风力发电机组齿轮箱试验要求论文

风力发电机组齿轮箱设计与优化风力发电机组作为一种环保和可再生能源设备，在近年来得到了广泛的应用和发展。

而其中的齿轮箱设计和优化，则是影响整个发电机组性能和效率的重要因素之一。

本文将详细介绍风力发电机组齿轮箱的设计原理与优化方法。

一、齿轮箱设计原理风力发电机组的齿轮箱主要用于传动风力转子与发电机之间的转动力，同时还可以对转速比进行调节以提高系统效率。

一般来说，齿轮箱包括主减速箱和变速箱两部分。

主减速箱通常采用多级齿轮传动，通过不同的齿轮组合来实现不同的转速。

而变速箱则可以通过调整齿轮箱中液压传动系统或电子控制系统来实现转速的调节，以适应不同风速下的工作状态。

在设计齿轮箱时，需要考虑的因素包括传动效率、承载能力、噪音和振动等。

合理的齿轮参数设计和优化可以有效地提高齿轮箱的工作效率和寿命。

二、齿轮箱优化方法1. 材料选用优化：齿轮箱的耐磨损性、强度和重量等关键性能直接受材料选择的影响。

优化材料选用可以根据具体工况选择合适的合金钢、碳素钢或铝合金等材料，以提高齿轮箱的整体性能。

2. 齿轮参数优化：齿轮的模数、齿数、压力角等参数对齿轮箱的传动效率和噪音有着重要影响。

通过数值优化和仿真分析，可以对齿轮参数进行精确设计和调整，以实现最佳的传动效果。

3. 润滑系统优化：齿轮箱工作时，润滑油的选用和润滑系统的设计对齿轮箱的稳定性和寿命至关重要。

通过合理选择润滑油种类和油路设计，可以减少齿轮箱的摩擦损失和磨损，提高系统效率。

4. 结构强度优化：齿轮箱内部各部件的结构设计和强度分析是确保齿轮箱正常运行的重要环节。

通过有限元分析和结构优化，可以避免齿轮箱在高负荷工况下出现应力集中和疲劳断裂等问题。

结语风力发电机组齿轮箱的设计和优化是提高发电系统整体性能和可靠性的关键环节。

通过合理设计齿轮参数、材料选用、结构强度和润滑系统，可以有效地提高齿轮箱的使用寿命和工作效率，为风力发电行业的发展做出贡献。

希望通过本文的介绍，读者对风力发电机组齿轮箱的设计与优化有所了解和启发。

风力发电机组齿轮箱技术参数风力发电机组齿轮箱技术参数是影响风力发电机组性能的重要因素之一。

齿轮箱是将风力发电机组转动的风轮机转速升高到发电机要求转速的装置，在风力发电系统中扮演着至关重要的角色。

齿轮箱的设计和选型直接关系到风力发电机组的高效运行和长期稳定性，因此对其技术参数进行深入研究至关重要。

首先，齿轮箱的承载能力是评估其性能的重要指标之一。

承载能力主要取决于齿轮箱设计时所选用的材料、结构和加工工艺。

对于大型的风力发电机组，其承载能力需求较高，齿轮箱必须能够承受来自风轮机扭矩的冲击和变化。

因此，在设计齿轮箱时，需要充分考虑各种外部因素对其承载能力的影响，确保其在各种复杂工况下都能够可靠运行。

其次，齿轮箱的传动效率也是评估其性能的重要指标之一。

传动效率直接影响到风力发电机组的发电效率和整体能量利用率。

传动效率的高低主要取决于齿轮箱内部齿轮的材料、精度和润滑等因素。

通过合理设计和选择合适的材料，可以有效减小齿轮间的摩擦和损耗，提高传动效率，从而提升风力发电机组的整体性能。

另外，齿轮箱的噪声和振动也是需要重点关注的技术参数之一。

风力发电机组运行时产生的噪声和振动会对周围环境和人体健康造成影响，因此需要通过优化设计和加强隔声隔振措施来减小齿轮箱的噪声和振动水平。

降低噪声和振动不仅可以改善风力发电机组的工作环境，还有助于延长齿轮箱的使用寿命，降低维护成本。

此外，齿轮箱的可靠性和故障率也是评估其性能的重要指标之一。

风力发电机组通常安装在风力资源丰富的地区，环境条件复杂多变，因此齿轮箱必须具有较高的可靠性和抗干扰能力，以保证风力发电机组长期稳定运行。

减小齿轮箱的故障率可以降低维护成本，提高风力发电机组的整体经济效益。

综上所述，风力发电机组齿轮箱技术参数直接关系到风力发电机组的性能和可靠性。

通过合理设计和优化选择齿轮箱的技术参数，可以提高风力发电机组的发电效率、传动效率和可靠性，从而促进风力发电产业的可持续发展。

摘要：以下主要论述了风力发电齿轮箱试验的要求、空载试验、负载试验、批量生产试验等几个方面的有关要求。

主要适用于大功率风电齿轮箱。

一、前言：风力发电齿轮箱是风力发电机组的关键部件之一。

此齿轮箱设计要求严格，制造精度高，要求运行可靠性好，所以，齿轮箱的出厂试验显得尤为重要。

二、试验要求：1. 试验所用仪器：①动力源：按齿轮箱的功率选用适当电机②试验台：按要求搭建③测量仪表：a. 温度计、pt100仪表：用于测量被试齿轮箱润滑油温度，轴承温度。

b. 测振仪：测量振动。

要求测量高速轴，内齿圈外部等处振动量。

c. 声级仪：测量试车噪音。

d. 转速表：测量齿轮箱轴及电机轴转速。

e. 必要时应配有一台1/3倍频程频率分析仪，并进行fft分析。

2. 试验润滑要求：试验用油必须采用与齿轮箱工作时完全一致的油品，润滑油路必须是齿轮箱正常工作时的油路，试验后应更换过滤器。

涂装时，为保证齿轮箱油路的完好性，不应拆卸各元件。

3. 试验标准：①温度：齿轮箱最高温度不应超过80℃，高速轴轴承温度不能超过90℃。

②齿轮箱的空载噪音应不大于85db（a），用gb3785中规定的ⅰ型和ⅰ型以上声级计，在额定转速下，在距齿轮箱中分面1米处测量，当环境噪声小于减速器噪声3db（a）的情况下，应符合要求。

