（全套设计打包）高效风能增速机设计（喜欢就下吧）

我国的风能资源非常丰富，利用风能发电成本比较低，而且风电技术也日趋成熟，适合大规模开发和利用，因此利用风力发电能够改善能源结构减少环境污染和保护生态环境。

本课题是为了响应世界可持续发展计划中应对能源及环境保护的要求在我国更好的实施，也为了适应我国风发电技术的不断更新及风电厂建设的逐步扩大而设立的。

齿轮增速箱是风力达电机组中主要的传动部件，因此，齿轮箱的设计便是风力发电机组能否建立成功的关键部分。

.研究的目的和意义风力发电是清洁的无污染可再生能源。

的优势已被人们所认识。

但是风力发电成本与常规能源相比仍不具有优势。

别是我国，力发电成本还难于同常规能源相竞争，制约了我国风电事业的发展。

因此，面地研究我国风力发电成本研究影响风力发电成本的因素找到降低风力发电成本的途径对促进我国风电事业的发展改进我国能源结构治理我国的环境污染具有重要的现实意义。

.风力发电在国内外的研究现状国外风力发电机的发展现国际能源研究报告表明，如果各国采取有力措施，风力发电到年可提供世界电力需求的，创造万个就业机会，并在全球范围内减少多亿吨二氧化碳废气。

风能将成为发展最快的能源，到年风电总装机容量达到.，年达到.，到年德国新增万千瓦，西班牙新增万千瓦，年生产能力将达到万千瓦，可满足全国电力需求的。

美国和加拿大是北美利用风能最好的国家。

在美国的个州中，大约有个州已经开始利用风能资源。

在年期间，美国风力发电的总装机容量已经超过，可以满足万个中等家庭的日常用电需求。

随着技术的进步和规模的扩大，风电发电成本继续下降，估计年后它完全可以和清洁的燃煤电厂竞争。

风电技术开发的趋势是大容量和变转速运行。

更大单机容量的机组仍在继续研制。

随着风电容量在电力系统中的比例越来越大，对系统的影响日益明显。

人们已经开始利用天气预报的技术预测风电场功率输出，以优化运行速度。

由于级大型风力发电机组技术成熟，正在大批量生产，级风力发电机组不久将投入商业运行，风力发电的造价由现在的美元有可能下降为美元，发电成本从现在的美分，下降到美分，风力发电规模经济效益更加明显，可以和火电水电核电相竞争，这也是其它新能源所无法比拟的。

