学海网

毕业设计-风力发电机传动链设计，共51页，25638字，附设计图纸
摘 要
风能作为一种可再生能源越来越受到世界各国政府的重视。与此同时，对风力发电技术和装备的研究开发也日益成为科技领域和企业界关注的热点课题项目之一。
风能是一种清洁并且可再生的能源，利用风能发电能够大量减少其它发电方式对环境的污染。风力发电机的原理是：一定速度前进的风吹在静止的风力机叶片上做功并驱动发电机发电，先通过叶轮将风能转变成机械能，在由发电机将机械能转变成电能。
本文设计了一台功率为1500千瓦的风力发电机，其为水平轴风力发电机，由风轮、发电机、偏航装置、控制系统、塔架等部件组成。对其叶片，行星齿轮增速器，塔架等进行了详细的方案选择及设计计算。
关键词：风力发电；水平轴风力机；叶片；增速器。

Abstract
Wind energy, as a kind of renewable energy, is paid attention to by governments all around the world. The wind power technology and its equipment research become a hot spot topic for technical circles and enterprise.
Wind energy is a clean and renewable energy sources, The use of wind energy to power can reduce a large number of environmental pollution compare with other ways. The principle of wind turbine is: A certain wind speed blowing to the stationary blades of wind turbine-driven generators work and driving generator to power, through the impeller into the wind mechanical energy, then to electrical energy by the generator.
In this paper, a power of 1500 KW wind turbine is designed and its horizontal axis wind turbine, Composed by the impeller, generator, yaw devices, control systems, towers and other components. Carry out a detailed design calculations of its leaves, the planetary gear speed increaser, tower, etc.
Keyword: wind power; horizontal axis wind turbine; leaves;speed increaser.

目录
1. 绪论 3
1.1 风力发电发展概况 3
1.2 风力发电的背景 4
1.2.1 能源危机 4
1.2.2 环境危机 4
1.2.3 可再生能源开发利用 5
1.2.4 风能开发利用 5
1.3 风力发电国内外发展现状 6
1.3.1 国外风电发展现状 6
1.3.2 国内风电发展现状 7
1.4 国内外风电机技术发展趋势 7
1.4.1 产业集中是总的趁势 8
1.4.2 水平轴风电机组技术成为主流 8
1.4.3 风电机组单机容量持续增大 8
2. 发电机的工作原理及基本结构 9
2.1 风电机的功能单元的划分 9
2.2 风电机组的工作原理 10
2.3 风力发电机传动链的基本结构及三维建模 12
2.3.1 主轴 12
2.3.2 齿轮箱 12
3. 风电发电机传动链主要零件的设计计算 13
3.1 确定设计目标 13
3.1.1 风力发电机总体设计方案 13
3.2 风力发电机传动链零件设计方案 15
4. 风力发电机增速器的设计计算 16
4.1 传动方案的确定 17
4.2 增速器基本设计要求及设计步骤 18
4.3 传动原理图 18
4.4 增速器各传动部件的材料及力学性能 19
4.5 第一级行星轮系传动设计 20
4.6 第二级行星轮系传动设计 21
4.7 第三级平行轴圆柱直齿轮设计 22
4.8 行星齿轮具体结构的确定 22
5主轴制动系统的研究 23
5.1 制动器的结构形式选择 23
5.1.1 鼓式制动器的结构形式 24
5.1.2 盘式制动器的结构形式 26
5.1.3 制动器结构的最终选择 31
5.2 盘式制动器的结构 31
5.2.1 制动器主要部件的结构 31
5.2.2 制动器的工作原理及安装位置 35
5.3 制动器静载荷接触分析 35
5.3.1 制动任务 35
5.3.2 计算最大制动力矩和卡钳夹紧力 36
6传动轴的设计 39
6.1高速轴的设计 39
6.2低速轴的设计 39
6.3中间轴的设计 40
总结 41
致谢 41
参考文献 42

主要内容及基本要求
现代风力发电机组正在向轻型、高效、高可靠性及大型化方向发展，减小机组故障率，可靠、安全、稳定是所有风机厂商追求的目标之一，这就要求风机的主传动链具有可靠的性能，风机主传动链包括主轴、齿轮箱（增速箱）、机械刹车以及相关组件。针对这一需求，本设计以大中型风力发电机主传动链的设计、动力学分析和运动仿真为主要内容。
主要的研究内容为：
主轴结构设计，参数计算与校核，齿轮箱传动结构形式的确定，要求采用行星齿轮传动，总传动比的分配，各级齿轮参数的优选，校核单个齿轮的弯曲安全系数和接触强度安全系数，刹车方案与结构设计，基于Solid Works的力学分析与运动仿真等。
基本要求：
字数8000字以上；图纸在两张A0以上。
二、重点研究的问题
风机主传动链包括主轴、齿轮箱（增速箱）、机械刹车以及相关组件的结构设计，力学分析，参数计算，三维建模，仿真。其中齿轮箱的设计之中的行星轮系传动设计，齿轮、轴、轴承的计算与校核，三维建模师最主要的研究内容。主轴和刹车的结构设计与仿真于是重点内容。

内容提要：
风力发电机传动链设计主要内容为设计1500KW风力发电机的传动链，主要设计
包括风力发电机传动链的主轴设计，主轴设计中包含主轴的方案选择以及主轴应力的
核算等。增速器设计主要包括，增速器的行星齿轮设计，行星齿轮架设计等。制动器
设计，制动器设计方案的选择，以及制动器的基本计算。
本设计中不仅包含基本的风力发电机的设计，还有风力发电机发展前景以及国内
外风力发电机现状的基本介绍，现有的风力发电机技术的介绍等。目前风力发电机的
发展趋势为大型化、简单化，设计重点集中在可靠性。目前风力发电机的主要难点也
集中在这些方面，中国的风力资源占有率处在世界前列，风力发电的发展还有很大的
发展空间，特别是在大功率风力发电机上。
风能是一种清洁并且可再生的能源，利用风能发电能够大量减少其它发电方式对环
境的污染。风力发电机的原理是：一定速度前进的风吹在静止的风力机叶片上做功并驱
动发电机发电，先通过叶轮将风能转变成机械能，在由发电机将机械能转变成电能。
本文设计了一台功率为1500千瓦的风力发电机，其为水平轴风力发电机，由风轮、
发电机、偏航装置、控制系统、塔架等部件组成。对其叶片，行星齿轮增速器，塔架等
进行了详细的方案选择及设计计算。