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专利名称：微型风力发电增速器专利类型：实用新型专利
发明人：吕冰冰,李自军,郑禹,陈务申请号：CN202122326143.X 申请日：20210924
公开号：CN215720565U
公开日：
20220201
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型属于增速器技术领域，具体为微型风力发电增速器，包括增速器主体和传动机构，所述增速器主体包括增速箱、连接在所述增速箱外侧的支脚，所述传动机构包括齿轮圈、活动连接在所述齿轮圈上的行星轮、设置在所述上的滚子轴承、连接在所述行星轮外表面的一级太阳轮、设置在所述一级太阳轮上的二级太阳轮。
本实用新型中，通过采用行星传动结构，硬齿面齿轮传动，能够利用行星传动的力矩分流特性，在传递相同负载的情况下，大大减小增速器的体积与重量，方便安装，且增速器采用高强度铬镍合金材料，利用渗碳淬火工艺，在保证齿轮芯部韧性的前提下提高齿轮表面硬度，从而增加了齿轮的耐磨性，提高了其接触强度和使用寿命。
申请人：浙江午马减速机有限公司
地址：325000 浙江省温州市创强路10号
国籍：CN
代理机构：北京中北知识产权代理有限公司
代理人：陈孝政
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摘要我国属于发展中国家，经济、能源与环境的协调发展是实现我国现代化目标的重要前提。
我国是个能源大国，也是个能源消费大国，当前我国能源的发展面临着人均能耗水平低、环境污染严重、能源利用率以及可再生能源比例少等问题。
因此，调整能源结构，减少温室气体排放，缓解环境污染，加强能源安全已成为全国关注的热点，对可再生能源的利用，特别是风能开发利用也给予了高度重视。
风能是一种清洁的可再生能源，风力发电是风能利用的主要形式，也是目前可再生能源中技术最成熟、最具有规模化开发条件和商业化发展前景的发电方式之一。
风力发电机的传动机构主要由主轴、齿轮箱、输出轴等部分组成，首先对齿轮箱进行设计，根据某型风力发电机所要求的技术匹配参数，选择适当的齿轮传动方案，在此基础上进行传动比分配与各级传动参数如模数、齿数等的确定，对于齿轮箱中的轴进行设计，并对齿轮、轴以及轴承进行校核，再考虑行星架、箱体的选用问题，最后在考虑其他因素对风力发电机的影响，进行三维仿真模拟。
关键词：风力发电机传动机构；行星齿轮传动；模拟仿真AbstractChina is a developing country, the coordinated development of economy, energy and environment is an important prerequisite to realize our modernization goal. China is a big energy country, but also a large energy consumption, the current development of China's energy is facing a low level of per capita energy consumption, environmental pollution, energy efficiency and the proportion of renewable energy and other issues. Therefore, to adjust the energy structure, reduce greenhouse gas emissions, ease environmental pollution, strengthen energy security has become a hot topic of concern to the use of renewable energy, especially wind energy development and utilization has also given high priority. Wind energy is a clean renewable energy, wind power is the main form of wind energy utilization, but also the renewable energy in the most mature technology, the most large-scale development conditions and commercial development prospects of one of the power generation.The transmission mechanism of the wind turbine is mainly composed of the main shaft, gear box and output shaft. First, the gear box is designed. According to the technical matching parameters required by a certain type of wind turbine, the appropriate gear transmission scheme is selected. On this basis, The gear ratio and the transmission parameters such as modulus, the number of teeth, etc. to determine the shaft for the design of the gear box, and gears, shafts and bearings to check, and then consider the planetary planes, the selection of the box, and finally Three-dimensional simulation is carried out to consider the influence of other factors on wind turbines.Key words:Wind turbine transmission mechanism;Planetary gear drive; Simulation目录1绪论 (4)1.1选题的背景及意义 (4)1.2 风力发电机的研究现状 (4)1.2.1 国内发展 (4)1.2.2国外发展 (6)1.3 设计内容 (7)2风力发电机的结构组成 (8)2.1风力发电的原理 (8)2.2发电机结构 (8)3传动机构设计 (10)3.1设计参数 (10)3.2设计方案 (11)3.2.1 方案的讨论 (11)3.2.2初步确定总体结构设计 (11)3.3传动比的分配 (11)3.4齿数的选择 (12)3.4.1齿数的选用 (12)3.4.2 齿轮的校核 (17)3.5轴的设计 .......................................................................... 错误!未定义书签。