③振动：要求测量高速轴轴伸，内齿圈外部等处振动，应符合gb/t8543规定的c级。

④效率；齿轮箱效率视结构型式而定，一般应在96.5～97.5之间。

⑤清洁度：齿轮箱的清洁度应符合jb/t7929的有关规定。

三、空载试验由于风电齿轮箱在现场工作时均有约4o的倾角，所以空载试验时要求模拟这一工况，以检查齿轮箱油润滑系统的工作情况。

风力发电机齿轮箱可靠性优化设计文献综述【可参考以下写作提纲】1．前言（简要说明阅读文献背景、目的和范围以及选题的发展现状及争论焦点，不少于800字）随着社会经济的不断发展，人们对能源的需求也越来越大，而不可再生资源在不断消耗，寻求新的可再生资源成为当务之急。

至此，风力发电机应运而生，其装机灵活、基建周期短、环境效益高的诸多优点，促使风力发电成为国家新能源开发的关键技术[1]。

“中国制造2025”新能源装备实施方案指出，要在2025 年前，新能源装备制造业形成完善的产业体系，有效支撑新能源发展[2]。

世界风能协会（World Wind Energy Association, WWEA）统计，截止到2019 年底，全球安装的所有风力发电机的总容量达到6508GW。

2019年增加了59667MW，所有已安装的风力发电机可以满足全球6%以上的电力需求。

中国和美国都表现出强劲的增长势头，分别有275GW 和91GW 的新装机容量，均为近五年来最大的市场容量。

在取得令世界瞩目成绩的同时，也必须正视中国风电产业快速发展过程中所面临的各种问题。

风力发电机一般安装在偏远的户外或者海上，长时间在数十米高空服役，长期运行在振动、潮湿、沙尘、腐蚀、变速、制动等复杂恶劣环境中，各类故障频发且难以提前预警，带病运行将导致设备损坏、风场停机，维护维修成本提高[3]。

风力发电机运行在复杂的环境中，包括多套复杂的子系统。

齿轮箱是风力发电机实现增速的关键子系统，其健康运行关系着风力发电机的健康状态。

齿轮箱内部结构复杂，由多组齿轮、轴承、齿轮轴及润滑冷却系统组成，长期受到交变载荷、冲击载荷的作用，齿轮箱在恶劣的环境下运行，容易发生故障[4]。

目前，大型风力发电机的设计寿命要求不低于20 年，机组的年可利用率不小于97%[5]。

齿轮箱是风力发电机实现增速功能的关键所在，齿轮箱的寿命直接影响着风力发电机的寿命，齿轮箱能安全可靠的运行是风力发电机可靠的必要条件。

风电齿轮箱项目研发主要内容,目标及关键技术要求风电齿轮箱是风力发电机组中的主要组成部分，用于将风轮旋转转换为电能。

随着风力发电技术的不断发展，风电齿轮箱的研发也变得越来越重要。

本文将介绍风电齿轮箱项目研发的主要内容、目标及关键技术要求，以期为相关的研究和设计提供有价值的参考和指导。

一、主要内容1.设计方案研发：首先需要对风电齿轮箱的整体设计方案进行研究和制定，包括传动结构、齿轮组合、轴线布局、尺寸参数等。

通过计算分析和模拟等方法找到最优设计方案，确保齿轮箱的高效性和可靠性。

2.材料与工艺研发：风电齿轮箱是一个高强度、高刚度、重载的机械部件，需要选用优质材料和高精度的制造工艺，以确保其承受足够的载荷和长期稳定运转。

研发材料和工艺需要重点考虑降低成本、提高耐久度和抗疲劳性能等因素。

3.性能测试与评价：在齿轮箱研发过程中也需要对其进行性能测试与评价，通过台架实验、仿真分析、寿命测试等方式对其静态和动态性能进行验证和评估。

测试结果可用于进一步完善和优化设计方案。

二、目标1.提高齿轮箱的效率和可靠性：风电齿轮箱作为风力发电机组的核心部件之一，其效率和可靠性的提高将直接影响整个发电系统的性能和稳定性，是研发的关键目标。

2.降低成本和提高节能性：随着风力发电技术的不断成熟和市场竞争的加剧，降低成本和提高节能性也成为了研发的重要目标。

这不仅需要通过优秀的设计方案、高品质的材料和加工工艺，同时还需要在实际运行中不断完善和优化，降低运行和维护成本。

3.提升研发能力和创新水平：风电齿轮箱的研发需要集多方面的知识和技术之长，既要涉及机械传动、强度计算、材料加工等工程领域，也要考虑可持续发展、能源节约等社会责任。

因此，通过研究和实践不断提升研发能力和创新水平也是重要目标之一。

三、关键技术要求1.强度与耐久性：风电齿轮箱作为机械传动系统的核心部件之一，其强度和耐久性是保证风力发电机组长期可靠运行的关键因素。

因此，在材料、工艺、设计方案等方面要求具有足够的强度和耐力，以承受高负荷、高强度的工作环境。

技术平台关于风电齿轮箱的设计技术分析刘桂然（国电联合动力技术有限公司风电设备及控制国家重点实验室，北京 100039）摘 要：随着社会经济的快速发展，我国每年所耗费的能源数量快速上升，这也造成了全国范围内能源紧缺现象。

