风电齿轮箱制造对齿面接触精度的影响分析与工艺改进

摘要

当前，随着绿色环保理念的深入人心，风能作为一种清洁可再生能源逐渐走入人们视野。而面对风场资源的日益紧缺，风机设计也正朝着单机大容量的趋势发展，以提高自然界风能的利用效率。增速机齿轮箱作为风机设备中将风能转化为动能的重要环节，它的使用寿命很大程度上决定了风机的有效运行，它是风机的关键零部件。其中增速机安装后渐开线齿轮副的接触精度对齿轮强度、寿命和运行平稳性都有重要的影响。
　　本文结合目前风电行业普遍采用的渐开线圆柱斜齿轮为主要分析对象，合理运用三维设计、分析软件UGNX4.0与Romax WIND的模拟分析计算，对风电齿轮箱工作在不同载荷情况下，进行模拟分析，验证齿轮修形方法对有效改善齿轮接触精度的合理性，并对修形前后齿轮齿面载荷强度变化进行分析，得出修形后齿轮比修形前工作状态更稳定，承载能力提高。从而实现了改善齿轮使用性能，延长齿轮箱寿命的目的。
　　分析风电齿轮制造环节导致齿轮加工精度误差的主要因素，即齿轮在生产过程中能够对齿轮副产生接触精度影响的环节（主要包括：机床、刀具、齿坯、安装等）。结合生产实践，进一步研究淬硬渐开线圆柱齿轮在齿坯加工、滚齿、热处理、磨齿等常规的工艺方法，从机床工作原理、刀具选择与安装、工装与夹具的应用、切削工艺参数的设定等方面找出产生各类齿轮误差的原因；同时，分析装配后影响齿轮中心轴线平行度的各种制造因素，从而找出风电齿轮制造环节各因素对齿轮啮合接触精度的影响。
　　综合分析风电齿轮制造环节各因素的影响，提出改进齿轮接触精度的有效工艺手段和方法，并应用于生产实践中。

目录

声明

1 绪论

1.1 课题背景及研究意义

1.2 齿轮接触研究概况及发展趋势

1.3 齿轮加工技术发展现状

1.4 风力发电齿轮箱的发展现状

1.5 本文主要研究内容

2 齿轮的建模与修形分析

2.1 齿轮三维模型的搭建

2.2 齿轮修形应用概述

2.3 齿轮修形模拟分析

2.4 本章小结

3 齿轮接触精度评价标准及检测

3.1 齿轮精度的概述

3.2 齿轮接触精度的相关评价指标

3.3 齿轮测量仪器的应用

3.4 本章小结

4 齿轮制造环节的误差分析

4.1 圆柱齿轮加工误差概述

4.2 滚齿对齿轮接触精度的影响分析

4.3 磨齿对齿轮接触精度的影响分析

4.4 其他环节对齿轮接触精度的影响分析

4.5 本章小结

5 改善齿轮接触精度的工艺改进

5.1 改善齿轮接触精度工艺验证概述

5.2 齿坯加工的工艺改进

5.3 滚齿工序改进

5.4 热处理工序改进

5.5 磨齿工序改进

5.6 箱体加工工艺改进

5.7 装配工艺改进

5.8 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致谢