立轴传动风力发电机总体设计毕业设计说明书.doc
《立轴传动风力发电机总体设计毕业设计说明书.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《立轴传动风力发电机总体设计毕业设计说明书.doc(53页珍藏版)》请在三一办公上搜索。
1、 毕业设计(论文)说明书 题目:立轴传动风力发电机总体设计 系 名 机械工程系 专 业 机械设计制造及其自动化 学 号 姓 名 指导教师 2013年 6月 9 日摘 要风力发电是应用前景十分广阔的一种洁净可再生能源,而目前大型风力发电机的关键部件都放置于机舱内。目前风力发电机都需要定期进行维护,而大型风力发电机高度都达到30米以上,所以在定期维护是就需要耗费大量的人力和财力。本人运用所学的基础知识和专业知识,从设备可靠性、强度出发进行了设备的机构和结构的全新设计,为了提高风力发电机的经济性,根据课题组提供的参数,采用CAD优化设计,排定最佳传动方案,选择稳定可靠的构件和具有良好力学特性以及在环
2、境极端温差下仍然保持稳定的结构。根据原始数据:传动轴输出端的额定转速为100r/min左右,额定承载功率为600kW,切入风速为5级清风,风速为10m/s,原始输入端转速为50r/min,风轮叶片数为3,叶片直径为50m,轮毂高度为30m。为了使维护成本降低将主要传动设备转移至地面,通过立轴传动将动能从风机输入转移至地面设备输入端,从而完成设计目的,并完成相关动力学和运动学计算。关键字:风力发电机;齿轮传动;立轴传动ABSTRACT Wind power is a very broad application prospects of a clean renewable energy, and
3、 the key components of large wind turbines are placed in the cabin. Wind turbine require regular maintenance, large wind turbines have reached more than 30 meters height, so regular maintenance requires a lot of human and financial resources. I apply the basic knowledge and expertise, starting from
4、equipment reliability, strength of the institutions and structures of the new design, in order to improve the economics of wind turbines, based on the parameters provided by the Task Force, the optimal design using CAD, scheduled the optimum transmission program, choose a stable and reliable compone
5、nts and has good mechanical properties and ambient extreme temperature remains stable structure.Based on the original data: the rated speed of the drive shaft output of about 100r/min rated load power of 600kW,Cut-in speed of 5 breeze, wind speed of 10m / s, speed 50r/min primary inputs,Wind turbine
6、 blades is 3, a rotor diameter of 50m, 30m hub height. The main transmission equipment to the ground, through the vertical shaft drive fan input kinetic energy transferred to ground equipment input terminal so as to complete the design purposes and to complete the relevant dynamics and kinematics ca
7、lculation in order to reduce maintenance costs.Keywords Wind turbines ;Vertical shaft drive目 录 第一章 轴(一)的强度校核1 1.1 初步估算轴径1 1.2 轴上受力分析1 1.3 求支反力1 1.4 作弯矩和转矩图2 1.5 轴的强度校核3 第二章 花键的校核4 2.1 初始数据4 2.2 接触应力计算4 2.3 齿根抗弯强度计算4 2.4 齿根抗剪强度计算4 2.5 齿面耐磨损能力计算5 第三章 斜齿圆柱齿轮设计计算6 3.1 选材料确定试验齿轮的疲劳极限应力6 3.2 按接触强度初步确定中心距并
8、初选主要参数6 3.3 校核齿面接触疲劳强度6 3.4 校核齿根弯曲疲劳强度8 3.5 主要几何参数9 第四章 直齿锥齿轮设计计算10 4.1 初步设计10 4.2 几何计算10 4.3 齿面接触疲劳强度校核11 4.4 齿根抗弯疲劳强度校核12 第五章 轴(二)的强度校核14 5.1 初步估算轴径14 5.2 轴上受力分析14 5.3 求支反力14 5.4 作弯矩和转矩图15 5.5 最大合成弯矩15 5.6 作转矩图15 5.7 轴的强度校核16 第六章 轴(三)的强度校核18 6.1 初步估算轴径18 6.2 轴上受力分析18 6.3 求支反力18 6.4 作弯矩和转矩图19 6.5 最
9、大合成弯矩19 6.6 作转矩图19 6.7 轴的强度校核19 参考文献21 外文翻译22 中文译文34 致谢43第一章 轴(一)的强度校核1.1 初步估算轴径 选择轴的材料为40Cr。调质处理,由表19.1.1查得材料力学性能数据位: 根据表19.3-1公式初步计算轴径,由于材料为40Cr 1.2 轴上受力分析1.2.1 齿轮的圆周力 1.3 求支反力1.3.1 在水平面内的支反力1.3.2 在垂直面内的支反力 1.4 作弯矩和转矩图1.4.1 齿轮作用在水平平面的弯矩图 1.4.2 齿轮作用在垂直平面的弯矩图 1.4.3 作转矩图 T=57294N.m 图1-11.5 轴的强度校核1.5.