由于风力发电是可再生洁净能源，其环境效益也十分明显，随着风力发电技术的日益成熟，发电成本的进步降低，风力发电会越来越被更多的人认识和接受。

这也是全世界很多国家都热衷风力发电的主要原因。

风力发电的迅猛发展也使那些本地能源短缺的发展中国家收益，如巴西阿根廷摩洛哥埃及和哥斯达黎加等国是发展中国家风力发电的佼佼者。

中国印度也在积极发展风电。

我国风力发电现状我国幅员辽阔，陆疆总长万多千米，海岸线.万多千米，是个风力资源丰富的国家，全国约有的地带为多风带。

风能总储量为.亿千瓦，实际可开发的风能储量为.亿千瓦，为可再生能源和新能源利用技术提供了强大的资源条件。

两大风能地带西北华北东北和东南沿海为风能资源丰富区，跨全国个省市自治区。

到年底已开发微小户用型风力发电机万台，并网型风电场座，总装机容量万千瓦，其中绝大多数机组是从丹麦德国美国比利时瑞典引进的，最大单机容量为。

毫无疑问，中国风能等可再生能源的利用受到系列因素的限制，其中包括资金和技术资源供应的不足政策的不相配套等。

和常规资源相比，它会缺乏竞争力。

但从可持续发展的目的出发，从中央到地方的各级政府已对这些资源的开发给予了关注。

目前，我国国产化机组产量仍然偏小，远未达到规模效益，使得零部件采购价格偏高，利润空间很小。

因此，我国的风力发电装备市场至今仍由国外风力发电机组占据。

这现实要求我国的风力发电设备制造企业应加快适合中国国情的新型风力发电装备的研制进度。

尽快提高大型风力发电装备的设计和制造技术，加大风力发电装备国产化进程。

还应注意稳定产品质量，提高国产机组可靠性，以取得风电场建设者的认可，逐步加大市场份额。

据相关资料报道，到年，预计我国将新增发电能力，其中为可再生能源。

年以前，我国计划新建座风力发电场，每座风场的发电能力达到以上，且达到的风力发电总目标，并要求风力发电设备本土化。

.风力发电机系统风力发电机简介风力发机组室友两大部分组成的，即风力机和发电机。

其中，风力机的功能是将风能转换为机械而发电机的功能是将机械能转换为电能。

。

因此风力发电机装备的类型归属需要可以从两个角度规划。

本文只从机械角度介绍风力发电机。

垂直轴风轮按形成转矩的机理分为阻力型和升力型。

阻力型的气动力效率远小于升力型，故当今大型并网型垂直轴风力机的风轮全部为升力型。

水平轴风力发电机组还可分为上风向及下风向两种机型，上风向机组其风轮面对风向，安置在塔架前方。

上风向机组需要主动调向机构以保证风轮能随时对准风向。

下风向机组其风轮背对风向安置在塔架后方。

当前大型并网风力发电机几乎都是水平轴上风向型。

下风向风力发电机，只在中小功率机型中出现过。

水平轴上风向三叶片风力发电机是当代大型风力发电机的主流两叶片的产品也比较多见。

.风力发电机的结构简介由于本文只对风力发的增速系统的传动齿轮箱进行设计分析，所以这里只简单的介绍风力机。

风力机的作用是把风能转化为机械能，它的结构包括风轮包括叶片和轮毂传动装置增速齿轮箱制动结构偏航装置或称对风装置变桨距机构以及附属部件。

图.为风力机的总体结构示意图，其组成为轮毂，驱动法兰面与机舱中齿轮箱的主轴用螺栓进行固定连接，三个外伸端夹角为用延长节和叶片保持连接为传动轴为塔架，它的主要作用是支撑叶轮和机舱为偏航装置为风速风向仪为发电机，它是将风能转化为电能的设备为刹车系统为增速齿轮箱，因为发电机的转速高而风轮转速低，需要在风轮轴与发电机轴之间设个增速器为变桨距机构，作用是控制叶片桨距角的变化。

图.风力机结构示意图.风力发电机增速系统简介风力发电机组中的齿轮箱是个重要的机械部件，其主要功用是将风轮在风力作用下所产生的动力传递给发电机并使其得到相应的转速。

通常风轮的转速很低，远达不到发电机发电所要求的转速，必须通过齿轮箱齿轮副的增速作用来实现，故也将齿轮箱称之为增速箱。

根据机组的总体布置要求，有时将与风轮轮毂直接相连的传动轴俗称大轴与齿轮箱合为体，也有将大轴与齿轮箱分别布置，其间利用胀紧套装置或联轴节连接的结构。

为了增加机组的制动能力，常常在齿轮箱的输入端或输出端设置刹车装置，配合叶尖制动定浆距风轮或变浆距制动装置共同对机组传动系统进行联合制动。

.课题研究的主要内容选择确定传动方案传动方案的确定包括传动类型和传动简图的确定。

此次设计的增速器传动比达到，只有通过不断地比较和分析去合理的选择种传动方案，尽量降低增速器的体积和重量。

设计计算每级传动机构的设计计算，都大致包括传动比的分配，传动系统运动学和动力学计算，传动零件的设计，轴的设计计算与校核，轴的选择与计算，键连接的选择与计算，箱体的设计，润滑与密封的选择和传动装置。

水平轴风力机主要由以下几部分组成风轮传动结构增速箱发电机机座塔架调速器或限速器调向器停车制动器等。

其结构简图.所示图风力发电机组的结构图本课题中主要研究是该装置系统中的传动装置，也就是图中的部的设计。

经过方案的比较，本文中的机组传动方式采用的是级行星加上两级圆柱齿轮传动方式，它的主要特点有低速级为行星传动，传动效率高，体积小，重量轻，结构简单，制造方便，传递功率范围大，使用功率分流，合理使用了内啮合，轴向尺寸小，采用无多余约束浮动，浮动效果好末两级为平行轴圆柱齿轮传动，可合理分配增速比，提高传动效率。

