齒數分配如下21ZIZ具體參數如表32。表32第二級平行軸斜齒輪參數分度圓直徑；876341D82142D標準中心距50A322齒輪強度校核材料選用20CRMNTI，滲碳淬火，齒面硬度5660HRC，查閱手冊，選取HLIM1500MPA，FLIM480MPA輸入軸轉矩，（432）MN8165022TRP1729N齒數模數變位系數齒頂圓齒根圓分度圓螺旋角斜齒輪一699065287612866348712第二級斜齒輪二199019282152811748212需要CAD圖紙，Q咨詢414951605或130413976319查手冊選取齒寬系數1D計算齒寬為（433）M87411B取M752B80B齒輪Z1受到轉矩為（434）N231796635221IT各系數的確定如下使用系數75AK動載系數為（435）026135167841903103122UVZV式中小齒輪的速度，（436）M/S784/S1065874106NDV接觸強度計算時的齒向載荷分布系數為（437）3810/521BDBKH彎曲強度計算時的齒向載荷分布系數為（438）9090HF齒輪間載荷分布系數為（439）1FHK齒面接觸應力為式1352MPA17584029631538102675180940BDUZTHVAHE需要CAD圖紙，Q咨詢414951605或130413976320中鋼制齒輪的彈性系數，（440）EZ2N/M190EZ節點區域影響系數，（441）H45H螺旋角系數，（442）9012COS重合度系數，為與的重Z836754Z19Z26合度，（443）6751圓周力，（444）TFN1072981749620DTT齒面許用接觸應力為（445）MPA1425090592LIMHWRXVLHPSZ接觸強度的安全系數為（446）051324HPS式中潤滑系數，（447）LZ2019150924LZ速度系數，（448）V9873415930157930VV粗糙度系數，RZ94508176351051530308DUZ工作硬化系數，；WZWZ接觸強度計算時的尺寸系數，X0515NXMZ結果計算發現第二級斜齒圓柱齒輪接觸強度不夠高，應采取變位。為盡可能提需要CAD圖紙，Q咨詢414951605或130413976321高齒輪的接觸強度，應按最大嚙合角選取總變位系數。由X，查變位系數線圖得其總變位系數。869121Z12分配變位系數、。根據傳動比由變位系數線圖得，X270X（449）417012X再次驗算齒輪接觸強度為式186MPA175840296315381026751809520BDFUKZTHVAHE中節點區域影響系數，HZHZ接觸強度的安全系數為（450）201864HPS經變位后齒輪接觸強度得到明顯提高。第二級齒輪齒根彎曲應力為（451）MPA4129175023802617548069BMFKYTVAFSF式中重合度系數，Y6906COS22Y螺旋角系數，（452）87012齒形系數，。FSY4FSY齒根許用彎曲應力為（453）MPA652148095012LIMFXRRELTLSTFPS需要CAD圖紙，Q咨詢414951605或130413976322輸入齒齒根彎曲強度的安全系數為（454）601425FPS33第三級平行軸圓柱斜齒輪設計與校核331基本參數計算齒數分配如下231ZIZ具體參數如表33。表33第三級平行軸斜齒輪參數齒數模數變位系數齒頂圓齒根圓分度圓螺旋角斜齒輪一666041263856400687第三級斜齒輪二206013341064121487分度圓直徑；401D412D標準中心距2A332齒輪強度校核材料選用20CRMNTI，滲碳淬火，齒面硬度5660HRC，查閱手冊，選取HLIM1500MPA，FLIM480MPA輸入軸轉矩，（455）MN2317962TRP074692N查手冊選取齒寬系數D計算齒寬為（456）13211B取M352B40B小齒輪受到轉矩需要CAD圖紙，Q咨詢414951605或