当前人们逐渐重视对可持续资源的开发利用，使得近些年来风力发电技术迅猛发展。

在风力发电技术中，水平轴风力发电机是最为重要的一个技术环节，但是由于风电齿轮箱在运行中故障率较高，因此风力齿轮箱设计与制造技术一直都是困扰我国风电行业发展的瓶颈之一。

本文主要结合当前大型风电齿轮箱的发展现状及发展趋势，探讨了现阶段大型风电齿轮箱出现的问题及研究现状，最后结合实际情况阐述了大型风电齿轮箱载荷分析及处理措施。

关键词：风电齿轮箱；设计：关键技术1 大型风电齿轮箱的发展现状及趋势到2018年底，中国、荷兰、德国、丹麦等国的风电设备累计装机容量位居全球前列。

可见，风能产业是中国迅速发展的新兴产业，而且中国拥有非常丰富的风能资源。

相关调查研究表明，中国已有约32.26亿千瓦的风能累计储量，可供利用的风能资源达10.7亿千瓦，中国拥有的风能开发潜力巨大，目前中国已有40家企业进入风能生产和零部件制造领域。

中国政府及相关部门通过技术引进及自主开发等多种发展模式，使中国风能设备制造产业链已逐渐形成，形成了集齿轮箱、叶片机、偏航系统、钢结构构件等零部件制造和主机制造为一体的完整产业链。

这使得我国风力设备制造产业链已经逐步形成集齿轮箱、叶片机、偏航系统、钢结构部件等零部件制造和主机生产的能力。

大型风电齿轮箱主要具有的结构有两种，包括水平轴风力机和垂直轴风力机，当前在我国风力发电市场上主要应用水平轴发电机。

一般情况下，风力机可运行20多年，而且风力机还可承受各种极端天气和复杂的风荷载，但风力机也经常因风力机齿轮箱故障而导致整个机组运行瘫痪。

举例来说，丹麦的micon发生了数千起质量问题的齿轮更换事故。

而在风力发电设备中，齿轮是一个非常重要的机械部件，主要通过风轮将风力动力传递给发电机，使发电机内轴承的转动得到改善，但是，由于风轮的转动速度较低，齿轮箱应该通过辅助齿轮的转动速度来改善发电机轴承的转动速度。

风力发电机组齿轮箱故障研究分析摘要：伴随着我国综合国力的不断提升，国内的风电机的应用也随之逐渐发展起来。

风电能源的提供受较多自然条件的限制，为满足风电能源的需求，应竭尽全力做好风力发电机的维护工作。

齿轮箱是比较敏感又重要的部位，稍微出点意外就容易导致颇多的成本损失。

为最大程度地减少故障发生的几率，应选各方面性能较佳的风力发电机组齿轮箱状态监测以及故障诊断系统。

关键词：风力发电机；组齿轮箱；故障诊断引言风力发电机安装地点一般都安排在风力较大的地方，如海边、山顶及无障碍物的沙漠等，工作环境比较恶劣。

风力发电机组的齿轮箱结构复杂精密，在不同工况中的振动情况也比较复杂，相比较于其他部件，容易出现故障（齿轮箱故障占风机故障的1/5）。

由于风机的地理位置比较偏，齿轮箱高度较高，一旦齿轮箱出现故障，很难进行及时修复。

1齿轮箱故障原因一般将发电机组安装于诸如高山、近海等多风区域．高湿度、极端温差的工作环境，加之交变的载荷、气流畸变等各种客观因素都会影响增速齿轮的使用寿命，形成复杂化的受力情况，工况极差，因此齿轮箱在运行过程中极易发生故障，甚至损坏。

据统计，国内风电机组频频发生各类故障，其中有接近60%的故障出现于齿轮箱之中，该部件是整机故障率最高的部分。

齿轮箱在运行过程中，若存在故障，则仅可采集到非线性、非平稳性的齿轮振动信号。

另外，实际工作中传统的信号处理方式多用于分析线性信号，只能显示频域信息，无法显示时间和频率之间的对应关系，已经满足不了现实工程的需求，如快速傅里叶变换。

处于故障状态的齿轮箱振动信号幅值通常会变大，另外各个频段存在各种故障，其也会形成完全不同的振动信号，因此其用于表示频段数量值的特征参数表也存在较大的差异性。

通过小波包的分析，将信号分解为独立的频带。

然后从这些频带中获取故障信息构成向量值，不同的向量值对应不同的故障，并以此特征向量作为BP 神经网络故障诊断的输入样本。

通过这种方式组成小波神经网络，就可以优势互补，从而更好的进行齿轮箱健康状态的检测与诊断。

浅谈风力发电机组齿轮箱常见故障分析及检测方法摘要：随着科技的不断发展，齿轮箱相关技术也在不断完善，混沌诊断识别法、油液分析法以及振动法等都是较为有效的故障诊断方式。

齿轮箱内部的诸多零部件，如轴承、齿轮、轴等，在齿轮运转的过程中都会以一定的频率振动，在这种情况下，点蚀就会出现在轴承上，或者由于一些其他因素，如磨损、高温等都会对轴承产生影响，不仅会造成轴承的过度消耗，还会抑制发电机组的运转。

