了得網工業技術_風電齒輪箱設計制造與試驗技術

內容簡介

本書繫統地介紹了典型風力發電機組傳動繫統工作原理與結構形式、齒輪箱傳動方案設計、部件參數設計與計算、齒輪囓合與動態特性分析、關鍵零部件制造及裝配技術以及風電齒輪箱試驗測試與認證方法，從設計、分析、制造、試驗及認證全流程闡述風電齒輪箱設計開發過程中的關鍵技術。
本書可供從事風電齒輪箱設計、分析、測試、認證等方面工作的專業技術人員使用，也可作為高等院校機械工程相關專業的本科生和研究生的參考教材。

作者簡介

朱纔朝，男，博士，重慶大學二級教授、博士生導師、科學技術發展研究院常務副院長，有突出貢獻中青年專家，享受國務院政府津貼。先後入選“百千萬人纔工程”人纔、*新世紀人纔、重慶市首批學術學科領軍人纔、重慶市首批科技創新領軍人纔，重慶市學術技術帶頭人。任中國精密重載齒輪傳動技術創新戰略聯盟副理事長，中國機械工程學會機械傳動分會、機械設計分會委員，重慶市機械工程學會理事長，重慶科學城產業創新聯盟理事長，國家海上風力發電工程技術研究中心學術委員會委員，浙江省齒輪傳動與摩擦材料研究重點實驗室學術委員會主任，《機械傳動》《重慶大學學報》《International Journal of Rotating Machinery》編委。承擔國家自然科學基金重點/面上、國家重點研發技術、國家科技支撐計劃、國家科技重大專項等在內的科研項目50餘項，獲國家科學技術進步獎二等獎2 項、*和重慶市等省部級科學技術進步獎一等獎4 項、發明和科技進步獎二等獎5 項；發表論文200 餘篇，其中SCI、EI 收錄180 餘篇；出版專著2部；獲國家專利43 項，軟件著作權5 項，制訂國家標準1 項，培養博士/碩士100 餘人。

前言
第1章緒論
1.1 風電發展的背景和意義
1.1.1 風電發展的背景
1.1.2 風電發展的意義
1.1.3 風電發展的前景
1.2 風機的發展歷史與現狀
1.2.1 人類早期對風能的利用
1.2.2 人類近現代對風能的利用
1.3 目前風電存在的問題和未來風電發展趨勢
1.3.1 我國風電政策
1.3.2 目前風電存在的問題
1.3.3 風電發展趨勢
第2章風力發電機傳動繫統分類與特征前言
第1章緒論
1.1 風電發展的背景和意義
1.1.1 風電發展的背景
1.1.2 風電發展的意義
1.1.3 風電發展的前景
1.2 風機的發展歷史與現狀
1.2.1 人類早期對風能的利用
1.2.2 人類近現代對風能的利用
1.3 目前風電存在的問題和未來風電發展趨勢
1.3.1 我國風電政策
1.3.2 目前風電存在的問題
1.3.3 風電發展趨勢
第2章風力發電機傳動繫統分類與特征
2.1 風力發電機組分類
2.1.1 按風輪軸方向分類
2.1.2 按傳動型式分類
2.1.3 按主軸、齒輪箱和發電機相對位置分類
2.1.4 按環境溫度分類
2.2 風力發電機組傳動型式及工作原理
2.2.1 三點支承
2.2.2 兩點支承
2.2.3 主軸內置式
2.3 風電齒輪箱常見型式及傳動原理
2.3.1 三級圓柱齒輪傳動
2.3.2 一級行星兩級圓柱齒輪傳動
2.3.3 兩級行星一級圓柱齒輪傳動
2.3.4 NW行星一級圓柱齒輪傳動
2.3.5 封閉行星一級圓柱齒輪傳動
第3章風電齒輪箱設計方法
3.1 風電齒輪箱傳動方案設計
3.1.1 方案設計一般要求
3.1.2 方案設計技術要求
3.2 齒輪參數設計
3.2.1 行星傳動齒數設計條件
3.2.2 傳動比分配
3.2.3 齒輪參數選擇
3.2.4 重合度與滑動率
3.2.5 齒輪強度校核
3.3 軸承計算與選擇
3.3.1 風電齒輪箱軸承計算與要求
3.3.2 風電齒輪箱軸承選型
3.4 潤滑與密封設
3.4.1 潤滑設計
3.4.2 密封設計
3.5 關鍵零部件結構設計與計算
3.5.1 關鍵零部件材料選擇
3.5.2 齒輪結構設計與計算
3.5.3 軸結構設計與計算
3.5.4 行星架結構設計與計算
3.5.5 箱體結構設計與計算
3.5.6 重要部件的聯接設計與計算
3.5.7 3D模擬檢查
第4章風電齒輪箱囓合與動態特性分析
4.1 風電齒輪箱囓合特性分析
4.1.1 齒輪接觸特性分析
4.1.2 齒輪微觀修形
4.2 風電齒輪箱動態特性分析
4.2.1 風電齒輪箱激勵載荷
4.2.2 風電齒輪箱動力學建模方法簡介
4.2.3 風電齒輪傳動繫統集中參數模型
4.2.4 風電齒輪箱動力學求解與響應分析
4.3 風電齒輪箱均載特性分析
4.3.1 基於理論靜力學的行星均載繫數
4.3.2 動態均載繫數計算
4.4 MASTA風電齒輪箱實例建模與分析
4.4.1 MASTA軟件介紹
4.4.2 建模方法與分析流程簡介
4.4.3 風電齒輪箱MASTA分析實例
第5章風電齒輪箱制造裝配技術
5.1 風電齒輪箱工藝特點
5.2 風電齒輪制造技術
5.2.1 風電齒輪制造關鍵技術要求
5.2.2 風電齒輪機械加工工藝
5.2.3 熱處理
5.2.4 風電齒輪磨削加工
5.3 風電齒輪箱箱體制造技術
5.3.1 風電齒輪箱箱體特點
5.3.2 箱體結構及主要技術要求分析
5.3.3 箱體材料和毛坯選擇
5.3.4 箱體機械加工工藝規程制訂
5.4 風電齒輪箱行星架制造技術
5.4.1 風電齒輪箱行星架材料
5.4.2 風電齒輪箱行星架制造工藝
5.4.3 風電齒輪箱行星架熱處理
5.5 風電齒輪箱裝配技術
第6章風電齒輪箱試驗
6.1 試驗臺介紹
6.1.1 負荷試驗臺的調整
6.1.2 負荷試驗臺注意事項
6.2 試驗流程
6.3 潤滑測試
6.4 空負荷試驗
6.4.1 齒輪箱衝洗
6.4.2 空負荷試驗
6.5 接觸及均載性能測試
6.5.1 應變測量簡介
6.5.2 齒根應力測試
6.5.3齒根應力數據處理
6.6 低溫試驗
6.7 加載試驗
6.7.1 型式試驗
6.7.2 高加速壽命試驗（HALT）
6.7.3 變扭試驗
6.7.4 高加速應力篩選（HASS）
6.7.5 現場驗證
6.7.6 風電齒輪箱常見失效模式
6.8 振動噪聲試驗技術
6.8.1 噪聲測試方法
6.8.2 風電齒輪箱振動測試繫統
6.8.3 傳感器選擇
6.8.4 風電齒輪箱轉矩特性測試
第7章風電齒輪箱認證
7.1 風電齒輪箱認證機構
7.2 風電齒輪箱認證所需資料
7.3 風電齒輪箱認證試驗
附錄：風電齒輪箱設計圖例
參考文獻

