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《風(fēng)電機(jī)組齒輪箱輪齒裂紋故障建模與仿真研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、分類號(hào)學(xué)號(hào)M201270926學(xué)校代碼10487密級(jí)碩士學(xué)位論文風(fēng)電機(jī)組齒輪箱輪齒裂紋故障建模與仿真研究學(xué)位申請(qǐng)人：鐘龍學(xué)科專業(yè)：熱能工程指導(dǎo)教師：高偉教授楊濤副教授答辯日期：2015年5月21日?AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreefortheMasterofEngineeringResearchonModelingandSimulationoftheGearboxofWindTurbinewithCrackedToothCandid
2、ate:ZhongLongMajor:ThermalEngineeringSupervisor:Prof.GaoWeiAssoc.Prof.YangTaoHuazhongUniversityofScience&TechnologyWuhan430074,P.R.ChinaMay,2015獨(dú)創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學(xué)位論文是我個(gè)人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。盡我所知，除文中已經(jīng)標(biāo)明引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過(guò)的研究成果。對(duì)本文的研究做出貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人
3、完全意識(shí)到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。學(xué)位論文作者簽名：日期：年月日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，即：學(xué)校有權(quán)保留并向國(guó)家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)華中科技大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。保密□，在____________年解密后適用本授權(quán)書。本論文屬于不保密□。（請(qǐng)?jiān)谝陨戏娇騼?nèi)打“√”）學(xué)位論文作者簽名：指導(dǎo)教師簽名：日期：年月日日期：年月日華中科技大學(xué)
4、碩士學(xué)位論文摘要齒輪箱作為非直驅(qū)風(fēng)力機(jī)的關(guān)鍵部件，受強(qiáng)交變載荷的影響，極易發(fā)生故障。對(duì)于齒輪箱故障動(dòng)力學(xué)特性的研究，有助于人們深入認(rèn)識(shí)故障發(fā)生機(jī)理，并為齒輪箱的優(yōu)化設(shè)計(jì)以及故障診斷提供一定的指導(dǎo)。本文以風(fēng)力機(jī)齒輪箱為研究對(duì)象，圍繞齒輪箱故障建模與仿真開展了如下工作：以風(fēng)力機(jī)一級(jí)行星輪和兩級(jí)定軸直齒輪系統(tǒng)為研究對(duì)象，運(yùn)用坐標(biāo)變換處理了行星輪系與定軸輪系運(yùn)動(dòng)分析的矛盾；采用集中參數(shù)法，建立了齒輪箱扭轉(zhuǎn)-橫向振動(dòng)的25維運(yùn)動(dòng)微分方程模型，結(jié)合風(fēng)電機(jī)組模型對(duì)所建模型進(jìn)行了仿真分析，得到各部件的絕對(duì)轉(zhuǎn)速完全符合傳動(dòng)比規(guī)律，表明了模型的正確
5、性。在齒輪材料以及幾何參數(shù)確定的情況下，基于變截面懸臂梁理論運(yùn)用能量法推導(dǎo)了正常齒輪綜合嚙合剛度隨齒輪轉(zhuǎn)角變化的表達(dá)式。通過(guò)裂紋故障對(duì)嚙合剛度參數(shù)的影響，推導(dǎo)了輪齒分度圓處與齒根處裂紋情況下的齒輪系統(tǒng)嚙合剛度，以此來(lái)模擬這兩種故障。對(duì)這兩種典型位置的裂紋故障下齒輪系統(tǒng)嚙合剛度曲線可以得知裂紋在輪齒任何位置時(shí)嚙合剛度的變化趨勢(shì)：即隨著裂紋的發(fā)生位置從輪齒根部到頂端，嚙合剛度開始下降的壓力角(轉(zhuǎn)角)越大，故障對(duì)嚙合剛度的影響越小。另外無(wú)論裂紋故障的發(fā)生位置如何，當(dāng)裂紋程度的加深時(shí)綜合嚙合剛度均會(huì)降低。分析了齒輪箱正常與局部故障狀態(tài)的
6、振動(dòng)信號(hào)成分，得到定軸輪系與行星輪系各部件的局部故障特征頻率。對(duì)于定軸輪系，局部故障頻率即為故障齒輪的轉(zhuǎn)頻；而對(duì)于行星輪系，則為故障齒輪在行星架動(dòng)坐標(biāo)系中的相對(duì)轉(zhuǎn)頻。特別的，對(duì)于行星輪系各故障部件，故障齒在嚙合過(guò)程中會(huì)使行星輪的載荷分配不均，這對(duì)振動(dòng)會(huì)產(chǎn)生調(diào)幅作用，因此在故障振動(dòng)信號(hào)成分中，嚙頻及其諧波兩側(cè)會(huì)有行星輪轉(zhuǎn)頻、故障特征頻率及其組合的調(diào)制邊頻帶。對(duì)前文中齒根裂紋故障下風(fēng)力機(jī)齒輪箱模型的仿真振動(dòng)信號(hào)在時(shí)域和頻域的分析結(jié)果和局部故障振動(dòng)信號(hào)成分的理論分析結(jié)論基本一致。關(guān)鍵詞：風(fēng)電機(jī)組；齒輪箱；動(dòng)力學(xué)；輪齒裂紋；嚙合剛度；局
7、部故障特征頻率I華中科技大學(xué)碩士學(xué)位論文ABSTRACTAsthecorecomponentsofnon-directdrivewindturbine,gearboxesarestronglyaffectedbyalternatingloadandfaileasily.Researchesofgearboxfaultdynamicshelppeopletounderstandmechanismoffailurein-depth,andprovidesomeguidancefortheoptimaldesignandfaultdi
8、agnosisofgearbox.Inthispaper,thewindturbinegearboxisthestudyobject,thefollowingtasksarecarriedoutaroundthegearboxfaultmodelingandsi