10、1 确定危险截面 根据图1.1由于C处合成弯矩最大 所以选择C面为危险截面。1.5.2 安全系数校核计算 式中W为抗弯断面系数,由表19.3-1查得 根据式(19.3-2) 切应力幅为 根据式(19.3-3) 第二章 花键的校核2.1 初始数据 花键规格14x176f7x200a11x25d10 P=600KW n=100r/min 表面硬度5864HRC 2.2 接触应力计算 2.3 齿根抗弯强度计算 2.3.1 齿根弯曲应力 2.3.2 齿根许用弯曲应力 2.4 齿根抗剪强度计算2.4.1 齿根最大剪切应力 2.4.2 许用切应力 2.5 齿面耐磨损能力计算2.5.1 花键副在循环数下工作
11、时耐磨损能力计算 2.5.2 花键副在长期工作无磨损是耐磨损能力计算 2.5.3 外花键的抗扭与抗弯强度计算 第三章 斜齿圆柱齿轮设计计算3.1 选材料 确定试验齿轮的疲劳极限应力 40Cr 调质处理 硬度217255HBS 由表16.2-59,60,65查得 3.2 按接触强度初步确定中心距并初选主要参数 3.3 校核齿面接触疲劳强度 根据齿轮的圆周速度参考表16.2-73选择齿轮的精度等级为8级精度 首先计算当量齿数3.4 校核齿根弯曲疲劳强度 3.5 主要几何参数 第四章 直齿锥齿轮设计计算4.1 初步设计 4.2 几何计算 4.3 齿面接触疲劳强度校核 4.4 齿根抗弯疲劳强度校核 第
12、五章 轴(二)的强度校核5.1 初步估算轴径选择轴的材料为45号钢调制处理,由表19.1.1查得材料力学性能数据为 根据表19.3-1公式初步估算轴径,由于材料为45号钢由表19.3-2选取=405.2 轴上受力分析(如图5-1) 5.3 求支反力5.3.1 在水平面内的支反力 5.3.2 在垂直平面内的支反力 5.4 作弯矩图和转矩图5.4.1 水平面弯矩 5.4.2 垂直平面弯矩 5. 5 最大合成弯矩5.5.1 A处最大合成弯矩5.5.2 B处最大合成弯矩 5.6 作扭矩图 T=57294N/m图5-15.7 轴的强度校核5.7.1 确定危险截面 根据图5-1得A处受弯矩最大,并且轴径最
13、小,所以选择截面A处为危险截面。5.7.2 安全系数校核计算 式中W为抗弯断面系数,由表19.3-15查得 由于是对称循环应力,故平均应力=0 根据式(19.3-2) 根据式(19.3-3)得 第六章 轴(三)的强度校核6.1 初步估算轴径 选择轴的材料为40Cr。调质处理,由表19.1.1查得材料力学性能数据位: 根据表19.3-1公式初步计算轴径,由于材料为40Cr 6.2 轴上受力分析(如图6-1)6.2.1 齿轮的圆周力 6.3 求支反力6.3.1 在水平面内的支反力 6.3.2 在垂直面内的支反力 6.4 作弯矩和转矩图6.4.1 齿轮作用在水平面的弯矩图 6.4.2 齿轮作用在垂直
14、平面的弯矩图 6.5 作最大合成弯矩图 6.6 作转矩图T=57294N/m图6-16.7 轴的强度校核6.7.1 确定危险截面由于C截面处合成弯矩最大,所以选择截面C处为危险截面。6.7.2 安全系数校核计算 由于是对称循环弯曲应力,故平均应力根据式(19.3-2) 根据式(19.3-3) 参考文献1 包耳.风力发电技术发展现状J.可再生能源杂志,2004,(2):1215.2 GWEC.Global wind 2005 report,2006.3 Sawin,Janet,Langhlin.Wind power in the United StatesD. Doctors thesis, T