故而，针对风力发电机组齿轮存在的故障展开分析与检测具有重要的现实意义。

关键词：风力发电机；齿轮箱；常见故障分析；检测前言：近些年来，我国风力发电范围不断增加，但是风电机组齿轮箱仍然存在一定的故障，影响了风电机组的正常运转。

为了有效降低风电机组的故障率，必须要做好风力发电机组齿轮箱轴承故障诊断，并探索可行的防控举措，进而保障风力发电机组齿轮箱的正常运行。

1风力发电机组齿轮箱结构轴承、传动部件、箱体以及润滑系统是齿轮箱的主要结构组成。

对于传动部件而言，其中同样有较多组成部件：输入轴、中间轴、输出轴、内齿圈、行星轮、行星架等。

齿轮箱会根据不同的使用需求采用不同的动力传动方式，主要有三类，分别为行星齿轮传动、定轴齿轮传动以及二者结合的组合传动。

齿圈轴通过箱体的支撑可以为输出轴提供叶轮的转动力，所以箱体必须要有较高的强度才可以承受住来自设备内外的载荷。

2齿轮箱故障分析方法齿轮箱含有较多零部件，其故障原因通常较为复杂，这就对工作人员的水平提出了较高的要求，工作人员不仅要具备较高的技术能力，还要在故障排查工作中足够细心，对转轴弯曲、轴面磨损、点蚀、共振等加以分析。

在深入了解故障特征的过程中，故障分析标准也是不可或缺的内容，工作人员应当根据相关标准采用合适的方法，最大程度地将振动过程中的数据收集起来，并且要对其中的重要参数如时域峰值、平均振动能量进行分析，这样才可以精确找到齿轮箱的故障问题所在。

频谱分析方法，实际上就是要求工作人员在齿轮箱振动过程中准确检测齿轮的外环固有频率、加速度信号以及啮合频率，通过这些参数来确定齿轮箱的问题。

风电齿轮箱可靠性分析与研究摘要：在我国风电机组一般安装在高山、荒原、海岛等风口处，容易受到沙尘、低温、台风、冰雪、盐分等恶劣气候环境的影响。

由于风电机组经常受无规律的、变向的、变负荷的风力作用，会导致叶片表面损伤乃至脆断。

齿轮箱密封润滑系统功能退化、低温停机较长时间后变速箱内油温低、黏稠度大等都会降低液压系统寿命。

传动链特别是齿轮箱系统中由关键零部件失效引发故障而导致停机的时间占机组总停机时间的比例居高不下是影响系统性能和可靠性服役的关键性问题。

关键词：风电齿轮箱；失效；可靠性分析1.风电齿轮箱主要失效形式根据失效部位进行分类，风电齿轮箱的故障主要有箱体故障、行星架故障、轴故障、齿轮故障、轴承故障及润滑冷却系统故障等。

突发性的阵风或者电网故障导致的突发载荷、发生故障时的紧急制动等，都会产生较大载荷，有时甚至超过额定载荷数倍，引起齿轮的过载折断。

齿轮损伤主要包括轮齿折断（断齿）、齿面疲劳（点蚀）、齿面胶合、齿面磨损等。

从应用初期的微点蚀，到逐步扩展的大面积点蚀、剥落或磨损。

断齿常由细微裂纹逐步扩展而成。

由于齿面在交变载荷下承受过大的接触剪应力、过多的应力循环次数，因此齿面容易发生胶合、点蚀、齿面剥落、表面压碎等损伤。

另外轴承损坏、轴弯曲或较大硬物挤入啮合区等也会引起轮齿的冲击折断.比较典型的是行星轮系，行星轮在运转过程中总是双向受力，受齿轮精度、强度的影响，容易出现疲劳断齿现象。

行星架损坏部位容易出现在行星孔等强度较弱的部位以及与行星轮或行星架轴承相近的部位。

1.1轴承轴承是齿轮箱中另一个重要故障源。

由于安装、润滑、污染和工作环境等因素，轴承出现了磨损超负载、过热、腐蚀、导电、疲劳等现象，使轴承产生点蚀、裂纹、表面剥落等问题而失效，从而使齿轮箱发生损坏在低速输入端，低速重载情况比较典型，良好的润滑条件难以形成，这是造成主轴轴承损坏的重要原因。

高速端的轴承，因为发电机轴和齿轮箱高速轴连接中通常存在角度偏差和径向偏移，它们随输出功率的变化而变化；这会产生一定频率的轴向和径向的扰动力，从而引起轴承温升而使轴承损坏。

风电机组齿轮箱故障分析（生产部/中广核内蒙古分公司，孙武）摘要：随着人口的增长和全球经济的发展，一次能源消耗量不断增加，致使人类面临着能源利用和环境保护两方面的压力。

风能作为一种蕴藏量丰富的清洁可再生能源，越来越受到世界各国的重视。

近几十年来,风力发电技术取得了突飞猛进的发展,由于风电产业的飞速发展,促成了风电装备制造业的繁荣,而风电齿轮箱作为风电机组中最重要同时也是故障率非常高的部件之一,倍受国内外风电研究机构的关注。

本文分别从齿轮、轴承、轴的失效形式，齿轮箱润滑和齿轮箱设计、振动等方面分析了齿轮箱的故障形式。

关键词：风电风电机组齿轮箱故障分析失效引言面对当前日益枯竭的一次性能源，面向日益紧迫的能源危机，人类对清洁可再生能源的的渴望和需求日趋强烈。

近几年，世界各国对新能源研发的热度持续高涨，其中风力发电已成为世界公认的技术最成熟、开发成本最低、最具发展前景的可再生能源之一。

大力发展风电产业，开发建设大型风电基地，可大幅度减少我国未来二氧化碳、二氧化硫等氮氧化物的排放量。

2012年 6月，我国并网风电达到5258万千瓦，成为世界第一风电大国,在未来30年内，风力发电机组的装机容量可能超过核电，成为第三大发电电源。

由此可见，风力发电越来越受到国家的重视。

风力发电机组一般都安装在高山、戈壁、山口、海边等风能较大周围无遮挡物的地方，齿轮箱、发电机等部件安装在机组塔架之上狭小的机舱内，距离地面几十米甚至上百米高。

风力发电机组工作环境恶劣，受无规律的变向变载荷的风力作用以及强阵风的冲击，常年经受酷暑、严寒和极端温差的影响，机组运行时常伴有振动，并且经常受到风沙、盐雾侵蚀，时常还处于湿度大等一些恶劣环境中。

