鞍山市第八中学 程耘康

风电齿轮箱传动系统的非线性动态特性分析

鞍山市第八中学 程耘康

在综合考虑风载荷变化，齿轮啮合刚度、齿轮啮合误差、自身重力以及支撑轴承非线性等因素的共同影响下，建立了具有多级齿轮传动的大型风电齿轮箱齿轮-传动轴-轴承系统耦合的非线性动力学模型，利用拉格朗日方程推到了风电齿轮箱传动系统的动力学方程。并分析了系统动态特性的影响规律。结果表明：齿轮箱传动系统各构件的动态响应主要是由内部激励引起的高频成份和外部激励引起的高频成份叠加而成的。本文的研究为大型风电齿轮箱动态特性的评价以及齿轮传动系统的动态性能优化设计提供一定的理论基础。

风电齿轮箱；非线性动力学；耦合振动；内部和外部激励

1　前言

随着风力发电机传动系统功率朝着兆瓦级发展，对风电齿轮箱传动系统动力学模型动态响应分析的精确性要求也不断增强。因此，研究变载荷作用下大型发电机齿轮箱耦合非线性动态特性，进而为风电齿轮箱的设计提供重要的理论价值和实际工程意义。近年来许多国内外学者对风电齿轮箱传动系统的性能研究方法、动力学模型等方面进行了深入的研究，并取得了一定的成就［1］。Riziotis［2］在综合考虑内、外载荷激励共同作用下，建立了具有多级行星齿轮传动的大型风电齿轮箱齿轮-转子-轴承-箱体的耦合非线性动力学模型，并利用模态叠加法对风电齿轮箱进行了振动响应分析。……