第1章目录目录第一章绪论 (3)1.1研究背景 (3)1.2国内外研究现状 (5)1.2.1国外研究现状与发展趋势 (5)1.2.2国内研究现状与发展趋势 (6)1.3研究目的与内容 (7)1.3.1研究目的 (7)1.3.2研究内容 (7)第二章500kW风力发电机组增速器设计 (8)2.1传动方案的确定 (7)2.1.1增速器基本设计要求及设计步骤 (8)2.1.2传动方案及运动原理图 (9)2.2增速器整机设计 (10)2.2.1第一级行星轮系传动设计及校核其装配条件 (10)2.2.2第二级平行轴圆柱直齿轮设计 (12)2.2.3第三级平行轴圆柱斜齿轮设计 (12)2.2.4行星齿轮具体结构的确定 (13)2.3材料选择及强度校核 (15)2.3.1第一级行星传动强度校核 (15)2.3.2第二级直齿圆柱齿轮强度校核 (20)2.3.3第三级斜齿圆柱齿轮强度校核 (23)2.4主要构件设计选用与计算 (27)- 1 -武汉理工大学工学学士学位论文2.4.1行星轮心轴的设计与校核 (27)2.4.2圆柱齿轮传动中间齿轮轴设计 (28)2.4.3圆柱齿轮传动输出轴的设计 (30)- 2 -第1章绪论第一章绪论1.1研究背景经济、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（2006—2020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。
2005年颁布的《中国可再生能源法》进一步明确了包括风能在内的可再生能源的战略地位，为可再生能源的发展提供了法律保证。
风能是一种取之不尽、用之不竭的清洁可再生能源。
风能发电与太阳能、地热能、潮汐能、氢能、可燃冰等新能源发电相比，发展迅速，技术成熟，将成为21世纪最主要的绿色动力之一。
风力发电的增速机原理是什么风力发电的增速机原理，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。
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。
风力发电增速器主要用于风力发电机上,具有体积小、承载能力高、使用寿命长、运转平稳、噪音低、温升控制合理。
主要用于风力发电机上,具有体积小、承载能力高、使用寿命长、运转平稳、噪音低、温升控制合理。
输入功率（KW）转速（rpm) 增速比 200-600 33-42 20-100 600-1000 24-30 20-100 1000-1500 19-22 20-100。
扩展资料：发电机结构1、机舱机舱包容着风力发电机的关键设备，包括齿轮箱、发电机。
维护人员可以通过风力发电机塔进入机舱。
机舱左端是风力发电机转子，即转子叶片及轴。
2、转子叶片捉获风，并将风力传送到转子轴心。
现代600千瓦风力发电机上，每个转子叶片的测量长度大约为20米，而且被设计得很象飞机的机翼。
3、轴心转子轴心附着在风力发电机的低速轴上。
4、低速轴风力发电机的低速轴将转子轴心与齿轮箱连接在一起。
在现代600千瓦风力发电机上，转子转速相当慢，大约为19至30转每分钟。
轴中有用于液压系统的导管，来激发空气动力闸的运行。
5、齿轮箱齿轮箱左边是低速轴，它可以将高速轴的转速提高至低速轴的50倍。
6、高速轴及其机械闸高速轴以1500转每分钟运转，并驱动发电机。
它装备有紧急机械闸，用于空气动力闸失效时，或风力发电机被维修时。
参考资料来源：百度百科-风力发电增速器参考资料来源：百度百科-风力发电机。
一种风力发电机用增速器的性能测试
张祖隆;王栋梅
【期刊名称】《山东机械》
【年(卷),期】1994(000)006
【摘要】1.前言在FD8·4—10kW 风力发电机设计中,为使桨叶、主轴的转速(100r/min)有效地转变成发电机的工作转速(1530r/min),专门设计了一种混合轮系的增速器。
这种增速器的低速级是行星齿轮传动,高速级是定轴齿轮传动(图1)。
齿轮均系直齿圆柱齿轮,整个增速器在结构、工艺等方面都比较紧凑、合理。
【总页数】3页(P22-24)
【作者】张祖隆;王栋梅
【作者单位】不详;不详
【正文语种】中文
【中图分类】TK83
【相关文献】
1.兆瓦级风力发电机增速器齿轮传动受力分析 [J], 张小宾;葛宰林;张万峰
2.摩擦学优化设计在风力发电机增速器中的应用 [J], 杨益梅;周迎春
3.基于ANSYS Workbench的风力发电机增速器仿真 [J], 刘哲;曹鹏飞
4.胜新能源者胜天下--兼话带增速器的小型风力发电机 [J], 李士明
5.一种中型风力发电机的增速器设计 [J], 张祖隆
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摘要我国属于发展中国家，经济、能源与环境的协调发展是实现我国现代化目标的重要前提。
我国是个能源大国，也是个能源消费大国，当前我国能源的发展面临着人均能耗水平低、环境污染严重、能源利用率以及可再生能源比例少等问题。
因此，调整能源结构，减少温室气体排放，缓解环境污染，加强能源安全已成为全国关注的热点，对可再生能源的利用，特别是风能开发利用也给予了高度重视。
风能是一种清洁的可再生能源，风力发电是风能利用的主要形式，也是目前可再生能源中技术最成熟、最具有规模化开发条件和商业化发展前景的发电方式之一。
风力发电机的传动机构主要由主轴、齿轮箱、输出轴等部分组成，首先对齿轮箱进行设计，根据某型风力发电机所要求的技术匹配参数，选择适当的齿轮传动方案，在此基础上进行传动比分配与各级传动参数如模数、齿数等的确定，对于齿轮箱中的轴进行设计，并对齿轮、轴以及轴承进行校核，再考虑行星架、箱体的选用问题，最后在考虑其他因素对风力发电机的影响，进行三维仿真模拟。
关键词：风力发电机传动机构；行星齿轮传动；模拟仿真AbstractChina is a developing country, the coordinated development of economy, energy and environment is an important prerequisite to realize our modernization goal. China is a big energy country, but also a large energy consumption, the current development of China's energy is facing a low level of per capita energy consumption, environmental pollution, energy efficiency and the proportion of renewable energy and other issues. Therefore, to adjust the energy structure, reduce greenhouse gas emissions, ease environmental pollution, strengthen energy security has become a hot topic of concern to the use of renewable energy, especially wind energy development and utilization has also given high priority. Wind energy is a clean renewable energy, wind power is the main form of wind