130413976323（457）MN95421302179621IT各系數的確定如下使用系數5AK動載系數為（458）067195421670230103121UVZV式中小齒輪的速度（459）M/S6710/S106543106NDV接觸強度計算時的齒向載荷分布系數為（460）3781/8521BDBKH彎曲強度計算時的齒向載荷分布系數為（461）4379090HF齒輪間載荷分布系數為（462）1FHK齒面接觸應力為（463）129MPA13524809952137806175805BDUKZTHVAHE式中鋼制齒輪的彈性系數，（464）EZ2N/MEZ節點區域影響系數，H52H螺旋角系數，（465）1COS重合度系數，為與的重合度，Z78064Z21Z65需要CAD圖紙，Q咨詢414951605或130413976324（466）82圓周力，（467）TFN4809132502DTT齒面許用接觸應力為MPIMHWRXVLHPSZ齒面接觸強度安全系數為（468）26194HP齒根彎曲應力為（469）MPA208913570240671584170BMFKYTVAFSF式中重合度系數Y（470）70COS6471025COS75022螺旋角系數，（480）Y0Y齒形系數，。FS84FS齒根許用彎曲應力為（481）MPA652148095012LIMFXRRELTLSTFPSY齒根彎曲強度安全系數為（482）1532086FPS由上述校核可知，該傳動設計方案基本符合強度要求，切實可行。該方案選取需要CAD圖紙，Q咨詢414951605或130413976325大齒寬和高等級制造精度保證機構運動平穩，避免了點蝕和膠合等失效情況的出現，選取合適的傳動比來滿足傳動要求，對于第二級斜齒圓柱齒輪傳動的初設計經校核和變位后接觸強度得到明顯改善，結構較安全可靠。需要CAD圖紙，Q咨詢414951605或130413976326第4章軸及軸上零件的設計與校核41行星輪心軸的設計與校核411初步確定軸的最小直徑選取軸的材料為42CRMO，調制處理260290HBS，B9001100MPA，02650MPA。于是得（51）M2617901330MINPAD為了與軸承相適應，故需同時選取軸承型號。因軸承主要承受徑向載荷，且行星輪軸線在傳動中要保持與太陽輪良好的平行，以避免附加載荷，所以選用調心滾子軸承，性能、特點與調心球軸承相同，且具有較大的徑向承載能力。并根據最小軸徑12726MM，查機械手冊初步選取標準調心滾子軸承型號為22326C/W33。其尺寸為M9328013BDD故行星輪心軸最小直徑為130MM。412行星輪心軸強度計算作用在心軸上的載荷按均布載荷計算，則最大彎矩為（52）MN560948271598/22MAXLFQLMT行星輪心軸的彎曲應力為（53）MPA160PA52A130569403AXD413行星輪軸承壽命計算采用軸承為22326C/W33，,M93283BDD。KG528N,94WCR行星架轉速為需要CAD圖紙，Q咨詢414951605或130413976327R/MIN25H行星輪絕對轉速為（54）R/MIN5917R/IN3824167591GAGZI行星輪相對行星架的相對轉速為（55）R/IN2641059HGN軸承壽命為（56）H564730928164060130310TRHGHFCNL42圓柱齒輪傳動中間齒輪軸設計421初步確定軸的最小直徑選取軸的材料為42CRMO，調制處理260290HBS，B9001100MPA，02650MPA。于是得（57）M3910874610330MINPAD中間軸的最小直徑顯然是安裝軸承處軸的直徑，為了與軸承相適應，故需同時選取軸承型號。因軸承既受軸向力，又受徑向力，所以選用圓錐滾子軸承。可以同時承受徑向載荷及軸向載荷外圈可以分離，安裝時可調整軸承的游隙，一般成對使用。根據最小軸徑10839MM，查機械手冊選用初步選取標準圓錐滾子軸承型號為30322。