因此其故障率高，其中齿轮箱故障率更是达到风机故障率的15%—20%，齿轮箱一旦出现故障，修复将十分困难，严重影响到了风电场的经济效益，因此齿轮箱在风电机组中所占据的重要位置不容忽视。

本文分别从齿轮、轴承、轴的失效形式，润滑和齿轮箱设计、振动这六方面分析了齿轮箱的故障形式。

毕业设计（论文）2010 级风能与动力技术专业题目：风力发电机组齿轮箱的故障及其分析毕业时间：学生姓名：X X X指导教师：X X X班级：10风电（1）班目录一、绪论 (1)(一)风力发电机组齿轮箱故障诊断的意义 (1)二、风力发电机组齿轮箱的故障诊断 (2)（一）风力发电机组齿轮箱的常见故障模式及机理分析 (2)（二）齿轮箱典型故障振动特征与诊断策略 (6)（三）针对齿轮箱不同故障的改进措施 (9)三、结论 (12)参考文献: (12)致谢 (13)风力发电机组齿轮箱的故障及其分析摘要:随着全球经济的发展和人口的增长，人类正面临着能源利用和环境保护两方面的压力，能源问题和环境污染日益突出。

风能作为一种蕴藏量丰富的自然资源，因其使用便捷、可再生、成本低、无污染等特点，在世界范围内得到了较为广泛的使用和迅速发展。

风力发电己成为世界各国更加重视和重点开发的能源之一。

随着大型风力发电机组装机容量的增加，其系统结构也日趋复杂，当机组发生故障时，不仅会造成停电，而且会产生严重的安全事故，造成巨大的经济损失。

本论文先探讨了课题的实际意义以及风力发电机常见的故障模式，在这个基础上对齿轮箱故障这种常见故障做了详尽的阐述，包括引起故障的原因、如何识别和如何改进设计。

通过对常见故障的分析，给风力发电厂技术维护提供故障诊断帮助，同时也给风电设备制造和安装部门提供理论研究依据。

关键词:风力发电机;故障模式;齿轮箱;故障诊断一、绪论(一)风力发电机组齿轮箱故障诊断的意义风电对缓解能源供应，改善能源结构、保护环境和电力工业的持续发展意义重大。

这些年来，风电机组在我国得到了广泛的安装使用。

随着大型风力发电机组装机容量的增加，其系统结构也日趋复杂，风力发电机的故障也成为一个不容忽视的问题。

随着风电机组运行时间的加长，目前这些机组陆续出现了故障（包括风轮叶片、变流器、齿轮箱、变桨轴承，发电机、以及偏航系统等都有），导致机组停止运行。

风力发电机组齿轮箱的设计与分析摘要随着不可再生能源的减少和生态环境的不断恶化，利用新能源的发电技术越来越被各国重视，并在全球范围内取得了非常大的进步。

风能是一种可再生能源并且不会对生态环境造成污染，具有无可比拟的优点。

所以世界各国也越来越重视风力发电技术。

风力发电过程是机械能转换为电能的过程，在风力的作用下，叶片转动，转速再经过增速齿轮箱得到放大并推动发电机发电。

由此可见风电增速齿轮箱是风力发电机的关键部件.本课题主要是基于Pro/ENGINEER软件和ANSYS有限元分析软件对传动系统进行设计与分析。

首先，根据工况设计传动系统各零部件的参数，采用Pro/E 按照设计数据绘制各零件图，然后在pro/E软件的装配界面将各零件装配起来。

使用Pro/E软件建模的时候，需要完全按照设计参数绘制。

同时这样也可以大大提高效率。

零部件绘制完成之后，将重要的零件导入ANSYS软件中进行模态分析，分析他们的频率特性并查看其振型。

经过频率特性分析，确定我们的设计符合要求。

关键词：风力发电；齿轮箱；参数化建模；Pro/ENGINEER；ANSYS；Design and Analysis of gearbox for windturbineAbstractWith the reduction of non-renewable energy resources and deterioration of ecological environment, new energy power generation technology with new energy is being getted more and more national attention, and the great progress has been made in the global scope. Wind energy is a renewable energy and does not cause pollution to the ecological environment, with there is nothing comparable to this advantage. So many states in the world have payed more and more attentionto wind power generation technology. Wind power generation is the process of converting mechanical energy into electrical energy in the process.the blades trotates under the action of wind, speed after the gearbox,then is amplified and drive the generator. Therefore the wind power gearbox is the key components of the wind turbine.First, according to the parameters of the working condition, design all parts of the transmission system, draw in Pro / E parts diagram with the design data, and parts assembled in Pro / E component environment.When we use Pro/E software to draw the parts,we need to be fully parameterized drawing. At the same time, it also can greatly improve the efficiency . After the parts completed, we should lead the important parts into ANSYS software to conduct modal analysis.we should get the frequency analysis and view its vibration mode. After the analysis of frequency characteristic, we make sure the design can meet the requirements. Keywords:Wind power; Gearbox; Parametric modeling; Pro / ENGINEER; ANSYS;目录摘要 (I)Abstract........................................................... I I 1 绪论.. (1)1.1课题背景 (1)1.2国内外的发展 (1)1.3毕业设计的主要内容 (2)1.4本章小结 (2)2齿轮箱的设计 (4)2.1增速齿轮箱方案设计 (4)2.2齿轮参数的确定 (5)2.2.1圆柱齿轮参数 (5)2.2.2行星轮系的齿轮参数 (6)2.3受力分析与静强度校核 (7)2.3.1受力分析 (7)2.3.2低速级外啮合齿面静强度计算 (9)2.4高速轴的设计 (9)2.5低速轴的设计 (9)2.6中间轴的设计 (10)2.7箱体的设计 (10)2.8本章小结 (11)3基于Pro/E的参数化建模 (12)3.1Pro/Engineer软件简介 (12)3.2 参数化建模介绍 (13)3.3行星传动齿轮的建模 (13)3.3.1行星轮的建模 (13)3.3.2内齿轮的建模 (19)3.4斜齿轮的建模 (21)3.5轴类零件的建模 (27)3.6生成装配图 (28)3.7本章小结 (28)4基于ANSYS的轴类零件有限元分析 (29)4.1 ANSYS概述 (29)4.2ANSYS workbench概述 (29)4.3轴类零件的分析过程 (29)4.4本章小结 (32)5总结 (33)参考文献 (34)致谢 (35)1 绪论1.1课题背景风能是一种清洁的可再生能源[1]，其总量要比固体、液体燃料能量的总和大得多，是一种永不枯竭的能源。

