高效風(fēng)能增速機(jī)設(shè)計(jì)（全套含CAD圖紙和說(shuō)明書(shū)）,高效,風(fēng)能,增速,設(shè)計(jì),全套,cad,圖紙,以及,說(shuō)明書(shū),仿單 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開(kāi)題報(bào)告 題目：高效風(fēng)能增速機(jī) 系 （部）： 機(jī)電信息系 專(zhuān) 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班 級(jí)： 學(xué) 生： 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)教師： 20012年12月26日 1.畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目背景、研究意義及國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究情況 1.1引言 風(fēng)能是一種清潔的永續(xù)能源，與傳統(tǒng)能源相比，風(fēng)力發(fā)電不依賴(lài)外部能源，沒(méi)有燃料價(jià)格風(fēng)險(xiǎn)，發(fā)電成本穩(wěn)定，也沒(méi)有碳排放等環(huán)境成本；此外，可利用的風(fēng)能在全球范圍內(nèi)分布都很廣泛。近年來(lái)，隨著我國(guó)能源的持續(xù)緊缺及生態(tài)環(huán)境的日益惡化，風(fēng)能作為最有開(kāi)發(fā)利用前景和技術(shù)最成熟的一種可再生的清潔能源，越來(lái)越受到重視。我國(guó)的風(fēng)能資源非常豐富，風(fēng)電技術(shù)也日趨成熟，風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展非常迅速。 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組是將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能的機(jī)械，風(fēng)輪是風(fēng)力發(fā)電機(jī)組最主要的部件，由槳葉和輪毅組成。槳葉具有良好的空氣動(dòng)力外形，在氣流作用下產(chǎn)生空氣動(dòng)力使風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)，將風(fēng)能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，再通過(guò)齒輪箱增速，驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)變成電能。齒輪箱作為風(fēng)電機(jī)組中的核心部件，其主要功用是將風(fēng)輪在風(fēng)力作用下所產(chǎn)生的動(dòng)力傳遞給發(fā)電機(jī)并使其得到相應(yīng)的轉(zhuǎn)速。通常風(fēng)輪的轉(zhuǎn)速很低，遠(yuǎn)達(dá)不到發(fā)電機(jī)發(fā)電所要求的轉(zhuǎn)速，必須通過(guò)齒輪箱齒輪副的增速作用來(lái)實(shí)現(xiàn)，故也將齒輪箱稱(chēng)之為增速箱。 齒輪箱安裝在距地面幾十米甚至一百多米高的狹小機(jī)艙內(nèi)，其本身的體積和重量對(duì)機(jī)艙、塔架、基礎(chǔ)、機(jī)組風(fēng)載、安裝維修費(fèi)用等都有重要影響，因此減小齒輪箱外形尺寸和重量顯得尤為重要。同時(shí)，由于維修不便、維修成本高，通常要求齒輪箱的設(shè)計(jì)壽命為20年，對(duì)可靠性的要求也極為苛刻。載荷特點(diǎn)、工作環(huán)境以及尺寸、重量、可靠性的要求，決定了風(fēng)電增速箱是工業(yè)齒輪箱中設(shè)計(jì)制造難度最大的產(chǎn)品之一。 本設(shè)計(jì)的主要目的在于了解風(fēng)電齒輪箱的工作原理、構(gòu)造形式、實(shí)際應(yīng)用等情況后基礎(chǔ)上，根據(jù)計(jì)算載荷設(shè)計(jì)出合理的發(fā)電齒輪箱及其主要零部件。 