风电齿轮箱(增速机)基础知识简介
风力发电机组齿轮箱技术参数
风力发电机组齿轮箱技术参数
风力发电机组齿轮箱的技术参数包括增速比、额定输入功率、额定输入转速、额定输出转速、机械效率、环境温度、冷却方式、重量、外形尺寸和输出级中心距等。
增速比指的是齿轮箱输入转速与输出转速的比值，它决定了齿轮箱的增速能力。
额定输入功率是指齿轮箱在正常工作条件下能够承受的最大输入功率。
额定输入转速和额定输出转速则分别表示齿轮箱在正常工作条件下的输入和输出
转速。
机械效率表示齿轮箱将输入功率转化为输出功率的能力，通常以百分比表示。
环境温度是指齿轮箱所处环境的温度范围，它会影响齿轮箱的工作性能和寿命。
冷却方式是指齿轮箱的散热方式，通常有风冷和水冷两种方式。
重量和外形尺寸则表示齿轮箱的物理特性，对于安装和运输等方面有重要意义。
输出级中心距则是指齿轮箱输出轴之间的距离，它决定了齿轮箱与发电机的连接方式。
此外，风力发电机组齿轮箱还需要考虑其结构型式，如两级行星+一级平行轴结构等。
同时，齿轮箱还需要具备良
好的可靠性和耐久性，以适应风力发电的恶劣环境和长期运行的要求。
请注意，以上仅为风力发电机组齿轮箱的一般技术参数，具体参数会因不同的风力发电机组型号和规格而有所不同。
因此，在实际应用中，需要根据具体的需求和条件来选择合适的齿轮箱。
风力发电机齿轮箱
润滑油不足：定期检查润滑油量及时补充润滑油
05
风力发电机齿轮箱的发展趋势与展望
提高能效与可靠性
提高能效：通过优化设计、材料选择和制造工艺提高齿轮箱的能效降低能耗。
提高可靠性：通过改进设计、提高制造精度和加强维护保养提高齿轮箱的可靠性降低故障率。
智能化：通过引入智能控制技术实现对齿轮箱的实时监控和故障诊断提高运行效率和可靠性。
案例二：某海上风电场使用风力发电机齿轮箱降低维护成本
案例三：某山区风电场使用风力发电机齿轮箱提高设机齿轮箱降低噪音污染
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环保：通过采用环保材料和制造工艺降低齿轮箱对环境的影响提高环保性能。
降低噪音与振动
采用新型材料：如复合材料、橡胶等降低噪音和振动
优化设计：改进齿轮箱结构降低噪音和振动
采用先进技术：如主动降噪技术、振动控制技术等降低噪音和振动
加强维护保养：定期检查和维护降低噪音和振动
智能化与数字化技术的应用
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04
风力发电机齿轮箱的维护与保养
日常维护
定期检查润滑油：确保润滑油充足避免齿轮磨损
定期检查密封性：确保密封良好防止灰尘和水进入
定期检查齿轮磨损：及时更换磨损严重的齿轮
定期检查轴承磨损：及时更换磨损严重的轴承
定期检查螺栓紧固：确保螺栓紧固防止松动导致故障
定期检查电气系统：确保电气系统正常工作避免故障发生
案例分析：某风电场使用风力发电机齿轮箱的情况
技术特点：风力发电机齿轮箱在陆上风电场的应用优势
发展趋势：陆上风电场对风力发电机齿轮箱的需求预测
海上风力发电
海上风力发电的优势：资源丰富、环境友好、可再生能源
风电齿轮箱(增速机)基础知识简介
（二）效率
齿轮箱的效率可通过功率损失计算或在 试验中实测得到。功率损失主要包括齿轮 啮合、轴承摩擦、润滑油飞溅和搅拌损失、 风阻损失、其他机件阻尼等。齿轮箱的效 率在不同的工况下是不一致的。风力发电 齿轮箱的专业标准要求齿轮箱的机械效率 应大于97%，是指在标准条件下应达到的 指标。
（三）噪声级
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风电增速机基础知识简介
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一、概述
风力发电机组中的齿轮箱是一个重要的机械 部件，其主要功用是将风轮在风力作用下所产生 的动力传递给发电机并使其得到相应的转速。通 常风轮的转速很低，远达不到发电机发电所要求 的转速，必须通过齿轮箱齿轮副的增速作用来实 现，故也将齿轮箱称之为增速箱。不同形式的风 力发电机组有不一样的要求，齿轮箱的布置形式 以及结构也因此而异。在风电界水平轴风力发电 机组用固定平行轴和行星齿轮传动最为常见。
二、齿轮箱的分类
风力发电机组齿轮箱的种类很多，按照 传统类型可分为圆柱齿轮增速箱、行星增 速箱以及它们互相组合起来的齿轮箱；按 照传动的级数可分为单级和多级齿轮箱； 按照转动的布置形式又可分为展开式、分 流式和同轴式以及混合式等等。
三、设计要求
设计必须保证在满足可靠性和预期寿 命的前提下，使结构简化并且重量最轻。 通常采用CAD优化设计，排定最佳传动方 案，选用合理的设计参数，选择稳定可靠 的构件和具有良好力学特性以及在环境极 端温差下仍然保持稳定的材料，等等。