目次前言 (II)1 范围 (1)2 规范性引用文件 (1)3 技术要求 (2)4 检验规则及试验方法 (8)5 标志、包装、运输、贮存................................................................126 随机文件 (12)前言本标准根据GB/T 1.1—2000《标准化工作导则第一部分：标准的结构和编写规则》的要求编写。

本标准由新疆金风科技股份有限公司提出并归口。

本标准负责起草单位：新疆金风科技股份有限公司。

本标准主要起草人：王晓东本标准批准人：王相明金风750kW/800kW系列风力发电机组齿轮箱技术条件1 范围本标准规定了金风750kW/800kW系列风力发电机组齿轮箱的技术要求、检验规则及试验方法、标志、包装、运输、贮存的要求。

本标准适用于金风750kW/800kW系列风力发电机组齿轮箱的订货和验收。

2 规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。

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GB/T 191-2000 包装储运图示标志GB/T 229-1994 金属夏比缺口冲击试验方法GB/T 230.1-2004 金属洛氏硬度试验第1部分：试验方法GB/T 231.1-2002 金属布氏硬度试验第1部分：试验方法GB/T 1184-1996 形状和位置公差未注公差值GB 1348-1988 球墨铸铁件GB/T 1804-2000 一般公差未注公差的线性和角度尺寸的公差GB/T 3077-1999 合金结构钢GB 6060.1-1985 表面粗糙度比较样块铸造表面GB/T 8539-2000 齿轮材料及热处理质量检验的一般规定GB 8923-1988 涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级GB 9239-88 刚性转子平衡品质许用不平衡的确定GB/T 9286-1998 色漆和清漆漆膜的划格试验GB/T 9441-1988 球墨铸铁金相组织检验GB/T 9445-1999 无损检测人员资格鉴定与认证GB 10095.1-2001 渐开线圆柱齿轮精度第1部分：齿轮同侧齿面偏差的定义和允许值GB 10095.2-2001 渐开线圆柱齿轮精度第2部分：径向综合偏差与径向跳动的定义和允许值GB/T 10561-2005 钢中非金属夹杂物含量的测定标准评级图显微检验法GB/T 13306-1991 标牌GB/T 13384-1992 机电产品包装通用技术条件GB/T 13452.2-1992 色漆和清漆漆膜厚度的测定GB/T 16823.1-1997 螺纹紧固件应力截面积和承载面积GB/T 19073-2003 风力发电机组齿轮箱JB 4730-1994 压力容器无损检测JB/T 5000.10- 1998重型机械通用技术条件装配JB/T 5000.15-1998重型机械通用技术条件锻钢件无损探伤JB/T 6395-1992 大型齿轮、齿圈锻件JB/T 6396-1992 大型合金结构钢锻件JB/T 6402-1992 大型低合金钢铸件JB/T 7528-1994 铸件质量评定方法JB/T 7929-1999齿轮传动装置清洁度JB/T 9050.3-1999 圆柱齿轮减速器加载试验方法JB/JQ 82001-1990 铸件质量分等通则DIN 3990-1987齿轮承载能力计算DIN EN 12680.3-2003铸造—超声波检查第3部分：球墨铸铁件IEC 61400-1 风力发电机系统－第一部分：安全要求3技术要求3.1 一般要求3.1.1 产品设计应充分考虑风机运行的实际工况及需求(齿轮箱属柔性安装，风作用于叶轮的力和力矩通过主轴传递到齿轮箱，受风速变化机组运行中齿轮箱前后左右晃动大，波动幅度大)，应考虑频繁的投入和切除对齿轮箱冲击等影响。

风力发电主齿轮箱设计提升探究摘要：本文对风力发电主齿轮箱开发现状进行阐述，探究风力发电主齿轮箱在设计方面可进行提升的着力点，有针对性地讨论和论述提升风力发电主齿轮箱设计的解决措施，主要包括制定设计参考标准，提升可靠性设计，产品平台化设计，注重齿轮箱内部润滑，通过分析旨在提高风力发电主齿轮箱设计效果，将风力发电主齿轮箱的应用优势充分发挥出来。

关键词：风力发电；主齿轮箱；设计一、风电主齿轮箱发展前景我国于2020年9月提出“CO2排放力争于2030年前达到峰值，努力争取在2060年实现碳中和”的目标，需要进一步加快发展风力发电，光伏发电，生物质发电等可再生能源。