15、he Fletcher School of Law and Diplomacy.2001:500513.4 Kramer,Marcel.Long-term costs of electricity generation in GermanyM.Wind Engineering, Multi-Science Publishing Co. Ltd, 2004, 4(28): 465478.5 刘忠明,王长路,段守敏.风力发电齿轮箱设计制造技术的发展和展望J. 机械传动.2006,6(30): 16.6 濮良贵,纪名刚机械设计第版北京:高等教育出版社,20057 ANSI/AGMA 6006-A03
16、. AGMA. 2003.8 ISO 81400-4:2005. Wind Turbines - Part 4:Design and Specification of Gearbox. 2004.9 龚淮义,罗圣国,李平林,张立乃,黄少颜.机械设计课程设计指导书(第二 版).北京:高等教育出版社,1990.4(2006重印)10 汤克平.风电增速箱结构设计叙谈J.机械传动,2004, 28(5):1-3.11 机械设计手册(新编软件版)2008.化学工业出版社12 刘鸿文主编.材料力学(I、II).北京:高等教育出版社,2004.113 何贡互换性与测量技术中国计量出版社,200014 高金莲
17、工程图学第版北京:机械工业出版社,200515 王先逵机械加工工艺手册第版北京:机械工业出版社,200716 汤克平.风电增速箱结构设计叙谈. 机械传动,2004,28(5):333417 武杨名.风力发电齿轮箱国产化的材料、工艺和结构研究:学位论文,杭 州:浙江大学,200118 朱才朝,黄琪,唐倩.风力发电升速齿轮箱传动系统接触齿数及载荷分配. 农业机械学报,2006(7):878919 佘勃强.风力发电增速装置的研究:学位论文,西安:西安理工大学,200820 张展.风力发电传动装置的设计与制造.通用机械,2007(4):313421 饶振刚.行星齿轮传动设计M.北京:化学工业出版社,2
18、003.22 张展.风力发电机组的传动装置J.传动技术.2003, 6: 35-36.23 会田俊夫主编,张展译.齿轮的精度与性能M.北京:中国农业机械出版社, 1985.外文资料DESIGN AND DEVELOPMENT OF A 1/3 SCALE VERTICALAXIS WIND TURBINE FOR ELECTRICAL POWERGAbstract: This research describes the electrical power generation in Malaysia by the measurement of wind velocity acting on t
19、he wind turbine technology. The primary purpose of the measurement over the 1/3 scaled prototype vertical axis wind turbine for the wind velocity is to predict the performance of full scaled H-type vertical axis wind turbine. The electrical power produced by the wind turbine is influenced by its two
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 立轴传动风力发电机总体设计 毕业设计说明书 立轴 传动 风力发电机 总体 设计 毕业设计 说明书
![提示](https://www.31ppt.com/images/bang_tan.gif)
链接地址:https://www.31ppt.com/p-3033531.html