1.2風(fēng)齒輪箱的結(jié)構(gòu)型式 目前國(guó)內(nèi)外的大型風(fēng)電齒輪箱的主要結(jié)構(gòu)型式有三種：（1）二級(jí)平行軸，（2）三級(jí)平行軸，（3）一級(jí)行星加二級(jí)平行軸，（4）二級(jí)行星。在大功率的風(fēng)電齒輪箱中主要是第３種結(jié)構(gòu)型式，即為一級(jí)行星加二級(jí)平行軸的結(jié)構(gòu)型式。其傳動(dòng)路線是；槳葉——傳動(dòng)軸——收縮套——行星架——太陽(yáng)輪——第二級(jí)平行軸大齒輪——第二級(jí)平行軸小齒輪——第一級(jí)平行軸大齒輪——第一級(jí)平行軸小齒輪——發(fā)電機(jī)。 對(duì)于兆瓦級(jí)風(fēng)電齒輪箱，傳動(dòng)比多在100左右，一般有兩種傳動(dòng)形式:一級(jí)行星十兩級(jí)平行軸圓柱齒輪傳動(dòng)，兩級(jí)行星+一級(jí)平行軸圓柱齒輪傳動(dòng)。行星傳動(dòng)是典型的低速、重載、變轉(zhuǎn)矩和增速傳動(dòng)。風(fēng)電增速齒輪箱通過(guò)行星架輸入風(fēng)輪葉片傳來(lái)的轉(zhuǎn)矩，由于行星架結(jié)構(gòu)復(fù)雜，承受力矩最大，質(zhì)量和尺寸也較大，所以它的變形對(duì)行星級(jí)的內(nèi)外嚙合齒輪傳動(dòng)的質(zhì)量和可靠性有很大影響。因此，要求行星架要有足夠的強(qiáng)度、剛度和較小的尺寸、質(zhì)量。 1.3風(fēng)電齒輪箱的主要零部件 （1）箱體是齒輪箱的重要部件，它承受來(lái)自風(fēng)輪的作用力和齒輪傳動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的反力，必須具有足夠的剛性去承受力和力矩的作用，防止變形，保證傳動(dòng)質(zhì)量。（2）行星架 行星架是行星機(jī)構(gòu)中結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜的零件，承受力矩最大，要求足夠的強(qiáng)度與剛度，受載變形要小。通常采用整體雙壁式結(jié)構(gòu)。(3)齒輪、軸 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)環(huán)境非常惡劣，受力情況復(fù)雜，對(duì)齒輪和軸類(lèi)零件而言，由于其傳遞動(dòng)力的作用而要求極為嚴(yán)格的選材和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，一般情況下不推薦采用裝配式拼裝結(jié)構(gòu)或焊接結(jié)構(gòu)，齒輪毛坯只要在鍛造條件允許的范圍內(nèi)，都采用輪輻輪緣整體鍛件的形式。當(dāng)齒輪頂圓直徑在2倍軸徑以下時(shí)，由于齒輪與軸之間的連接所限，常制成軸齒輪的形式。由于制動(dòng)器一般裝于高速端，瞬間制動(dòng)對(duì)高速軸的沖擊較大，高速軸故障頻率較高，高速軸設(shè)計(jì)安全系數(shù)宜大不小。由于制動(dòng)器一般裝于高速端，瞬間制動(dòng) 對(duì)高速軸的沖擊較大，高速軸故障頻率較高，高速軸設(shè)計(jì)安全系數(shù)宜大不小。 同時(shí)應(yīng)考慮高速軸維修方便，以在機(jī)艙上能完成維修任務(wù)為佳。(4)軸承 由于風(fēng)電增速箱可靠性要求高，要求采用進(jìn)口高可靠性及高性能的軸承，原則上軸承設(shè)計(jì)壽命為13 萬(wàn)小時(shí)。 輸入端大軸承采用單列滿滾子軸承較為普遍，對(duì)于中小功率齒輪箱也有采用雙列調(diào)心滾子軸承的。 行星輪中間的軸承以采用短圓滾子軸承或雙列調(diào)心滾子軸承為宜。(5)聯(lián)接平鍵聯(lián)接 常用于具有過(guò)盈配合的齒輪或聯(lián)軸器與軸的聯(lián)接。 花鍵聯(lián)接 通常這種聯(lián)接是沒(méi)有過(guò)盈的，因而被聯(lián)接零件需要軸向固定。過(guò)盈配合聯(lián)接 過(guò)盈配合聯(lián)接能使軸和齒輪（或聯(lián)軸節(jié)）具有最好的對(duì)中性，特別是在經(jīng)常出現(xiàn)沖擊載荷情況下，這種聯(lián)接能可靠地工作，在風(fēng)力發(fā)電齒輪箱中得到廣泛的應(yīng)用。 