设计要求
• • • • 设计载荷 效率 噪声级 可靠性
（一）设计载荷
• 齿轮箱作为传递动力的部件，在运行期间同时承 受动、静载荷。 • 其动载荷部分取决于风轮、发电机的特性和传动 轴、联轴器的质量、刚度、阻尼值以及发电机的 外部工作条件。 • 风力发电机组载荷谱是齿轮箱设计计算的基础。 载荷谱可通过实测得到，也可以按照JB/T10300 标准计算确定。当按照实测载荷谱计算时，齿轮 箱使用系数KA=1。当无法得到载荷谱时，对于三 叶片风力发电机组取KA=1.3。
风力发电机组齿轮箱技术参数
风力发电机组齿轮箱技术参数风力发电机组齿轮箱技术参数是影响风力发电机组性能的重要因素之一。
齿轮箱是将风力发电机组转动的风轮机转速升高到发电机要求转速的装置，在风力发电系统中扮演着至关重要的角色。
齿轮箱的设计和选型直接关系到风力发电机组的高效运行和长期稳定性，因此对其技术参数进行深入研究至关重要。
首先，齿轮箱的承载能力是评估其性能的重要指标之一。
承载能力主要取决于齿轮箱设计时所选用的材料、结构和加工工艺。
对于大型的风力发电机组，其承载能力需求较高，齿轮箱必须能够承受来自风轮机扭矩的冲击和变化。
因此，在设计齿轮箱时，需要充分考虑各种外部因素对其承载能力的影响，确保其在各种复杂工况下都能够可靠运行。
其次，齿轮箱的传动效率也是评估其性能的重要指标之一。
传动效率直接影响到风力发电机组的发电效率和整体能量利用率。
传动效率的高低主要取决于齿轮箱内部齿轮的材料、精度和润滑等因素。
通过合理设计和选择合适的材料，可以有效减小齿轮间的摩擦和损耗，提高传动效率，从而提升风力发电机组的整体性能。
另外，齿轮箱的噪声和振动也是需要重点关注的技术参数之一。
风力发电机组运行时产生的噪声和振动会对周围环境和人体健康造成影响，因此需要通过优化设计和加强隔声隔振措施来减小齿轮箱的噪声和振动水平。
降低噪声和振动不仅可以改善风力发电机组的工作环境，还有助于延长齿轮箱的使用寿命，降低维护成本。
此外，齿轮箱的可靠性和故障率也是评估其性能的重要指标之一。
风力发电机组通常安装在风力资源丰富的地区，环境条件复杂多变，因此齿轮箱必须具有较高的可靠性和抗干扰能力，以保证风力发电机组长期稳定运行。
减小齿轮箱的故障率可以降低维护成本，提高风力发电机组的整体经济效益。
综上所述，风力发电机组齿轮箱技术参数直接关系到风力发电机组的性能和可靠性。
通过合理设计和优化选择齿轮箱的技术参数，可以提高风力发电机组的发电效率、传动效率和可靠性，从而促进风力发电产业的可持续发展。
风机齿轮箱的 使用和维护
风力发电机齿轮箱的使用与维护王朝阳一、基本原理及结构风力发电机是将风能转化为电能的机械装置。
目前可分为：有齿轮箱和无齿轮箱两类风力发电机。
商业化的风力发电机以有齿轮箱的居多。
齿轮箱是风机中的一个重要部件，它承担着将风轮的转速增加到发电机转速的任务，所以该齿轮箱也称为增速齿轮箱。
风力发电机用齿轮箱种类繁多，从传动方式来分，齿轮箱可划分为行星齿轮箱，平行轴齿轮箱，混合式（行星+平行轴）齿轮箱。
行星齿轮箱：如万电600KW为两级行星结构。
平行轴齿轮箱：如浙江机电院的250KW风机为两级平行轴结构，美德660KW为三级平行轴功率双分流结构。
混合式：该类齿轮箱为使用最广泛的结构类型，图1.1为其典型结构图。
具体可分为：1．金风600KW、Vestas V47、Nordex N43、保定惠阳1000KW等均为此类结构----一级行星（NGW）+两级平行轴结构；2．金风750KW，浙江机电院750KW为一级行星（NW）+一级平行轴结构；3．大重1500KW为两级行星（NGW）+一级平行轴结构。
图1.1 齿轮箱结构简图叶轮的转矩通过主轴传入齿轮箱行星架，行星级的太阳轮通过花键与平行级相联，经平行级齿轮将转矩传给发电机。
二、齿轮箱的使用与维护在风力发电机中，齿轮箱是最重要的部件之一，也是目前故障率最高的部件之一，正确的使用与维护可以减少故障率，延长其使用寿命。
1. 齿轮箱的安装1.1通常齿轮箱厂家在供货时为整体供货，在现场不必进行重新解体装配。
1.2齿轮箱起吊时应有防护措施，防止其表面被钢丝绳等物碰伤。
1.3 齿轮箱的输出轴（高速轴）采用联轴器连接，安装时应严格找中，其对中误差必须控制在弹性联轴器允许值的下限以内，一般应≤0.20mm，角度误差≤30″。
（弹性联轴器允许的对中偏差是用于补偿在工作过程中由于受载、温升和离心力所产生的变形，及无法避免的制造和对中偏差的并不是安装的允许偏差,要求安装的允许偏差≤0.05mm）。
风机齿轮箱工作原理
风机齿轮箱工作原理
风机齿轮箱工作原理主要通过齿轮传动来实现风机的转速调节和能量变换。
风机齿轮箱通常由主轴、输入轴、输出轴和一系列齿轮组成。
当风力发电机启动时，风能通过风轮转动，风轮与主轴相连，主轴会带动输入轴一起旋转。
