主傳動系統(tǒng)及其支撐件的設計與選型標紅版 關于風電的

主傳動系統(tǒng)及其支撐件的設計與選型(1.5MW)指導老師：馬鐵強小組成員時間規(guī)劃已知條件設計內(nèi)容參考文獻致謝答辯內(nèi)容概述

Clicktoaddtitleinhere3小組成員趙江1孟章成2宋文慧3張旭旭4趙江

主要負責設計計算及選型，全組的靈魂人物，同時肩負著協(xié)調(diào)統(tǒng)籌的重任孟章成

主要負責裝配圖的繪制以及對設計計算的校驗，細致，認真宋文慧

主要負責零件圖的繪制和設計計算校驗，做事認真負責張旭旭

主要負責設計計算及選型校驗，基礎知識扎實，能夠融會貫通時間規(guī)劃12346月15日至6月16日，根據(jù)課題上網(wǎng)查閱相關文獻資料6月17日至6月20日，進行選型計算6月21日至6月26日，校驗數(shù)據(jù)并繪制草圖，修改草圖6月27日至6月28日，正式繪制零件圖及裝配圖已知條件

風電機組安裝場地50米高度年平均風速為7.0m/s，60米高度年平均風速為7.3m/s，70米高度年平均風速為7.6m/s，當?shù)貧v史最大風速為40m/s，用戶希望安裝1.5MW風電機組?？諝饷芏仍O定為1.225kg/m3。

采用三點支撐型主傳動鏈，這種布局形式的有點事可以是主軸前后支撐間的結(jié)構(gòu)緊湊，并且可使載荷傳遞到機艙地盤的距離更短些，此外，還可以實現(xiàn)前軸承和齒輪箱的預裝配，因而能有效提高機艙部件的安裝效率主傳動系統(tǒng)的布局形式

1、發(fā)電機選擇山西永濟新時速電機電器有限責任公司1.5MW空空冷卻雙饋風力發(fā)電機電機型號YJ89A效率96.5％中心高500mm重量6600kg額定功率1560kW繞組溫升≤105K極數(shù)4定子繞組三角形額定電壓690V轉(zhuǎn)子繞組星形額定電流1088A冷卻方式空空冷卻額定轉(zhuǎn)速1800轉(zhuǎn)/分結(jié)構(gòu)形式IMB3功率因數(shù)從cos=0.9電感型到cos=0.9電容型溫度環(huán)境-30℃至+40℃頻率50Hz防護等級IP54相數(shù)3相工作制S1（連續(xù)）電機主要參數(shù)2、主軸的選擇主軸材料：42CrNiMo6最大剪切應力Fs=30MPa風輪額定轉(zhuǎn)速V=21.1r/min（由設計輪轂小組給出）角速度：WL==rad/s=1.8rad/s

WH==rad/s=188.4rad/s功率：PH==W=1546391.7

WPL==W=1610824.7W轉(zhuǎn)矩：MH==NM=8208NMML==NM=894902.6NM最小直徑：DH=2=2m=0.11mDL=2=2m=0.53m考慮到安全系數(shù)，即安全直徑：DH=(1.05—1.1)DH=(115.5----121.0)mmDL=(1.05—1.1)DL=(556.5-----583.0)mm低速軸與齒輪箱輸入相連，齒輪箱聯(lián)軸器的直徑應選520mm（考慮到裝配時誤差）。3、齒輪箱的選擇經(jīng)過設計計算及校驗，得出選擇齒輪箱的相關數(shù)據(jù)如下：T輸入=728.88kNmT輸出=8.208kNm傳動比i=1800/21.1=85.3綜合以上計算最終選擇南高齒FD1100型齒輪箱其效率約96%輸入端直徑d=520mm4、主軸承的選擇綜上，根據(jù)風電機組機械設計標準及學設計需求，外形尺寸、配合公差，基本負荷、極限轉(zhuǎn)速等條件選取類型：雙列圓柱滾子軸承型號：瑞典SKF公司的NU29/630主要參數(shù)如下：外形尺寸(mm)內(nèi)徑d=630寬度B=290外徑d=920rsmin=7.5r2smin=7.5基本負荷（kN）動載荷：6960靜載荷：15800極限轉(zhuǎn)速（r/min）脂潤滑：450油潤滑：560重量（kg）640支撐軸尺寸（mm）690主軸承額定壽命計算根據(jù)下述公即可算得主軸承的壽命5、主軸承座的設計

