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摘要：随着工业化社会的进展，人们对矿物燃料能源的需求日益增加。同时，由于过度的开采和利用矿物燃料能源所引发的能源危机、环境污染等不足也越发严重。如今，人们已经意识到建立起以可再生能源为主的新能源系统的重要量，对风能、水能、太阳能等新能源的探讨与利用也逐渐深入，其中，风能因其资源无穷无尽并且不会造成污染的特点，受到世人愈发关注。目前，风力发电是进展最快，且最具规模化开发条件的风能利用技术形式。风电场是大规模利用风能的最有效方式，20世纪80年代初在美国加利福尼亚州兴起。随着风力发电技术的不断成熟和加工制造行业的进一步进展，风电成本持续下降，需求不断上升，预计在2020年前，全球风电装机容量仍将以年均约20%的高速增加。我国风电产业近年来进展势头十分迅猛，仅以风电装机容量看已成为世界风电最大国，但由于起步较晚，目前风力发电机组的国产率仍然不是很高，这在很大程度上制约了我国风力发电产业的进一步进展。这其中，如何提升独立探讨开发并制造风电机组的能力，成为一项重要课题。本论文以风力发电机组齿轮传动系统为探讨对象，重点浅析其中的行星轮系传动：以水平轴风电机组中普遍运用的2K-H型行星轮系为例，对其进行结构浅析、传动比计算、受力浅析、强度校核、参数选择等一系列浅析；采取机械优化设计策略，确定了风电机组传动系统中行星轮系优化设计的设计变量，并综合考虑轮系整体的体积、重量、结构尺寸之间的相互联系，确定以最小体积作为优化设计的目标，结合行星轮系齿数条件、轮齿接触强度、弯曲强度等约束条件，建立起行星轮系优化设计的数学模型；经过设计程序的运算及对计算结果的参数圆整，求出特定条件下风电机组中行星轮系的最佳参数选择和设计案例，为减小风力发电机组传动系统中齿轮机构的结构尺寸，以而降低风电机制造成本打下基础。关键词：风电机组论文行星轮系论文优化设计论文
摘要4-5
Abstract5-7
目录7-9
第1章 绪论9-15
1.1 前言9
1.2 世界及我国风力发电的进展近况9-10
1.3 风电机组行星传动增速系统探讨情况10-12
1.4 本论文的探讨背景和内容12-15
1.4.1 本论文的探讨背景和作用12-13
1.4.2 本论文探讨的内容13-15
第2章 优化设计基本论述与策略15-31
2.1 优化设计基本论述15-17
2.2 约束不足的优化策略17-30
2.2.1 拉格朗日乘子法18-21
2.2.2 惩罚函数法21-30
2.3 本章小结30-31
第3章 风电机组齿轮增速系统的设计与计算31-37
3.1 风电机组传动系统的典型结构31-32
3.2 风电机组齿轮增速系统的传动比计算32-33
3.3 行星轮系中齿轮齿数的确定33-36
3.3.1 传动比条件33
3.3.2 同心条件33-34
3.3.3 装配条件34-36
3.3.4 邻接条件36
3.4 本章小结36-37
第4章 行星轮系的优化设计37-67
4.1 2K-H 型行星轮系介绍37
4.2 2K-H 型行星轮系优化设计数学模型的建立37-52
4.2.1 建立目标函数38-41
4.2.2 选择设计变量41-45
4.2.3 确定约束条件45-52
4.3 2K-H 型行星轮系最优化设计不足的求解52-62
4.3.1 机械优化设计不足的浅析与处理52-58
4.3.2 数学模型的求解58-62
4.4 齿轮参数圆整62-64
4.5 行星轮系优化设计与常规设计的比较64-65
4.6 本章小结65-67
第5章 总结与展望67-69
5.1 总结67-68
5.2 展望68-69