该结构合理有效的综合利用了行星齿轮的小型化和圆柱齿轮传动的大传动比，从而降低了成本，提高了传动效率，节约了能源。

增速装置的结构设计动装置是机器重要组成部分，它起到的作用有减速或增速调速改变运动形式增大转矩动力和运动的传递和分配功能。

应用于变速的方式主要有带传动链传动齿轮传动蜗杆传动。

齿轮传动由于具有瞬时传动比恒定，传动效率高可达，工作可靠，使用寿命长，结构紧凑，使用范围大。

传递功率范围大等优点应用最广泛。

齿轮传动的种类多种多样，以适应对传动的不同要求。

按照工作条件不同可以分为开式半开式和闭式传动按照齿轮硬度的不同可以分为软齿面中硬齿面及硬齿面传动。

风电系统中用的增速装置般也采用齿轮传动，目前我国的风机主要应用于运输和安装条件不理想的沿海地区，的风机主要应用于地形平坦运输条件和安装条件较好的新疆内蒙以及沿海地区，兆瓦的风机技术还不成熟，在实际生产中应用很少。

.传动方案的确定风力发电机齿轮箱的种类多种多样，按照传统类型可分为圆柱齿轮箱行星齿轮箱以及它们相互组合起来的齿轮箱按照传动的级数分为单级和多集齿轮箱按照传动的布置形式可以分为展开式分流式和同轴式以及混合式。

表.常用的齿轮传动形式名称传动方式简图传动特点展开式结构简单但齿轮相对于轴承的位置不对称，因此要求轴有很大的刚度。

分流式结构复杂但由于齿轮相对于轴承对称分布，载荷沿齿宽分布均匀轴承受载均匀。

同轴式横向尺寸小轴向尺寸和重量较大，且中间轴较长，刚度差，沿齿宽受载分布不均匀。

分流同轴式每对啮合齿仅传递全部载荷的半，输入和输出轴只承受扭矩，中间轴只承受全部载荷的半，轴颈尺寸小。

单级尺寸小重量轻但制造精度要求高，结构较复杂。

两级尺寸小重量轻但制造精度要求高，结构复杂。

.型行星齿轮增速器装置设计设计风力发电装置所需配用的行星齿轮增速器，已知该行星传动的输入功率，输入转速，传动比，允许的传动比偏差.且要求该行星齿轮传动结构紧凑外廓尺寸较小和传动功率较高。

.设计计算选取行星齿轮传动的传动类型和传动简图根据上述要求短期间断，传动比大，结构紧凑和外轮廓尺寸较小。

据行星齿轮传动设计传动类型的工作特点可知，型适用于短期间断的工作方式，结构紧凑，传动比大。

为了装配方便，结构更加紧凑，适用具有单齿圈行星齿轮的型行星齿轮传动较合理，其传动简图如图所示。

图.型行星齿轮增速传动配齿计算根据型行星传动的传动比值和按其齿轮计算公式可求得内齿轮，和行星齿轮的齿数，和。

考虑到该行星齿轮传动的外轮廓尺寸较小，故选择中心轮的齿数和行星齿轮数目。

为了使内齿轮与的齿数差尽可能小，即应取。

再将，和值代入公式，则的内齿轮的齿数为按以下公式可得内齿轮的齿数为因为奇数，应按如下公式求得行星轮的齿数为再按传动比验算公式验算其实际的传动比为.其传动比误差为.故满足传动比误差的要求，即得该行星齿轮传动实际的传动比为.，最后确定该行星传动各齿的齿数为和。

另外，也可根据传动比.查表直接可得上述各轮的齿数。

初步计算齿轮的主要参数齿轮材料和热处理的选择中心轮和行星轮均采用，渗碳淬火，齿面硬度，取和，中心轮和行星齿轮的加工精度级内齿轮和均采用，调质硬度，取和，内齿轮和的加工精度级。

按弯曲强度的初计算公式计算齿轮的模数为现已知，小齿轮名义转矩.•取算式系数.查表取使用系数.取综合系数.去接触强度计算的行星轮见在和分布不据黁系数.。

由公式可得查得齿形系数.查得齿宽系数.。

则的齿轮模数为.取齿轮模数。

啮合参数计算在三个啮合齿轮副和中，其标准中心距为由此可见，三个齿轮副的标准中心距不相等，且有。