风资源作为绿色可再生能源，取之不尽，用之不竭。

当今很多国家都致力于开发风力资源，我国也在大力发展风力资源，这直接促使国内风电设备国产化的快速发展，尤其是用于风力发电的风电齿轮箱发展取得了极大的进步。

在风力发电整套传动链中，风电主齿轮箱作为最重要的零部件之一，发挥着重要的传动作用。

风力发电的过程简单来说即，低转速的风能，带动风机叶片转动，进而驱动整个传动链的转动。

风电主齿轮箱作为增速机构，其输入端为低转速转，经过传动增速，风电主齿轮箱输出端高速轴能够输出高转速，高转速驱动发电机发电。

整个过程就是实现风能向电能的转换，高效利用风能，使“用电难”的问题得到有效解决，同时不增加环保压力。

风电主齿轮箱在设计环节的严格把控，直接影响齿轮箱的质量表现，也关系到整个风力发电传动链。

因此，对风电齿轮箱设计过程中问题的探究，就显得尤为重要。

二、风力发电主齿轮箱设计的存在问题（一）设计参考标准的问题目前，基于风电项目开发外部环境的变化及成本压力，风力发电主齿轮箱开始向大型化、轻量化的方向发展。

近几年，尤其是国内风电市场，产品大型化开发的速度极其迅速。

以往一款机型样机开发、风场验证、批量生产的整套周期往往需要2-3年，现已缩短至1年左右。

时间的缩短意味着风电主齿轮箱的产品质量一定要得到充分保证，才能够减少后续风场维修的时间和成本。

浅谈风力发电机组齿轮箱常见故障分析及检测方法发布时间：2022-10-10T07:53:52.475Z 来源：《中国电业与能源》2022年6月11期作者：何杨张、沈忠明[导读] 在过去的几年中，风力发电工业得到了极大的发展。

然而，风力发电机组经历了各种各样的故障，导致了成本的增加。

风力发电机齿轮箱是最关键的部件，故障率高，维修时间长。

何杨张、沈忠明中广核新能源投资（深圳）有限公司云南分公司摘要：在过去的几年中，风力发电工业得到了极大的发展。

然而，风力发电机组经历了各种各样的故障，导致了成本的增加。

风力发电机齿轮箱是最关键的部件，故障率高，维修时间长。

本文介绍了风力发电机组齿轮箱的常见故障及其根本原因，然后重点研究了风力发电机齿轮箱的故障诊断和监测技术，论述了风力发电机齿轮箱状态监测与故障诊断技术的研究现状和发展趋势，设计了风力发电机齿轮箱状态监测与故障诊断模拟台。

关键词：风力发电机组；齿轮箱；故障诊断前言：风能是世界上发展最快的可再生能源。

近年来，世界各国对风力发电的利用进行了大量的研究和开发。

但风力发电机组容易损坏，尤其是齿轮箱等关键部件容易发生故障。

在组成风力发电机的各个子系统中，齿轮箱被证明是造成最长的停机时间和最昂贵的维护。

因此，提高风力发电机组的可靠性和减少停机时间是风力发电行业必须解决的问题。

检测变速箱的早期故障可以减少发生灾难性故障的机会。

如齿轮表面出现点蚀故障时，可用齿轮涂层修复齿轮表面，当轴承出现故障时，齿轮箱可以开始低速运转等待修复，从而合理安排维护。

齿轮箱位于轮毂和发电机之间,用于将风力发电机转子产生的缓慢旋转的高扭矩功率转换为发电机使用的高速低扭矩功率。

风力发电机齿轮箱由三个主要部件组成: 齿轮、轴承和轴。

1风力发电机组齿轮箱故障分析1.1齿轮损坏1.1.1齿轮箱齿面磨损齿轮箱在低温工作时，由于低温和润滑剂固化使润滑剂达不到润滑部分而引起磨损；齿轮箱在高温工作时，由于电机加热引起的高温使润滑油温度异常升高，导致机械润滑剂失效而引起齿轮磨损；齿面磨损的另一个原因是外来物的进入。

风电齿轮箱研究报告1、风电齿轮箱的结构和工作原理风电齿轮箱作为风力发电机组中的重要组成部分，主要用于实现风能的转换和传递。

其结构主要由齿轮、轴承、润滑系统、机壳等组成。

其中，齿轮是齿轮箱中最关键的部件，以传递风能产生的旋转力矩，从而驱动发电机组发电。

为了提高齿轮箱的传动效率和稳定性，目前主要采用了多级行星减速器和普通齿轮传动的结构形式。

风电齿轮箱的工作原理主要是通过风能的作用，驱动齿轮旋转，从而产生动力传递。

在整个工作过程中，润滑系统的正常运转对于齿轮箱的稳定性和寿命也至关重要。

2、风电齿轮箱的设计要求（1）负荷承受能力：由于风力发电机组受风的影响，会带来不稳定的力矩变化，因此设计齿轮箱时要考虑其承受能力，以确保风电齿轮箱在工作过程中各项性能的稳定。

