魏 静，孙清超，孙 伟，赵 飞，李永红，郭爱贵

(1.大连理工大学 机械工程学院，大连 116024;2.重庆大学 机械传动国家重点实验室，重庆 400044;3.太原重工股份有限公司，太原 030024)

增速齿轮箱作为风力发电系统设备的核心装置，其综合动态性能的好坏将直接影响整个风电系统性能。随着风电增速齿轮箱功率向大型、特大型不断发展，对齿轮箱系统动态特性的要求也在不断提高，促使人们在丰富齿轮系统分析模型、齿轮箱性能研究方法、理论创新等方面进行深入研究［1-2］，并扩展到更为广泛的领域，不仅涉及到强度、寿命、精度、可靠性等，更强调齿轮增速箱的动力学性能，如振动、噪声、冲击等［3-4］。因此，研究在变载荷工况下大型风力发电齿轮箱系统耦合非线性动态特性，为研制具有高可靠性、良好静/动特性的大型风电增速齿轮箱具有重要的理论价值和实际工程意义。

风电齿轮箱系统是由齿轮箱箱体、齿轮副、传动轴和轴承等零部件组成的复杂机械弹性系统［5-6］。由于原动机负载变化、轮齿啮合时变刚度、啮入啮出冲击载荷、传递误差的存在，以及齿轮箱系统高度非线性及耦合效应，为齿轮箱的动态特性研究带来一定困难［7-9］。随着有限元理论和应用软件日趋成熟，利用有限元法为研究齿轮箱系统的振动、噪声以及冲击等动态特性提供了方便［10-11］。

本文建立某大型风电齿轮箱的齿轮-传动轴-轴承-箱体的系统耦合分析模型，综合考虑轮齿啮合时变刚度、齿轮传递误差、齿轮啮合冲击以及风载变化等因素影响，研究风电齿轮箱在外部变载荷激励及内部动态激励下的振动响应等动态特性，为风电齿轮箱系统动态性能优化提供理论依据。……