输入轴连接着一个或多个初始化齿轮，这些齿轮被称为主动轮。
主动轮的齿数会根据设计要求和所需的转矩传递率来确定。
当输入轴旋转时，主动轮上的齿轮也开始旋转，传递动力到齿轮箱中的动力轮。
动力轮一般位于输入轴之后，与输入轴相连，并连接到输出轴。
动力轮上的齿轮被称为从动轮，其齿数和主动轮的齿数相互匹配，以实现所需的转速比。
通过齿轮传动的方式，输入轴的旋转速度被增大或减小，从而实现了风能转化为机械能的过程。
输出轴上的旋转速度和转矩会根据齿轮的传动比例而相应改变，最终将机械能输出给风力发电机的转子，驱动发电机产生电能。
齿轮箱还通常包括润滑系统以确保齿轮的正常运转，同时还有一些辅助设备如轴承、密封件等，以保证齿轮箱的稳定性和可靠性。
总之，风机齿轮箱通过齿轮传动实现了风能与机械能的转换，为风力发电系统提供了可靠的功率输出。
风电机组齿轮箱的概况
1. SL1500风电机组齿轮箱的概况2. SL1500风电机组齿轮箱的结构原理3. SL1500风电机组齿轮箱的附件一、齿轮箱的概况1. 安装于主机架2. 位于机舱中部偏叶轮部分3. 齿轮箱的重量约占机舱重量的1/21.1 基本参数1.2 结构特点主轴置于齿轮箱的部。
不需要现场主轴对中;主轴轴承采用稀油润滑,效果更好；大大减小了机舱的体积。
采用两极行星、一级平行轴机构传动。
提高了速比，降低了齿轮箱的体积。
采用先进的润滑与冷却系统，使每个润滑点都可以得到充分的润滑，确保了齿轮箱的使用寿命。
需要高转速 低转速将低转速的动能转化为高转速的动能 发电机 齿轮箱 叶轮1.3 齿轮箱的作用及工作过程1.3.1 齿轮箱的作用：将风轮的动能传递给发电机,并使其得到相应的转速。
1.3.2 齿轮箱的工作过程：风作用到叶片上，驱使风轮旋转。
旋转的风轮带动齿轮箱主轴转动并将动能输入齿轮副。
经过三级变速，齿轮副将输入的大扭矩、低转速动能转化成低扭矩、高转速的动能，通过联轴器传递给发电机。
发电机将输入的动能最终转化为电能并输送到电网。
1.4 风电机组中齿轮箱的工作概况环境条件恶劣：风大、砂尘、盐雾、潮湿、高温、严寒工作条件复杂：风速风向多变、强阵风、高空无人值守要求高可靠性、高效率、高安全性要求工作寿命长：二十年（175200小时）输入输出速比大加工制造要求高二.齿轮箱的结构原理2.1 箱体部分1.整个箱体分为4个部分。
2.满足轴承、轴、外部附件的安装并提供行星轮传动的外齿圈3. 通常采用球墨铸铁铸造而成2.1.1 风电机组中齿轮箱的载荷齿轮箱作为传递动力的部件，在运行期间同时承受动、静载荷。
其动载荷部分取决于风轮、发电机的特性和传动轴、联轴器的质量、刚度、阻尼值以及发电机的外部工作条件。
阻尼：在机械物理学中，指系统的能量的减小。
摩擦阻尼：摩擦阻力生热使系统的机械能减小。
辐射阻尼：周围质点的震动，能量逐渐向四周辐射。
刚度：受外力作用的材料、构件或结构抵抗变形的能力。
风机齿轮箱讲义课件
工作原理
风机齿轮箱的工作原理是将风力通过风轮叶片转化为扭矩，再通过齿轮箱内部的齿轮传动系统将扭矩传递给发电机或其他机械装置，从而将风能转化为机械能。
齿轮传动系统
齿轮传动系统是风机齿轮箱的核心部分，包括行星齿轮、主轴齿轮和轴承等部件，通过这些部件的相互配合，实现扭矩的传递和转换。
水平轴风机齿轮箱是常见的一种类型，其风轮叶片与地面平行，转速相对较低，适用于中低风速地区。
确保工作区域安全，准备好所需的工具和材料，如螺丝刀、扳手、润滑油等。
准备工作
检查风机齿轮箱的基础是否平整、牢固，确保符合安装要求。
基础检查
按照说明书逐步组装风机齿轮箱的各个部件，确保每个部件都正确安装。
部件组装
将风机齿轮箱与风机的其他部分连接并固定，确保连接牢固、稳定。
连接与固定
始终遵循安全操作规程，确保工作人员的安全。
持续增长的市场需求
01
随着全球能源结构的转型和可再生能源的发展，风力发电行业将继续保持快速增长。作为风力发电机组的核心部件，风机齿轮箱的市场需求也将持续增长。
竞争格局的变化
02
随着技术的不断进步和市场需求的增长，风机齿轮箱行业的竞争格局将发生变化。具备技术创新能力和规模优势的企业将在竞争中占据优势地位。
定期向箱体内注入润滑油，保证齿轮和轴承的正常运转。
润滑油注入装置
03
CHAPTER
风机齿轮箱的维护与保养
检查风机齿轮箱的外观，确保没有异常的噪音、振动或泄漏。
每日检查
油位检查
清洁与紧固
确保油位在正常范围内，不足时及时补充。
定期清洁风机齿轮箱表面，并检查紧固件是否松动。
03
02
01
根据设备要求，定期更换润滑油。
风电齿轮箱结构原理及维护知识
一、齿轮箱基本认识
3、风电齿轮箱的轴承
轴承分类： 按载荷方向：向心轴承、推力轴承 按滚动体形态：球轴承 滚子轴承：圆柱滚子 圆锥滚子 球面滚子 滚针
一、齿轮箱基本认识 3、风电齿轮箱的轴承
