考虑随机制造误差的风力机行星齿轮系统动力学特性.pdfVIP

第 48卷第 21期 2012年 1 1月 机 械 工 程 学 报 JOURNAL OF MECHANICAL ENGINEERING Vb1．48 NOV． NO．21 2 0 l 2 DoI： lO．3901／JM E．2012．21．077 考虑随机制造误差的风力机行星 齿轮系统动力学特性水 陈会涛 秦大同 吴晓铃 2 周志刚 杨 军 (1．重庆大学机械传动国家重点实验室 重庆 400044； 2．郑州大学机械工程学院 郑州 450007) 摘要：为研究综合传递误差的随机波动对风力发电机齿轮传动系统动力学特性的影响，考虑齿轮时变啮合刚度、综合传递误 差等因素，建立风力发电机行星齿轮传动系统纯扭转动力学模型。以随机风速引起的齿轮系统转矩波动作为行星齿轮系统的 外部激励 ，对某 1．5 Mw 风力发电机行星齿轮传动系统的动力学特性进行仿真分析，得到系统各响应量时域内的统计特征和 齿轮副间的动态啮合力统计特征。分析表明：行星架、行星轮和太阳轮在扭转方向上的振动特性与外部载荷相关，其振动位 移与外部载荷波动有相似变化的趋势；综合传递误差随机分量的离散程度对行星齿轮系统的动态特性和齿轮副间的动态啮合 力有较大影响。随着综合传递误差随机分量离散程度的增加，行星架、太阳轮和行星轮在扭转方向上的振动幅值明显增加； 综合传递误差随机分量的随机性使齿轮副间动态啮合力产生随机波动，随机分量离散程度越大，动态啮合力波动越明显：当 随机分量的离散程度达到某一值时，齿轮啮合过程发生脱离，引发啮合冲击。 关键词：随机 制造误差 风力机 行星齿轮 动力学特性 中图分类号：TH13 Dynamic Characteristics of Planetary Gear Transmission System of W ind Turbine with Random M anufacturing Error CHEN Huitao QrN Datong WU Xiaoling ZHOU Zhigang YANG Jun (1．The State Key Laboratory of Mechanical Transmission，Chongqing University,Chongqing 400044； 2．School of Mechanical Engineering，Zhengzhou University,Zhengzhou 450007) Abstract：A purely rotational nonlinear dynamic model of planetary gear transmission system including time-varying mesh stiffness and synthetic mesh errors is developed to research the dynamic behavior of the wind turbine with the random fluctuation of synthetic mesh errors．Numerical method is used to simulate the plan etary gear system of 1．5 MW wind turbine with the consideration of the torque fluctuation of gear transmission system caused by wind speed and transmission eror random variable caused by man ufacture and assembly．The statistical characteristics of responses of the planetary gear system and dyn amic mesh force of gear pairs are obtained．The statistic an alysis show that：the vibration features of the plan etary carrier,the sun gear and the planetary gear are closely related to the external loads，and the vibration displacement ofplanetary carrier,the sun gear and the planetary gear have the similar trend with external loads．The discr