脹緊套聯(lián)接 利用軸、孔與錐形彈性套之間接觸面上產(chǎn)生的摩擦力來(lái)傳遞動(dòng)力，是一種無(wú)鍵聯(lián)接方式，定心性好，裝拆方便，承載能力高，能沿周向和軸向調(diào)節(jié)軸與輪轂的相對(duì)位置，且具有安全保護(hù)作用。 1.4風(fēng)電齒輪箱的設(shè)計(jì)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀 目前國(guó)內(nèi)兆瓦級(jí)以上風(fēng)電齒輪箱多依賴(lài)國(guó)外廠商供應(yīng)， 成本居高不下，不利于風(fēng)電市場(chǎng)進(jìn)一步大規(guī)模開(kāi)發(fā)。 風(fēng)電技術(shù)的國(guó)產(chǎn)化是我國(guó)發(fā)展風(fēng)電領(lǐng)域正在面臨的重要課題。 而風(fēng)電增速箱又是風(fēng)電機(jī)組中的核心部件，是瓶頸技術(shù)。風(fēng)電增速箱結(jié)構(gòu)往往受機(jī)組選型的限制，國(guó)內(nèi)研制出的風(fēng)電齒輪箱多是對(duì)國(guó)外產(chǎn)品的單一仿制，由于國(guó)內(nèi)外的風(fēng)況、氣候不同，風(fēng)電場(chǎng)使用保養(yǎng)水平、原材料以及制造和安裝水平都不一樣，大部分進(jìn)口或國(guó)產(chǎn)齒輪箱都運(yùn)行不足3年而停機(jī)大修，原因有很多，其中設(shè)計(jì)落后是最重要的一方面。 國(guó)內(nèi)風(fēng)電齒輪箱的發(fā)展前景廣闊，但起步晚，技術(shù)落后，機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中綜合考慮質(zhì)量、體積、可靠性、經(jīng)濟(jì)性、安全、實(shí)際結(jié)構(gòu)、熱處理、工作環(huán)境等因素，指導(dǎo)生產(chǎn)實(shí)踐，是我國(guó)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)當(dāng)前的發(fā)展要?jiǎng)?wù)。 2.本課題研究的主要內(nèi)容和擬采用的研究方案、研究方法或措施 2.1主要內(nèi)容： 　 本課題需要了解風(fēng)電齒輪箱的工作原理和控制特點(diǎn)，確定計(jì)算載荷，設(shè)計(jì)主要零部件（包括齒輪、軸承和主軸的設(shè)計(jì)），設(shè)計(jì)潤(rùn)滑、冷卻和加熱系統(tǒng)，完成風(fēng)電變槳機(jī)構(gòu)整個(gè)部件的裝配圖及零件加工圖。 研究方法： 2.1.1查閱資料，熟悉國(guó)內(nèi)外風(fēng)力發(fā)電風(fēng)電齒輪箱的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)； 2.1.2理解風(fēng)電齒輪箱工作原理及結(jié)構(gòu)分析，確定齒輪箱總裝設(shè)計(jì)思路； 2.1.3建立準(zhǔn)確的分析模型，準(zhǔn)確求解受載輪齒的載荷分布； 2.1.4完成主要零部件設(shè)計(jì)并進(jìn)行強(qiáng)度校核，繪制零件加工圖，選定加工工藝； 2.1.5編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。 3.本課題研究的重點(diǎn)及難點(diǎn)，前期已開(kāi)展工作 3.1重點(diǎn)及難點(diǎn): 風(fēng)力發(fā)電齒輪箱的作用是將風(fēng)力帶動(dòng)的槳葉經(jīng)齒輪箱增速后傳給發(fā)電機(jī)發(fā)電，風(fēng)電齒輪箱是風(fēng)力發(fā)電動(dòng)力傳遞的核心裝置，一旦齒輪箱出了問(wèn)題，整臺(tái)發(fā)電設(shè)備就處于癱瘓狀態(tài)，而且齒輪箱處于幾十米的高空，維修吊裝極為困難，由于齒輪箱使用工況很不穩(wěn)定，工況極其惡劣，而且要持續(xù)每年３００天以上運(yùn)行。這些都應(yīng)該在齒輪箱的設(shè)計(jì)中考慮和解決的問(wèn)題。因此齒輪箱的設(shè)計(jì)必需安全可靠，經(jīng)久耐用。因此風(fēng)力發(fā)電齒輪箱設(shè)計(jì)思想是 3.1.1思想上不要局限在國(guó)外已有產(chǎn)品的水平上，要打破框框，要根據(jù)國(guó)內(nèi)的材料、工藝加工、使用等實(shí)際情況設(shè)計(jì)風(fēng)電齒輪箱。 