風(fēng)力發(fā)電機偏航齒輪箱、變槳齒輪箱結(jié)構(gòu)分析及優(yōu)化設(shè)計（結(jié)題報告）-最終版
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- 1項目的研究目的
風(fēng)力發(fā)電機偏航齒輪箱和風(fēng)力發(fā)電變槳齒輪箱是......機械廠的兩類重要產(chǎn)品，在同其它企業(yè)的同類產(chǎn)品對比中發(fā)現(xiàn)，上述產(chǎn)品無論在結(jié)構(gòu)上還是加工工藝上，都有改進(jìn)的必要。但原設(shè)計沒有相關(guān)重要零部件的詳細(xì)的強度和剛度分析計算報告，使得對產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和加工工藝進(jìn)行優(yōu)化缺乏必要的依據(jù)。針對上述情況，......機械廠委托......對兩種齒輪箱進(jìn)行分析計算，達(dá)到以下研究目的：
1）通過對風(fēng)力發(fā)電機偏航齒輪箱和風(fēng)力發(fā)電變槳齒輪箱的關(guān)鍵零部件的強度和剛度分析，為產(chǎn)品的生產(chǎn)和優(yōu)化提供計算依據(jù)；
2）在原設(shè)計方案的基礎(chǔ)上，提出兩種齒輪箱結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化方案，從而提升其使用性能，改進(jìn)加工工藝，降低生產(chǎn)成本。
2項目的研究內(nèi)容
1）風(fēng)力發(fā)電機偏航齒輪箱、變槳齒輪箱的齒輪承載能力計算和分析；
2）針對現(xiàn)有變槳齒輪箱、偏航齒輪箱的結(jié)構(gòu)，建立齒輪箱箱體、行星架及軸等零件的有限元分析模型，并進(jìn)行三維有限元分析，確定其位移場、應(yīng)力場；
3）基于有限元分析結(jié)果開展優(yōu)化設(shè)計工作，對齒輪箱箱體、行星架及軸等零件進(jìn)行重分析，提出減小零部件尺寸及重量的可行方案。
4）在進(jìn)行樣機生產(chǎn)試驗過程中，對設(shè)計進(jìn)行必要的修改。
3項目的分析方法
本項目在實施過程中，將經(jīng)典的機械設(shè)計方法和有限元法相結(jié)合，發(fā)揮各自的優(yōu)勢，快速準(zhǔn)確的對齒輪、行星架、箱體等關(guān)鍵零部件進(jìn)行分析，從而為結(jié)構(gòu)優(yōu)化提供計算依據(jù)。
目 錄
1 項目的研究目的 1
2 項目的研究內(nèi)容 1
3 項目的分析方法 1
4 風(fēng)力發(fā)電機偏航齒輪箱分析及優(yōu)化 2
4.1 技術(shù)要求 2
4.2 傳動方案 2
4.3 齒輪強度計算 3
4.3.1 齒輪受力分析 3
4.3.2 齒輪疲勞強度計算結(jié)果 6
4.3.3 第四級太陽輪和行星輪靜強度計算結(jié)果 13
4.4 輸出軸計算 14
4.5 輸出軸花鍵計算 17
4.6 箱體有限元分析 18
4.7 第四級行星架有限元分析 21
4.8 改進(jìn)建議 24
4.9 結(jié)構(gòu)改進(jìn)后的分析計算 29
4.9.1 輸出軸軸承 29
4.9.2 輸出軸花鍵 30
4.9.3 輸出軸 30
4.9.4 第四級行星架 33
4.9.5 輸出座 37
4.9.6 箱體連接螺栓 42
4.10 結(jié)論 43
5 風(fēng)力發(fā)電機變槳齒輪箱分析及優(yōu)化 45
5.1 技術(shù)要求 45
5.2 傳動方案 45
5.3 齒輪強度計算 46
5.3.1 齒輪受力分析 46
5.3.2 齒輪疲勞強度計算結(jié)果 47
5.3.3 第三級太陽輪和行星輪靜強度計算結(jié)果 52
5.4 輸出軸計算 53
5.5 軸承計算 56
5.5.1 最大輸出載荷時軸承壽命計算 56
5.5.2 正常輸出載荷時軸承壽命計算 57
5.6 箱體有限元分析 58
5.6.1 箱體有限元模型 58
5.6.2 計算結(jié)果 59
5.7 行星架有限元分析 61
5.7.1 行星架有限元模型 61
5.7.2 一級行星架有限元分析 62
5.7.3 二級行星架有限元分析 64
5.7.4 三級行星架有限元分析 67
5.8 改進(jìn)建議 70
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