风电齿轮箱轴承主要类型 满圆柱滚子轴承； 圆柱滚子轴承； 调心滚子轴承； 圆锥滚子轴承； 四点接触球轴承；
一、齿轮箱基本认识
一、齿轮箱基本认识
1、风电齿轮箱的结构 3）单级行星（半直驱） 目前我公司有的型号： FLD1500F
一、齿轮箱基本认识
1.1、风电齿轮箱的结构
4）两级行星 目前我公司有的型号： FLW3000J FLW3000C
一、齿轮箱基本认识
1.1、风电齿轮箱的结构
5）renk 目前我公司有的型号： FLA800 FLC750 该结构常见于Renk系列， 重点在于齿圈输入，行星 轮轴通过轴承连接到箱体 上，该结构的好处就是行 星齿轮上轴承外圈与箱体 连接，改进了轴承工作环 境，增加了轴承的使用寿 命；但不足是该结构加工 精度和装配要求高
3、风电齿轮箱的轴承
风电齿轮箱轴承主要类型 圆柱滚子轴承：
圆柱滚子与滚道为线接触轴承 。负荷能力大，主要承受径向 负荷。滚动体与套圈挡边摩擦 小，适于高速旋转。根据套圈 有无挡边，可以分有NU、NJ 、NUP、N、NF等单列轴承， 及NNU、NN等双列轴承。该 轴承是内圈、外圈可分离的结 构。内圈或外圈无挡边的圆柱 滚子轴承，其内圈和外圈可以 向轴向作相对移动，所以可以 作为自由端轴承使用。在内圈 和外圈的某一侧有双挡边，另 一侧的套圈有单个挡边的圆柱 滚子轴承，可以承受一定程度 的一个方向轴向负荷
一、齿轮箱基本认识 2、风电齿轮箱的齿轮基础
齿轮失效的主要形式： 3、胶合：局部升温+重载、润滑不够、油变质
风电机组齿轮箱介绍
风电机组齿轮箱介绍一、什么是风电机组齿轮箱？风电机组齿轮箱是风力发电设备中的关键部件之一，用于将风轮旋转的动能传递给发电机，从而产生电能。
它通常由多个齿轮组成，通过精确的传动比例来提高风轮转速，并将其转化为适合发电机工作的转速。
二、风电机组齿轮箱的结构风电机组齿轮箱由外壳、轴、齿轮、轴承和润滑系统等组成。
2.1 外壳外壳是齿轮箱的保护壳体，具有良好的密封性能和机械强度。
其结构通常由上、下两部分组成，方便维护和齿轮更换。
2.2 轴齿轮箱中的轴承负责承受齿轮和旋转部件的载荷，并确保它们平稳运行。
轴通常由高强度合金钢制成，具有较高的刚度和耐磨性。
2.3 齿轮齿轮是风电机组齿轮箱的核心部件，它们通过齿轮传动实现能量转换和传递。
常见的齿轮有斜齿轮、圆柱齿轮和行星齿轮等。
齿轮的优质材料和精确加工能够提高传动效率和耐久性。
2.4 轴承轴承是支撑齿轮箱内齿轮和转动部件的重要组成部分。
它们能够减少摩擦和磨损，并确保齿轮箱平稳运转。
常见的轴承类型包括滚动轴承和滑动轴承。
2.5 润滑系统润滑系统负责为齿轮箱提供足够的润滑油，并对齿轮和轴承进行冷却和保护。
良好的润滑系统能够降低齿轮箱的摩擦和磨损，延长使用寿命。
三、风电机组齿轮箱的工作原理风电机组齿轮箱采用齿轮传动的方式将风轮的旋转动能传递给发电机。
1.风轮旋转驱动主轴旋转；2.主轴通过第一级齿轮传动将低速大扭矩的运动转化为高速小扭矩的运动；3.高速轴通过第二级齿轮传动将高速小扭矩的运动转化为低速大扭矩的运动；4.最后，低速轴将此运动传递给发电机，发电机产生电能。
四、风电机组齿轮箱的维护与故障排除为保证风电机组齿轮箱的正常运行，需要进行定期的维护与故障排除。
4.1 维护•定期更换润滑油，并清洗润滑系统；•检查齿轮和轴承的磨损情况，及时更换或修复；•检查外壳密封性能，确保齿轮箱内部的油液不泄漏；•定期检查齿轮箱的整体结构，排查潜在故障。
4.2 故障排除•齿轮断裂：检查齿轮材料和制造工艺，确认是否需要更换更坚固的齿轮；•轴承失效：检查轴承润滑情况，并及时更换损坏的轴承；•润滑系统故障：检查润滑系统的油泵、油管和过滤器等，确保润滑油畅通无阻；•外壳磨损：定期检查外壳磨损情况，如有需要及时更换。
风力发电机齿轮箱
3、润滑系统使用要求
• 润滑油牌号：Mobil SHC XMP 320 • 润滑系统由供油装置、过滤系统、油/风冷
却装置及中间连接管路组成。
• 控制原理图如图：
3.1控制要求：
平行级齿轮的润滑
三、风电齿轮箱的损坏类型及其判断
损坏部件 齿轮
轴承 轴 箱体 紧固件 油封
故障比例（%） 损坏表现形式
60
断齿、点蚀、胶合、磨损、疲
劳裂纹、其他
19
烧伤、滚珠脱出、保持架变形
10
断裂、磨损
7
变形、裂开
3
断裂
1
磨损
• 上表中列举了齿轮箱中各类零件损坏的百 分比。由表可见，在齿轮箱中齿轮本身的 故障所占比重大，为60%。说明在齿轮传 动系统中齿轮本身的制造、装配质量及其 运行维护水平是关键问题。齿轮在机械加 工中是一种高度复杂的成形零件，而在高 速、重载下运行的齿轮，其工作条件又相 对比其他零部件恶劣。
齿轮的故障特征预估障间的关系
四、风电齿轮箱的使用、维护和检查
