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偏航变桨齿轮箱作为偏航系统和变桨系统的关键部件，其性能和运行可靠性直接影响风电机组的运行质量和发电效率。由于工况的特殊性，偏航变桨齿轮箱在结构和性能上都有很高的要求。设计上不仅要求承载能力强、无维修工作寿命长，更关键的是还要求体积小、重量轻、结构紧凑。目前，国内大功率风力发电机组用偏航变桨齿轮箱大多采用多级行星齿轮传动结构。本文结合其使用工况，针对风电偏航变桨齿轮箱轻量化和高可靠性设计要求，对行星齿轮箱的关键技术进行了研究，主要完成了以下工作：1.分析了行星齿轮传动系统轮齿啮合作用力及基本构件上的转矩，分析了行星轮轴承及基本构件轴上的作用力；依据国家标准《渐开线圆柱齿轮承载能力计算方法》（GB3480-1997），结合行星齿轮传动的自身特点，分析了行星齿轮传动的承载能力计算方法，为后续的研究提供理论基础。2.在满足传动系统中零件的强度、使用寿命等条件下，以追求功率密度最大为准则，采用多目标设计，建立了偏航齿轮箱参数优化模型，通过编程对其关键传动参数进行了优化。3.正确预测轴承寿命不仅是确保传动系统正常工作的关键，同时对传动系统结构尺寸也有着重要影响；本文结合标准ISO281：2007《Rollingbearings-Dynamic load ratings and rating life》，对滚动轴承的扩展寿命计算方法、修正系数计算方法进行了研究，对影响轴承寿命的主要因素进行了深入分析。4.建立了单臂行星架的有限元模型，分析了结构参数对单臂行星架强度、刚度的影响；给出了单臂行星架沿轴向、径向方向强度和刚度的大致分布规律；对比分析了单臂行星架圆形结构和三角形结构的应力和变形情况。5．针对双臂行星架的有限元模型，分析了连接板厚度、输入端侧板厚度等结构参数对双臂行星架强度和刚度的影响情况；对同规格的单、双臂行星架就强度、刚度和质量方面进行了综合对比分析。6．构建了多级行星齿轮箱的箱体装配体模型，以SolidWorks Simulation为分析平台，对箱体的应力、变形、模态等动静态特性进行了研究，为箱体的轻量化设计提供依据。