energy utilization, but also the renewable energy in the most mature technology, the most large-scale development conditions and commercial development prospects of one of the power generation.The transmission mechanism of the wind turbine is mainly composed of the main shaft, gear box and output shaft. First, the gear box is designed. According to the technical matching parameters required by a certain type of wind turbine, the appropriate gear transmission scheme is selected. On this basis, The gear ratio and the transmission parameters such as modulus, the number of teeth, etc. to determine the shaft for the design of the gear box, and gears, shafts and bearings to check, and then consider the planetary planes, the selection of the box, and finally Three-dimensional simulation is carried out to consider the influence of other factors on wind turbines.Key words:Wind turbine transmission mechanism;Planetary gear drive; Simulation目录1绪论 (4)1.1选题的背景及意义 (4)1.2 风力发电机的研究现状 (4)1.2.1 国内发展 (4)1.2.2国外发展 (6)1.3 设计内容 (7)2风力发电机的结构组成 (8)2.1风力发电的原理 (8)2.2发电机结构 (8)3传动机构设计 (10)3.1设计参数 (10)3.2设计方案 (11)3.2.1 方案的讨论 (11)3.2.2初步确定总体结构设计 (11)3.3传动比的分配 (11)3.4齿数的选择 (12)3.4.1齿数的选用 (12)3.4.2 齿轮的校核 (17)3.5轴的设计 .......................................................................... 错误!未定义书签。
3.5.1低速级传动轴尺寸设计 ................................................ 错误!未定义书签。
3.5.2 中间级传动轴的设计 .................................................... 错误!未定义书签。
3.5.3高速级轴的设计............................................................ 错误!未定义书签。
3.5.4 轴的校核........................................................................ 错误!未定义书签。
3.6行星架的选用................................................................... 错误!未定义书签。
3.7 箱体的设计与选用........................................................... 错误!未定义书签。
3.7.1齿轮箱箱体设计............................................................ 错误!未定义书签。
3.7.2 齿轮箱的冷却和润滑 .................................................... 错误!未定义书签。
3.7.3齿轮箱的使用及其维护 ................................................ 错误!未定义书签。
4影响风力发电机功率的因素 .............................................. 错误!未定义书签。
4.1风力大小对功率的影响 ................................................... 错误!未定义书签。
4.2 叶片附着物对其转动产生的阻碍因素对功率的影响 .... 错误!未定义书签。
4.3齿轮箱设计对功率的影响因素 ....................................... 错误!未定义书签。
4.4轴的合理设计对功率影响 ............................................... 错误!未定义书签。
5齿轮箱的三维建模.............................................................. 错误!未定义书签。
5.1软件介绍 .......................................................................... 错误!未定义书签。
5.2 建模截图 .......................................................................... 错误!未定义书签。
5.2.1一级行星系传动............................................................ 错误!未定义书签。
5.2.2二级行星系传动............................................................ 错误!未定义书签。
5.2.3三级平行轴传动............................................................ 错误!未定义书签。
5.2.4箱体图 ........................................................................... 错误!未定义书签。
5.2.5整体剖视图.................................................................... 错误!未定义书签。
6技术经济性分析................................................................... 错误!未定义书签。
6.1零件材料的经济性分析 .................................................... 错误!未定义书签。