• 以1500KW齿轮箱为例说明： 1 、运行前的检查： • 1.1安装完后，所有多余材料、工具、安装用的工
装设备都应拿走。 • 1.2连接螺栓是否拧紧。 • 1.3齿轮箱壳体的连接螺栓是否拧紧。 • 1.4手动盘车有无阻滞现象。 • 1.5油量是否达到油标刻度。从减速箱的通气帽处
表（一） 螺栓的拧紧力矩
螺栓
用扭力扳手的力矩 N.m
大小
8.8 级
10.9 级
M8
21
30.4
M10
重齿风电齿轮箱知识
FL800A FL850 FL1000D FL1250 FL1500A FL2000D FL2000H FL2000B FL2000S FL2000T
一、齿轮箱基本认识
1、风电齿轮箱的结构 该结构同一级行星二级 平行结构都是较常见风 电齿轮箱结构形式。该 结构用一组平行齿轮代 替一组行星传动，从而 降低了行星齿轮及轴承 的失效风险，增强了齿 轮箱整体的可靠性；不 足之处在于增加体积与 重量。
滚动轴承装配时，游隙不能太大，也不能太小。游隙太大，会造成同时承受载荷的滚动体 数量减少，单个滚动体的载荷增大，从而降低轴承的旋转精度，减少使用寿命；游隙太小， 会使摩擦力增大，产生的热量增加，加剧磨损，同样能使轴承的使用寿命减少。
一、齿轮箱基本认识
4、风电齿轮箱的润滑
1.原理图：
排气口 5#管 OUT1 单 向 阀 1 OUT3 单 向 阀 单 向 阀
0.17~0.23
0.4
0.17~0.37
0.4-0.6
0.90~1.20
1.5-1.8
1.10~1.40
1.4-1.7
0.25-0.35
0.20~0.30
一、齿轮箱基本认识 2、风电齿轮箱的齿轮基础
齿轮的特性： 2、机械性能： 风力发电机组齿轮受风力负荷，此负荷变化极大，因此，齿轮采用 抗低温冲击，韧性高的渗碳淬火材料。内齿圈根据设计载荷分别采 用软齿面（调质）中硬齿面（调质+表面氮化）硬齿面（渗碳淬火）， 精度为6GB10095。其他所有齿轮均为渗碳淬火硬齿面齿轮，渗碳淬 火后磨齿，齿面硬度为60±2HRC，精度5-6 GB10095。 根据等强度原则使各级传动中的承载能力大致相等，齿轮几何尺寸计 算按照GB1356进行计算。齿轮接触疲劳强度，弯曲疲劳强度按照 GB3480渐开线圆柱齿轮承载能力计算方法进行计算。
重齿风电齿轮箱知识(A版)
一、齿轮箱基本认识
1、风电齿轮箱的结构 3）单级行星（半直驱） 目前我公司有的型号： FLD1500F
一、齿轮箱基本认识 1.1、风电齿轮箱的结构
4）两级行星 目前我公司有的型号： FLW3000J FLW3000C
一、齿轮箱基本认识 1.1、风电齿轮箱的结构
5）renk 目前我公司有的型号： FLA800 FLC750 该结构常见于Renk系列， 重点在于齿圈输入，行星 轮轴通过轴承连接到箱体 上，该结构的好处就是行 星齿轮上轴承外圈与箱体 连接，改进了轴承工作环 境，增加了轴承的使用寿 命；但不足是该结构加工 精度和装配要求高
一、齿轮箱基本认识 3、风电齿轮箱的轴承
轴承选用准则： 风力发电机组振动大，对轴承的安装有严格的工业标准规定。 振动会传到轴承滚道内产生磨损毛刺，破坏轴承滚道的润滑，造成 轴承失效。由于不同材料之间不易产生磨损破坏，箱体采用了球墨 铸铁，利用球墨铸铁较高的韧性、塑性、低温抗冲击值减少对轴承 的有害影响，我们根据轴承的动静负荷的计算方法，按照风电发电 机组对轴承寿命的要求，对轴承寿命进行校核计算。 目前风电行业多选用进口轴承（SKF、FAG、NSK、NKE、 TIMKEN等）。随着国内轴承技术的逐步提高，将来齿轮箱的轴承国 产化将会完全实现。
一、齿轮箱基本认识 2、风电齿轮箱的齿轮基础
齿轮材料的特性： 1、化学成分：
C（碳） 42CrMo A 17CrNiMo6 20CrMnMo 0.38-0.45 0.15-0.2 0.17~0.23 Si（硅） 0.17-0.37 0.4 0.17~0.37 Mn（锰） 0.5-0.8 0.4-0.6 0.90~1.20 Cr（铬） 0.9-1.2 1.5-1.8 1.10~1.40 1.4-1.7 Ni（铌） Mo（钼） 0.15-0.25 0.25-0.35 0.20~0.30
风力发电机齿轮增速箱
摘要风电产业的飞速发展促成了风电装备制造业的繁荣，风电齿轮箱作为风电机组的核心部件，倍受国内外风电相关行业和研究机构的关注。
但由于国内风电齿轮箱的研究起步较晚，技术薄弱，特别是兆瓦级风电齿轮箱，主要依靠引进国外技术。
因此，急需对兆瓦级风电齿轮箱进行自主开发研究，真正掌握风电齿轮箱设计制造技术，以实现风机国产化目标。
本文设计的是兆瓦级风力发电机组的齿轮箱，通过方案的选取，齿轮参数计算等对其配套的齿轮箱进行自主设计。
1）根据风电齿轮箱承受载荷的复杂性，对其载荷情况进行了分析研究,确定齿轮箱的机械结构。