（2）传动效率：齿轮传动的效率与齿轮结构和运转状态密切相关，因此应采取优化设计和制造工艺，以提高齿轮传动的效率和稳定性。

（3）噪音和振动：齿轮箱的噪音和振动与齿轮的精度、润滑系统的稳定性和工作参数等有关，因此齿轮箱的设计和制造过程应考虑这些要素，从而降低齿轮箱的噪音和振动。

（4）耐久性：齿轮箱的使用寿命与齿轮材料、润滑系统、制造工艺等因素有关，应在设计、制造和使用过程中进行全面考虑。

当前，风电齿轮箱的研究主要涉及以下几个方面：（1）齿轮材料研究：通过材料的选用和改性，提高齿轮传动的效率和耐久性。

（2）齿轮精度和制造技术研究：通过提高齿轮的加工精度和制造工艺，提高齿轮的传动效率和稳定性。

（3）齿轮润滑系统研究：通过完善齿轮箱中的润滑系统，提高齿轮传动的稳定性和寿命。

（4）齿轮箱噪音和振动控制研究：通过优化齿轮箱的设计结构和制造工艺，降低齿轮箱的噪音和振动。

(5) 齿轮箱传动效率的提高研究：优化齿轮箱的设计，降低齿轮传动过程中的摩擦损失和能量损失，以提高其传动效率。

4、结论综上所述，风电齿轮箱的性能和优化设计对于风力发电机组的性能和寿命具有重要的影响。

在未来的研究中，应专注于齿轮材料、精度和制造技术、润滑系统、噪音和振动控制以及传动效率的研究，以进一步提高风电齿轮箱的性能和可靠性，为全球清洁能源的发展做出贡献。

风力发电机组齿轮箱技术参数随着全球可再生能源的不断发展，风力发电作为一种清洁、环保的能源形式受到了越来越多的关注与重视。

在风力发电系统中，风力发电机组齿轮箱作为其中一个重要的组成部分，其技术参数的设计和优化对整个系统的性能起着至关重要的作用。

风力发电机组齿轮箱技术参数的设计是一个复杂而又关键的过程，其设计参数包括齿轮箱的传动比、扭矩、转速、轴承容载能力、尺寸大小等多个方面。

在进行设计时，首先需要对风力发电机组的需求进行充分了解，包括叶片的设计和工作条件、风速、功率输出等各项数据，以便确定齿轮箱的实际工作环境和负荷条件。

在确定了设计需求后，接下来就是选择合适的材料和制造工艺。

一般情况下，风力发电机组齿轮箱的传动部分通常采用高强度、高韧性的合金钢材料，这样可以确保齿轮箱在高速、高扭矩工况下具有良好的抗疲劳性能和耐久性。

此外，齿轮箱的制造工艺也至关重要，包括热处理工艺、精密加工工艺等，这些都直接影响齿轮箱的使用寿命和性能表现。

除了材料和制造工艺外，齿轮箱的润滑系统也是关注的焦点之一。

在高速、高温、高载荷的工作环境下，润滑油的选择和润滑系统的设计对齿轮箱的稳定性和寿命都起着至关重要的作用。

合理设计的润滑系统可以有效减少齿轮箱的摩擦损耗和磨损，延长其使用寿命，降低维护成本。

另外，齿轮箱的噪音和振动也是设计过程中需要充分考虑的因素。

高速旋转的齿轮在传动过程中会产生噪音和振动，对周围环境和设备的影响不可忽视。

因此，设计师需要通过减小齿轮间的啮合间隙、提高齿轮精度等方式来降低齿轮箱的噪音和振动水平，提升系统的工作稳定性和安全性。

总的来说，风力发电机组齿轮箱技术参数的设计是一个综合性的工程，需要设计师在材料选择、制造工艺、润滑系统、噪音振动等多方面进行平衡考虑，以确保齿轮箱在高强度、高速率工作条件下具有良好的性能表现和使用寿命。

只有做好这些技术参数的设计和优化工作，风力发电系统才能稳定、高效地运行，为清洁能源的发展做出积极的贡献。

风机齿轮箱故障诊断及状态监测风能是一种蕴藏量非常丰富的自然资源，并且具有可再生、成本低、无污染等一系列的优点，目前已经得到了广泛的应用发展。

随着风电产业的发展，风机的故障问题也是一个不能忽视的问题，特别是风机齿轮箱的故障原因及分析。

一、引言我国的风力发电技术相对于其他发达国家起步较晚，然而近些年来的发展却十分迅速。

以往的风力发电机组都要依靠靠进口，而到20世纪90年代后，通过采用国外先进的技术，并在此基础上进行优化和创新，使得目前国内通过专业化协作使整机国产化率达到89％，技术经济指标也都满足了设计指标的要求，并且具备了进行批量生产的能力。

风力发电机的齿轮箱是风电机中最重要的机械部件之一，其主要功能是在风力作用下，将风轮产生的机械能传递给发电机，尤其对于大型风力发电机机组而言，风电机的主要故障来源之一就是齿轮箱，因此保证风电机齿轮箱正常运行极为重要。

随着风电机组越来越广泛的使用，风力发电机的故障也逐渐引起了人们的关注。

近年来由齿轮箱故障或损坏引起的机组停运事件时有发生，这是由于风电机组单机容量的不断增大，以及风电机组的运行时间的逐渐累积所导致的，由此带来非常严重的直接损失和间接损失，维修人员投入维修工作的工作量也有不断增加。

因此，研究风电齿轮箱常见的故障形式进就变得极为必要。

国外兆瓦级水平风力发电机组技术己经相当成熟，目前国内大都引进国外的技术，这也局限了国内自主创新的研发进度。

随着对设备运行状态的健康状况关注，对各种设备故障诊断的研究逐渐成为热点，齿轮箱的故障诊断的研究也逐渐升温。

风电机齿轮箱的故障诊断技术涉及信号分析处理、计算机、人工智能等众多领域的知识。

目前对风电机齿轮箱的故障诊断研究主要集中在状态监测仪器和分析系统的开发、故障机理研究和典型故障特征的提取、诊断方法研究和人工智能的应用、振动信号处理与分析等方面。

二、常见的风电齿轮箱故障分析（一）常见的分析方法传统的振动信号的分析和处理方法有:时域波形统计特征值分析、幅值谱、功率谱、伯得图、细化谱分析、瀑布图、倒频谱分析等。