前言

發展風電已成為許多進能源轉型的核心內容和應對氣候變化的重要途徑。我國在《風電發展“十三五”規劃》中，明確了風電發展的總目標，到2020年底，風電累計並網裝機容量確保達到2.1億kW以上，其中海上風電並網裝機容量達到500萬kW以上；風電年發電量確保達到4200億kWh，約占全國總發電量的6%。
風電齒輪箱是風電機組的核心組件之一，與風機的運行性能息息相關。風電齒輪箱中任何一個零部件的失效都會產生較高的維修費用和因停機而帶來的巨大經濟損失，對於海上風電機組表現得更加明顯。如何優化齒輪箱繫統運行時的動態性能，提高運行可靠性，已成為風電機組齒輪箱供應商為關心的問題。本書結合作者20年的研究、開發經驗，繫統地介紹了典型風電機組傳動繫統工作原理與結構形式、齒輪箱傳動方案設計、部件參數設計與計算、齒輪囓合與動態特性分析、關鍵零部件制造及裝配技術以及風電齒輪箱試驗測試與認證方法，從設計、分析、制造、試驗及認證全流程闡述風電齒輪箱設計開發過程中的關鍵技術。
本書可供從事風電齒輪箱設計、分析、測試、認證等方面工作的專業技術人員使用，也可作為高等院校機械工程相關專業的本科生和研究生的參考教材。發展風電已成為許多進能源轉型的核心內容和應對氣候變化的重要途徑。我國在《風電發展“十三五”規劃》中，明確了風電發展的總目標，到2020年底，風電累計並網裝機容量確保達到2.1億kW以上，其中海上風電並網裝機容量達到500萬kW以上；風電年發電量確保達到4200億kWh，約占全國總發電量的6%。
風電齒輪箱是風電機組的核心組件之一，與風機的運行性能息息相關。風電齒輪箱中任何一個零部件的失效都會產生較高的維修費用和因停機而帶來的巨大經濟損失，對於海上風電機組表現得更加明顯。如何優化齒輪箱繫統運行時的動態性能，提高運行可靠性，已成為風電機組齒輪箱供應商為關心的問題。本書結合作者20年的研究、開發經驗，繫統地介紹了典型風電機組傳動繫統工作原理與結構形式、齒輪箱傳動方案設計、部件參數設計與計算、齒輪囓合與動態特性分析、關鍵零部件制造及裝配技術以及風電齒輪箱試驗測試與認證方法，從設計、分析、制造、試驗及認證全流程闡述風電齒輪箱設計開發過程中的關鍵技術。
本書可供從事風電齒輪箱設計、分析、測試、認證等方面工作的專業技術人員使用，也可作為高等院校機械工程相關專業的本科生和研究生的參考教材。
全書共7章，其中第1章、第2章、第3章3.5、第6章6.8由朱纔朝編寫，第3章3.1~3.4，第5章，第6章6.1~6.4、6.6~6.7、第7章、附錄由袁包鋼編寫，第4章由宋朝省編寫，全書由朱纔朝統稿。瑞士EES KISSsoft GmbH的Hanspeter Dinner先生提供了柔性銷設計方面的部分資料；SKF中國公司的曾紀勇先生提供了軸承計算方面的部分資料；ExxonMobil(中國)投資有限公司的嶽洪先生、蘇州吾納德傳動技術有限公司的陳曉愛高工提供了潤滑油及流量分配方面的部分資料；北京交通大學電氣工程學院施洪生博士編寫了第6.5編寫。
由於作者水平有限，書中不妥之處在所難免，誠請廣大讀者批評指正。

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