其尺寸為M42504M201CBTDD故最小軸徑為110MM。422軸的結構設計1擬定軸上零件的裝配方案本設計的裝配方案在前面已經分析，現選用如圖41所示的裝配方案需要CAD圖紙，Q咨詢414951605或130413976328圖41中間軸的結構與裝配2根據軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度因軸承同時受有徑向力和軸向力的作用，故選用單列圓錐滾子軸承。參照工作要求，查機械手冊選擇0基本游隙組、標準精度級的單列圓錐滾子軸承30322，根據其基本尺寸確定；而。M1VIIDM54VIL右端滾動軸承采用軸肩進行定位。由手冊上查得30322型軸承的定位軸肩安裝尺寸。因此取。軸環寬度42AX,124MINBADD136VID，取。HB415VIL取安裝齒輪處的軸段IIIII的直徑；齒輪左端與左軸承之間M12ID采用套筒定位。已知齒輪輪轂的寬度為135MM，為了使軸套筒端面可靠地壓緊齒輪，此軸段應略短于輪轂寬度，故取。30IL因為軸段IIIIV處是齒輪軸段，故LIV18取齒輪距箱體內壁距離，考慮到箱體的鑄造誤差，在確定滾動軸承M2A位置時，應距箱體內壁一段距離S，取S10MM，已知滾動軸承寬度T545MM，則。取整90MM。895M0154105ASTLI至此，已初步確定了軸的各段直徑和長度。3軸上零件的周向定位齒輪與軸的周向定位采用平鍵連接。按查手冊得平鍵截面ID，鍵槽用鍵槽銑刀加工，由輪轂寬度再參考鍵的長度系列，取M1832HB鍵長L110MM，略小于輪轂寬度。同時為了保證齒輪與軸配合有良好的對中性，故選擇齒輪轂與軸的配合為；滾動軸承與軸的周向定位是由過渡配合來保證的，67NH需要CAD圖紙，Q咨詢414951605或130413976329此處選軸的直徑尺寸公差為M6。4確定軸上圓角和倒角尺寸參考手冊，取軸端倒角為，各軸肩處得圓角半徑為R2MM。45243圓柱齒輪傳動輸出軸的設計431初步確定軸的最小直徑選取軸的材料為42CRMO，調制處理260290HBS，B9001100MPA，02650MPA。于是得（58）M547108330MINPAD輸出軸的最小直徑顯然是安裝聯軸器處的直徑，為了與聯軸器的孔徑相適應，故需同時選取聯軸器型號。聯軸器的計算轉矩（59）MN7303142TKACA式中工作情況系數，考慮到轉矩變化和沖擊載荷大，選用23。AAK按照計算轉矩應小于聯軸器公稱轉矩的條件，查手冊，選用LZ6YB80172CA型彈性柱銷聯軸器，公稱轉矩為8000NM。半聯軸器與軸配合榖孔長度。M172L432軸的結構設計1擬定軸上零件的裝配方案本設計的裝配方案在前面已經分析，現選用如圖42所示的裝配方案。圖42輸出軸的結構與裝配2根據軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度需要CAD圖紙，Q咨詢414951605或130413976330為了滿足半聯軸器的軸向定位要求，VIIVIII軸段左端需制出一軸肩，故取VIVII段的直徑；左端用軸端擋圈定位，按軸端直徑取擋圈直徑M90VIDD92MM。為了保證軸端擋圈只壓在半聯軸器上而不壓在軸的端面上，故VIIVIII段的長度應比略短一些，現取。1L170VIL初步選擇滾動軸承。因軸承主要受徑向力作用，而且要求輸平穩，所以選用圓柱滾子軸承和調心滾子軸承配合。可以承受較大徑向載荷同時能夠自動調心，允許內圈對外圈軸線偏斜量1525。參照工作要求并根據，查機械M90VID手冊中初步選取0基本游隙組、標準精度等級的單列調心滾子軸承22219CCK/W33，其基本尺寸為M431795BDD故，而。VIVIL右端滾動軸承采用軸肩定位。由手冊上查得22219C/W33型軸承定位軸肩高度H6MM，因此，取。107VID因為軸段IIIIV為齒輪軸段，故取。