选取两级行星派生型传动方案，在此基础上进行传动比分配与各级传动参数如模数，齿数，螺旋角等的确定；通过计算，确定各级传动的齿轮参数；选择适当的齿轮。
2）对行星齿轮传动进行受力分析，得出各级齿轮载荷结果。
依据标准进行静强度校核，结果符合安全要求。
3）绘制CAD装配图，并确定恰当合理参数。
关键词：风电齿轮箱；风力发电；结构设计。
ABSTRACTKEYWORDS：Gearbox for Wind Turbine；the wind power；Structure Design.目录第一章前言 ----------------------------------------------------------------------------------------- ii1.1 国内外发展现状与趋势 -------------------------------------------------------------- - 1 -1.1.1风力发电国内外发展现状与趋势 --------------------------------------------- - 1 -1.1.2风电齿轮箱的发展现状------------------------------------------------------------ - 2 -1.1.3我国风电齿轮箱设计制造技术的现状 -------------------------------------- - 3 -1.1.4存在问题及展望 ---------------------------------------------------------------------- - 4 -1.2论文的主要内容 ---------------------------------------------------------------------------- - 5 - 第二章增速箱齿轮结构设计 ----------------------------------------------------------------- - 6 -2.1 增速箱齿轮的设计参数 -------------------------------------------------------------- - 6 -2.2 增速箱齿轮设计方案------------------------------------------------------------------- - 6 -2.3 齿轮参数的确定--------------------------------------------------------------------------- - 8 -2.3.1 低速级参数的计算 ------------------------------------------------------------------ - 9 -2.3.2 中间级参数的计算 ---------------------------------------------------------------- - 12 -2.3.3 高速级参数计算-------------------------------------------------------------------- - 14 -2.4 受力分析与强度校核 -------------------------------------------------------------- - 16 -2.4.1 受力分析 ------------------------------------------------------------------------------ - 16 -2.4.2 齿轮强度计算与校核 ------------------------------------------------------------ - 19 - 第三章传动轴的设计与校核 --------------------------------------------------------------- - 23 -3.1低速级传动轴尺寸参数计算与校核 ---------------------------------------- - 23 -3.1.1低速级传动轴尺寸参数计算--------------------------------------------------- - 23 -3.1.2低速级传动轴的强度校核 ------------------------------------------------------ - 24 -3.2中间级传动轴的设计计算与校核--------------------------------------------- - 25 -3.2.1中间级传动轴尺寸参数计算--------------------------------------------------- - 25 -3.2.2中间级传动轴的强度校核 ------------------------------------------------------ - 26 -3.3 高速级传动轴的设计计算 -------------------------------------------------------- - 27 -3.4输出传动轴的设计计算 ------------------------------------------------------------- - 28 - 第四章齿轮箱其他部件的设计 ----------------------------------------------------------- - 29 -4.1轴系部件的结构设计------------------------------------------------------------------ - 29 -4.2行星架的结构设计---------------------------------------------------------------------- - 30 -4.3传动齿轮箱箱体设计------------------------------------------------------------------ - 30 -4.4齿轮箱的密封，润滑，冷却 ----------------------------------------------------- - 31 -4.4.1 齿轮箱的密封 ----------------------------------------------------------------------- - 31 -4.4.2 齿轮箱的润滑，冷却 ------------------------------------------------------------ - 31 -4.5齿轮箱的使用安装---------------------------------------------------------------------- - 32 - 第五章结论--------------------------------------------------------------------------------------------- - 33 - 参考文献 --------------------------------------------------------------------------------------------------- - 34 - 致谢 --------------------------------------------------------------------------------------------------- - 36 -第一章前言1.1 国内外发展现状与趋势1.1.1风力发电国内外发展现状与趋势风能是一种清洁的永续能源，与传统能源相比，风力发电不依赖外部能源，没有燃料价格风险，发电成本稳定，也没有碳排放等环境成本；此外，可利用的风能在全球范围内分布都很广泛。
风力发电机齿轮箱
表（一） 螺栓的拧紧力矩
螺栓
用扭力扳手的力矩 N.m
大小
8.8 级
10.9 级
M8
21
30.4
M10
42.1
60.8
M12
73.5
104.9
M14
114.7
166.6
M16
176.4
254.8
M18
250.8
356.7
M20
357.7
509.6
M22
480.2
676.2
M24
617
872.2
M27
902
1284
M30
1215
1735
M36
2127
3018
M42
3391
4831
M48
5145
7321
M52
6615
9408
M56
8232
11760
M60
9996
14308
M64
12348
17542
M68
14896
21168
12.9 级 36.3 74.5 128.4 203.8 310.7 431.2 617.4 833 1058 1568 2127 3695 5929 8918 11466 14308 17444 21364 25872
4.4 齿轮箱
• 在维护齿轮箱之前,必须使风机安全停机,并 确保不会因为误操作而启动确保刹车可靠 和风轮锁紧.
4.4.1 检查齿轮箱是否有异常噪音 • 运行时是否有异常的噪音. 4.4.2 检查油位 • 从油标检查齿轮箱的油位. 4.4.3 检查齿轮箱是否有泄漏
• 检查所有的凹槽、迷宫环和泄漏油液的流 迹.
