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风电齿轮箱传动系统均载影响到整个风力发电系统的稳定性、可靠性以及寿命,因此对风电齿轮箱均载特性的研究显得至关重要。本文从静力学、非线性耦合动力学和虚拟样机三个方面全面分析了风电齿轮箱传动系统的均载特性。 首先,分析风电齿轮箱传动系统静力学均载特性。将太阳轮,行星轮,内齿圈和行星架等构件的误差分为制造误差和安装误差两类,以不同误差构件数量为基础,分别分析在两类误差作用下的均载与太阳轮轨迹中心方位角,并与综合误差作用下的均载与太阳轮轨迹中心方位角进行对比。建立了两类误差下的均载、综合误差下的均载与太阳轮轨迹中心方位角之间的关系,发现了太阳轮轨迹中心变化的平行四边形法则。 其次,分析风电齿轮箱动力学均载特性。综合考虑轮齿时变啮合刚度激励,误差激励,外部载荷激励等因素,建立了风电齿轮箱斜齿轮-轴承-传动轴的耦合动力学模型。将动力学均载与静力学均载和实验均载进行对比,确保了理论模型的正确性,发现了静力学均载评价效果的保守型。分析了误差激励的均值和幅值对动力学均载和平行轴齿轮动载荷系数影响,发现适当增加误差幅值是可以减小均载的。将静力学下太阳轮轨迹点作为动力学求解的初值,分析太阳轮初始位置对传动系统均载的影响,间接的为传动系统均载控制提供了理论依据。探索了高速轴位置角对传动系统均载和平行轴齿轮动载荷系数的影响,为风电齿轮箱高速轴传动设计提供了理论依据。 最后,建立1.5MW风电齿轮箱传动系统虚拟样机模型,分析在虚拟样机模型下的均载特性。通过对比实验均载,表明虚拟样机仿真的正确性,说明采用虚拟样机动力学仿真是一种有效的手段。