M140IVL取軸段III處與軸段VIVII處相同的軸承直徑，因此，參照M95ID工作要求，由軸承產品目錄中初步選取0基本游隙組、標準精度級的單列圓柱滾子軸承NU219E，其基本尺寸為M512317M95WFBDD因此，又根據軸承安裝尺寸、，選擇32ILAXDM106INADIIIII段直徑為。108ID軸承端蓋的總寬度為20MM。根據軸承端蓋的裝拆及便于軸承加潤滑脂的要求，取端蓋的外端面與半聯軸器左端間面間的距離，故取。30L50VIL取齒輪距箱體內壁之距離A20MM，考慮到箱體的鑄造誤差，在確定滾動軸承位置時，應距箱體內壁一段距離S，取S8MM，已知滾動軸承寬度，參M24B需要CAD圖紙，Q咨詢414951605或130413976331考中間軸總長度，則M06283ASBLIM0423140632479VIIIIVILLLL至此，已初步確定了輸出軸的各段直徑和長度。3軸上零件的周向定位半聯軸器與軸的周向定位采用平鍵連接。按，查手冊得平鍵截面80VID，鍵槽用鍵銑刀加工，長為140MM，半聯軸器與軸的配合為M142HB。滾動軸承與軸的周向定位是由過渡配合來保證的，此處選軸的直徑尺寸公差67KH為M6。4確定軸上圓角和倒角尺寸參照手冊，取軸端倒角為245，軸肩處的圓角半徑為R2MM或R16MM。44輸入軸連接形式選擇及計算考慮到風力發電機的輸入軸的安裝和拆卸麻煩，并且受重在載沖擊，所以輸入軸采用脹緊連接。脹緊連接的主要用途是代替單鍵和花鍵的連接作用，以實現機件與軸的連接，用以負荷，其功能在使用中分脹緊與鎖緊兩大類。脹緊套在使用時通過高強度螺栓的作用，使內環與軸之間、外環與輪轂之間產生巨大的抱緊力，使內環與軸之間產生抱緊，常稱作鎖緊盤或鎖緊環，如、型。當承受負荷時，靠脹緊套與機件7Z10的結合力及相伴產生的摩擦力傳遞轉矩、軸向力或兩者的復合載荷。脹緊連接是一種新型傳動連接方式，與一般過盈連接、有鍵連接相比，有許多獨特的優點1使用脹套使主機零件制造和安裝簡單。安裝脹套的軸和孔的加工不像過盈配合那樣要求高精度的制造公差。脹套安裝時無需加熱、冷卻或加壓設備，只需將螺栓按要求的轉矩擰緊即可。且調整方便，可以將輪轂在軸上方便地調整到所需位置。脹套也可用來連接焊接性差的零件。2脹套的使用壽命長，強度高。脹套依靠摩擦傳動，對被連接件沒有鍵槽削弱，需要CAD圖紙，Q咨詢414951605或130413976332也無相對運動，工作中不會產生磨損。3脹套連接在超載時，將失去連接作用，可以保護設備不受破壞。4脹套連接可以承受多重負荷，其結構可以做成多種式樣。根據安裝負荷大小，還可以多個脹套串聯使用。5脹套拆卸方便，且具有良好的互換性。由于脹套能把較大配合間隙的軸轂結合起來，拆卸時將螺栓寧松，即可使被連接件容易拆開。脹緊時，接觸面緊密貼合不易銹蝕，也便于拆開。輸入軸最小直徑計算選取軸的材料為42CRMO，調制處理260290HBS，B9001100MPA，02650MPA。于是得（510）M01825810330MINPAD輸入軸轉矩為（511）N356295NT根據輸入軸最小直徑和輸入轉矩查機械手冊選擇48501Z型脹套。其基本尺寸為19JB/734M230M48530HLDDW需要CAD圖紙，Q咨詢414951605或130413976333第5章箱體及其他部件的設計51箱體設計箱體是傳動齒輪箱的重要零件，它承受來自風輪的作用力和齒輪傳動時產生的反力。箱體必須有足夠的剛性去承受力和力矩的作用，防止變形，保證質量。箱體的設計應該按照風力發電機組動力傳動的布局，加工和裝配，檢查以及維護等要求來進行。應該注意軸承支撐和機座支承的不同方向的反力及其相對值，選取合適的支承結構和壁厚，增加必要的加強筋。同時加強筋的位置必須與引起箱體變形的作用力方向一致。對于傳動齒輪箱箱體材料選擇，采用鑄鐵箱體可以發揮其減震性，易于切削加工等特點，適于批量生產。常用的材料有球墨鑄鐵和其他的高強度鑄鐵和其他高強度鑄鐵。設計鑄造箱體時應該避免壁厚突變，減小厚壁差，以免產生縮孔和縮松等缺陷。在大型風力發電機的單件小批量生產時，多采用的是焊接或焊接與鑄造相結合的箱體。