軸承的材料為鑄鋼，約束力，載荷（重力，轉(zhuǎn)動力矩），軸向徑向力均滿足要求。軸承座的內(nèi)徑應該是軸承的外徑920mm，厚度為40mm，即外徑為920+80=1000。厚度主要考慮螺栓孔的個數(shù)大小，最后寬度為1000+300+300=1600mm。每一側(cè)有6個M30的螺栓孔。長度為50mm。橫向?qū)挾葹?50mm。6、低速軸聯(lián)軸器的選擇根據(jù)內(nèi)徑，所受應力情況，額定載荷等來進行選擇。最終選定脹套聯(lián)軸器（Z7B）.基本參數(shù)如下：內(nèi)徑d=520mm寬度L：220mm外徑D=615mm內(nèi)六角螺釘：d1=M22N=30額定負載：軸向力Ft=5330KN轉(zhuǎn)矩Mt=1390KNM聯(lián)軸器與軸結(jié)合面的壓力：Pt=174N/mm2聯(lián)軸器與輪轂結(jié)合面的壓力：Pt=121N/mm2螺釘?shù)臄Q緊：930MA（NM）重量：126Kg7、高速軸聯(lián)軸器

高速軸聯(lián)軸器為膜片聯(lián)軸器，聯(lián)軸器參數(shù)：規(guī)定扭矩：8300NM,最大扭矩：29050NM，交變扭矩：3750NM，設定打滑扭矩20800NM,徑向剛度4.76N/mm軸向剛度137.9N/mm，每組膜片扭向剛度：3400Nm/rad電絕緣等級≥10M0hm1000V直流8、高速軸制動器1、開始制動時，風輪轉(zhuǎn)速n=17.3X1.1=23.2(1.1為風輪從額定上升倍數(shù))2、通過相關給定資料，機組輪轂中心最大載荷Mm=3141.6KNM.低速軸設計制動力矩：ML=Mmx1.05=3298.68KNM.(1.05為安全裕度)。高速軸設計制動力矩：MH=MLx21.1/1880x0.98=37.89KNM開始制動時制動盤轉(zhuǎn)速：n=23.2x21.1/1880=1979r/minWH=2πn/60=207.24rad/min制動盤最大允許半徑：r=90/207.24m=0.43m（90為制動盤輪緣轉(zhuǎn)速）直徑：D=2r=2x0.43=0.86m3、摩擦片選擇：制動開始時消耗功率最大：Pmax=MHxwH=37.89x207.24=7852.32kw摩擦片總面積：S=PMAX/Q=7852.32/11600m2=0.67m2.相當于4個0.29x0.29摩擦片制動盤，面積為0.673m2。9、從聯(lián)軸器到軸承間主軸長度的設計

主要設計依據(jù)：大端有軸承的內(nèi)徑?jīng)Q定，小端有長進聯(lián)軸器內(nèi)徑?jīng)Q定520mm。二者均固定?？紤]到風力發(fā)電機組設計和布置原則，考慮結(jié)構(gòu)緊湊，布局合理，適于操作，檢修并根據(jù)合理的重心位置。最終選定設計長度為1200mm，不僅滿足所需的傳動需求，載荷要求，強度剛度，并且在一定程度上節(jié)省成本。10、法蘭盤與軸承座間距確定

為了方便安裝軸承座長度為50mm的螺栓，及法蘭盤與主軸的鑄造工藝，確定法蘭到軸承間距為110mm。11、螺栓孔數(shù)量的確定，法蘭盤的選型1）螺栓孔數(shù)量的確定選擇M36的螺栓，強度等級為8.8GPa，材料為合金鋼（安全系數(shù)為2.5），能保證拉應力為600MPa，剪應力0.7x600=420MPa。M36的螺栓小徑為31.68mm，故剪切應力T=40x3.14x31.68/4=33764.725噸螺栓孔數(shù)量的確定主要考慮兩方面的因素：（1）每個螺栓孔所承受的最大剪切應力（2）旋轉(zhuǎn)時，法蘭盤上半部分螺栓所承受的抗拉應力即m=1d0=1224mmp=420MPaM36螺栓受力面積：817mm2解得FS=343.14KN機組輪轂中心最大載荷Mm=3141.6KNM.對應的力的大小為F=5133KN2)法蘭盤直徑的確定法蘭盤直徑主要考慮在法蘭盤上的螺栓能承受的足夠的扭矩，并且根據(jù)實習查閱資料確定法蘭盤的直徑為1300mm。3)其他參數(shù)確定螺栓孔距=61.6mm法蘭厚度=90mm螺栓孔數(shù)F/FS=15最終確定螺栓孔n=15x2.5≈40個（2.5為合金鋼安全系數(shù)）12、越程槽位置確定

制作越程槽的目的：減少應力集中直徑大