3.1.2核心的問(wèn)題是提高齒輪強(qiáng)度提高安全系數(shù)，提高可靠性，達(dá)到上述K、W設(shè)計(jì)要求。在提高可靠性的同時(shí)，要保持同型號(hào)的齒輪箱的重量和外形尺寸基本一致，盡可能保持安裝尺寸的通用性，當(dāng)然重量變輕、尺寸能縮小更好。 3.1.3由于齒輪箱的維修非常困難，且不經(jīng)濟(jì)，最好做到更換小零件不用吊到地面，在艙內(nèi)就可以進(jìn)行。平時(shí)能最大限度的觀測(cè)齒輪箱內(nèi)部的運(yùn)行情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和檢修。 3.1.4軸承的選用以壽命長(zhǎng)為原則，在同樣的條件下應(yīng)選用額定負(fù)荷最大的軸承，使用壽命最長(zhǎng)。 3.1.5徹底解決漏油問(wèn)題。 3.2前期工作： 3.2.1查閱了相關(guān)專(zhuān)業(yè)資料為設(shè)計(jì)做好準(zhǔn)備； 3.2.2完成和分析最佳方案、文獻(xiàn)綜述； 3.2.3完成了總體零件圖的測(cè)繪及其工藝性分析； 3.2.4進(jìn)行了風(fēng)電增速機(jī)結(jié)構(gòu)的分析，擬訂了備選結(jié)構(gòu)方案。 4.完成本課題的工作方案及進(jìn)度計(jì)劃（按周次填寫(xiě)） 1～2周：熟悉課題，根據(jù)老師給的資料運(yùn)用Auto CAD等軟件繪制零件圖，翻譯外文資料。 3～4周：確定風(fēng)電增速機(jī)結(jié)構(gòu)，繪制結(jié)構(gòu)草圖，準(zhǔn)備開(kāi)題答辯。 5～8周：對(duì)增速機(jī)尺寸及公差進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，并運(yùn)用Auto CAD輔助完成部分設(shè)計(jì)，準(zhǔn)備中期答辯。 9～14周：運(yùn)用Auto CAD完成整體結(jié)構(gòu)圖，完成選材、工藝規(guī)程的編制、裝配圖及零件圖的 繪制等工作。 15～18周：對(duì)所有圖紙進(jìn)行校核，編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)，所有資料提請(qǐng)指導(dǎo)教師檢查，準(zhǔn)備畢業(yè)答辯。 5.指導(dǎo)教師意見(jiàn)（對(duì)課題的深度、廣度及工作量的意見(jiàn)） 指導(dǎo)教師： 年 月 日 6.所在系審查意見(jiàn)： 系主管領(lǐng)導(dǎo)： 年 月 日 參考文獻(xiàn) [1] 劉忠明，段守敏，王長(zhǎng)路．風(fēng)力發(fā)電齒輪箱設(shè)計(jì)制造技術(shù)的發(fā)展與展望．《機(jī)械傳動(dòng)》，2006年第30卷第6期． [2] 董進(jìn)朝．大型風(fēng)電齒輪箱關(guān)鍵技術(shù)研究．鄭州機(jī)械研究所碩士學(xué)位論文，2007年7月． [3] 凡增輝．兆瓦級(jí)風(fēng)電齒輪箱設(shè)計(jì)與研究．北京交通大學(xué)機(jī)電學(xué)院碩士學(xué)位論文，2009年6月． [4] 劉忠明，尚珍，董進(jìn)朝，張和平，張志宏．風(fēng)電增速箱齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算若干問(wèn)題探討．《機(jī)械傳動(dòng)》，2008年第32卷第6期． [5] 李俊峰等．2008中國(guó)風(fēng)電發(fā)展報(bào)告．中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社，2008年10月． [6] 施鵬飛．關(guān)于中國(guó)風(fēng)電發(fā)展的思考．《電力技術(shù)經(jīng)濟(jì)》，2006年第18卷第4期． [7] 肖英．風(fēng)力發(fā)電機(jī)增速裝置的研究．哈爾濱工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文，2006年8月. 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