為減少機械加工過程中和使用中的變形，為防止出現裂紋，無論是鑄造或是焊接箱體均應該進行退火，時效處理，以消除內應力。為了方便裝配和定期檢查齒輪的嚙合情況，在箱體上應該設有觀察窗。機座一旁設有連體吊鉤，供起吊整臺齒輪箱。52齒輪箱的密封、潤滑、冷卻521齒輪箱的密封齒輪箱軸伸部位的密封一方面應能防止潤滑油外泄，同時也能防止雜質進入箱體內。常用的密封分為非接觸式密封和接觸式密封兩種。（1）非接觸式密封。非接觸式密封不會產生磨損，使用時間長。軸與端蓋孔間的間隙行程的密封，是一種簡單的密封。間隙大小取決于軸的徑向跳動大小和端蓋孔相對于軸承孔的不同軸度。在端蓋孔或軸頸上加工出一些溝槽，一般是24個，形成所謂的迷宮，溝槽底部開有回油槽，使外泄的油液遇到溝槽改變方向輸回箱體中。也可以在密封的內側設置甩油盤，阻擋飛濺的油液，增強密封效果。需要CAD圖紙，Q咨詢414951605或130413976334（2）接觸式密封。接觸式密封使用的密封可靠，耐久，摩擦阻力小。容易制造和裝拆，應能隨壓力的升高而提高密封能力和有利于自動補償磨損。常用的旋轉用唇形密封有多種方式，可按標準選取。密封部位軸的表面粗糙度R02063與密封圈接觸的軸表面不允許有螺旋形機加工痕跡。軸端應有小于30的導入角，倒角上不應有銳邊，毛刺和粗糙的機加工殘留。本次設計采用了以上的第二種密封方式。522齒輪箱的潤滑、冷卻齒輪箱的潤滑十分重要，良好的潤滑能夠對齒輪和軸承起到足夠的保護作用。為此，必須高度重視齒輪的潤滑問題，嚴格按照規范保持潤滑系統長期處于最佳狀態。齒輪箱常用飛濺潤滑或強制潤滑，一般以強制潤滑為多見。因此，配備可靠的潤滑系統尤為重要。在機組潤滑系統中，齒輪泵從油箱將油液經過濾油器輸送到齒輪箱的潤滑系統，對齒輪箱的齒輪和傳動件進行潤滑，管道上裝有各種監控裝置，確保齒輪箱在運轉過程中不會出現漏油。保持油液的清潔作業十分重要，即使是第一次使用新油，也要經過過濾，系統中除了主濾油器之外，最好加裝旁路濾油器輔助濾油器，以確保油液的潔凈。對潤滑油的要求應考慮能夠起齒輪和軸承的保護作用。此外好應具備以下性能（1）減少摩擦和磨損，具有高強的承載能力，防止膠合；（2）吸收沖擊和振動；（3）防止疲勞點蝕；（4）冷卻，防銹，抗腐性。風力發電齒輪箱屬于閉式齒輪動類型，其主要的失效形式是膠合與點蝕，故在選擇潤滑油時，重點是保證有足夠的油膜厚度和邊界膜強度。潤滑油系統中的散熱器常用風冷式的，有系統中的溫度傳感器控制，在必要時通過電控旁閥自動打開冷卻回路，使油液先流經散熱器散熱，再進入齒輪箱。齒輪和軸承軸承在轉動過程中他們實際都是非直接接觸的，這中間是靠潤滑油建成油膜，使其形成非接觸性的滾動和滑動，這是油起到了潤滑的作用。雖然他們是非接觸的滾動和滑動，但由于加工精度等原因使其轉動中有相對的滾動摩擦和滑需要CAD圖紙，Q咨詢414951605或130413976335動摩擦，這都會產生一定的熱。如果這些熱量在轉動的過程中沒有消除，勢必會越積越多，最后導致高溫燒毀齒輪和軸承，因此齒輪和軸承在轉動過程中必須用潤滑油來進行冷卻。所以潤滑油一方面其潤滑作用，另一方面起冷卻的作用。對于齒輪箱，對于所有齒輪和軸承，我們都要采用強制潤滑，原因有1強制潤滑可以進行監控，而飛濺潤滑是監控不了的，從安全性考慮，采用強制潤滑。2現在風力機齒輪箱功率越來越大，其功率損耗也越來越大因此飛濺潤滑已經滿足不了冷卻的作用這是需要進行強制潤滑的。53齒輪箱的使用安裝齒輪箱的主動軸與葉片輪的連接必須可靠緊固。輸出軸若直接與電機聯結時，應采用合適的聯軸器，最好的彈性聯軸器，并串接起來保護作用的安全裝置，齒輪箱軸線上和與之相連的部件的軸線應保證同心，其誤差不得大于所選用的聯軸器的齒輪箱的允許值，齒輪箱體上也不允許承受附加的扭轉力。齒輪箱安裝后用人工搬動應靈活，無卡滯現象。打開觀察窗蓋檢查箱體內部機件應無銹蝕現象。用涂色法檢驗，齒面接觸斑點應達到技術條件的要求。需要CAD圖紙，Q咨詢414