风电齿轮箱设计指南(一)2024
风电齿轮箱设计指南（一）引言概述:风电齿轮箱是风能转换系统中关键的组成部分之一，它承担着将风能转化为机械能的重要任务。
齿轮箱的设计对于风电机组的性能和可靠性有着至关重要的影响。
本文将为读者提供一份风电齿轮箱的设计指南，旨在帮助工程师和设计师更好地理解和应用齿轮箱的设计原则和优化方法。
正文:1. 齿轮箱的工作原理- 风能转换系统的概述- 齿轮箱的作用和功能- 齿轮箱的基本结构和组成部分小点:- 齿轮箱的定位和布局- 齿轮箱中的主要部件及其功能- 齿轮的选择和匹配原则2. 齿轮箱的设计考虑因素- 齿轮箱的负荷特性分析- 受力和振动分析- 温度和润滑分析小点:- 齿轮箱的承载能力与设计因素- 齿轮箱的可靠性分析- 齿轮箱的寿命评估方法3. 齿轮箱的优化设计方法- 材料选择和工艺优化- 优化设计原则和方法- 仿真与验证小点:- 加工工艺和制造工艺控制- 齿轮箱的降噪和减振措施- 齿轮箱的可维修性和可维护性考虑4. 齿轮箱的模拟和测试方法- 数值模拟和仿真方法- 实验测试与验证方法- 监测和维护方法小点:- 齿轮箱的运行监测与故障诊断- 功率传输效率的测试与验证- 齿轮箱的振动测试与分析5. 齿轮箱的发展与创新趋势- 新型齿轮材料和润滑技术- 齿轮箱的轻量化设计和节能减排- 齿轮箱的智能化和自适应控制小点:- 齿轮箱的可持续发展考虑- 齿轮箱的故障预测和智能维护- 多学科优化和集成设计的趋势总结:风电齿轮箱的设计是风能转换系统设计中至关重要的部分。
本文从齿轮箱的工作原理、设计考虑因素、优化设计方法、模拟与测试方法以及发展趋势等方面进行了阐述。
通过深入了解齿轮箱的设计原则和优化方法，工程师和设计师可以更好地设计和选择适合风电机组的齿轮箱，提升系统的性能和可靠性。
未来，随着新技术的不断发展和创新，风电齿轮箱的发展将迎来更多的机遇和挑战。
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（一）设计载荷
• 齿轮箱作为传递动力的部件，在运行期间同时承 受动、静载荷。 • 其动载荷部分取决于风轮、发电机的特性和传动 轴、联轴器的质量、刚度、阻尼值以及发电机的 外部工作条件。 • 风力发电机组载荷谱是齿轮箱设计计算的基础。 载荷谱可通过实测得到，也可以按照JB/T10300 标准计算确定。当按照实测载荷谱计算时，齿轮 箱使用系数KA=1。当无法得到载荷谱时，对于三 叶片风力发电机组取KA=1.3。
二、齿轮箱的分类
风力发电机组齿轮箱的种类很多，按照 传统类型可分为圆柱齿轮增速箱、行星增 速箱以及它们互相组合起来的齿轮箱；按 照传动的级数可分为单级和多级齿轮箱； 按照转动的布置形式又可分为展开式、分 流式和同轴式以及混合式等等。
三、设计要求
设计必须保证在满足可靠性和预期寿 命的前提下，使结构简化并且重量最轻。 通常采用CAD优化设计，排定最佳传动方 案，选用合理的设计参数，选择稳定可靠 的构件和具有良好力学特性以及在环境极 端温差下仍然保持稳定的材料，等等。
（四）可靠性
• 按照假定的寿命最少20年的要求，视载荷谱所列 载荷分布情况进行疲劳分析，对齿轮箱整机及其 零件的设计极限状态和使用极限状态进行极限强 度分析、疲劳分析、稳定性和变形极限分析、动 力学分析等。分析方法除一般推荐的设计计算方 法外，可采用模拟主机运行条件下进行零部件试 验的方法。 • 在方案设计之初必须进行可靠性分析，而在施工 设计完成后再次进行详细的可靠性分析计算，其 中包括精心选取可靠性好的结构和对重要的零部 件以及整机进行可靠性估算
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风电增速机基础知识简介
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一、概述
风力发电机组中的齿轮箱是一个重要的机械 部件，其主要功用是将风轮在风力作用下所产生 的动力传递给发电机并使其得到相应的转速。通 常风轮的转速很低，远达不到发电机发电所要求 的转速，必须通过齿轮箱齿轮副的增速作用来实 现，故也将齿轮箱称之为增速箱。不同形式的风 力发电机组有不一样的要求，齿轮箱的布置形式 以及结构也因此而异。在风电界水平轴风力发电 机组用固定平行轴和行星齿轮传动最为常见。
风力发电增速箱的噪声标准为85dB（A）左 右。噪声主要来自各传动件，故应采取相应降低 噪声的措施： – 适当提高齿轮精度，进行齿形修圆，增加啮合 重合度； – 提高轴和轴承的刚度； – 合理布置轴系和轮系传动，避免发生共振； – 安装时采取必要的减振措施，将齿轮箱的机械 振动控制在GB/T8543规定的C级之内。
四、齿轮箱的主要零部件
铸件类：机体、扭力臂、行星架 齿轮和轴类：内齿圈、齿轮、轴 标准件类：轴承、螺栓
整机
机体
扭力臂
行星架
内齿圈
五、装配关系
六、装配清洁度
在风电齿轮箱的装配过程中要必须保证 清洁度
（二）效率
齿轮箱的效率可通过功率损失计算或在 试验中实测得到。功率损失主要包括齿轮 啮合、轴承摩擦、润滑油飞溅和搅拌损失、 风阻损失、其他机件阻尼等。齿轮箱的效 率在不同的工况下是不一致的。风力发电 齿轮箱的专业标准要求齿轮箱的机械效率 应大于97%，是指在标准条件下应达到的 指标。
（三）噪声级