2、齿轮箱的结构 、 风力发电机组专用齿轮箱结构： 风力发电机组专用齿轮箱结构： 1）一级行星加二级平行轴 ） 2）两级行星加一级平行轴 ）
3、主要零部件的设计要求 、
1）载荷和强度计算 ） 2）推力轴承的选取 ） 3）防腐设计 ） 4）标准件的采用 ）
4、齿轮箱体和风轮轴轴承支架
1）齿轮箱体和风轮轴托架的主要作用 ）
（三） 可靠性 按照假定寿命最少20年的要求 年的要求， 按照假定寿命最少 年的要求，视载荷谱所 列载荷分布情况进行疲劳分析， 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、 强度分析、疲劳分析、稳定性和变形极限分析、 动力学分析等。 动力学分析等。分析方法除一般推荐的设计计算 方法外， 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。 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， 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。 对重要的零部件以及整机进行可靠性估算。
十、过载能力
齿轮箱应允许承受发电机短时间1.5倍额定功率的符合。 齿轮箱应允许承受发电机短时间 倍额定功率的符合。 倍额定功率的符合
*齿轮箱的正常工作条件 齿轮箱的正常工作条件
• 1）环境温度为-40~50 ゜C，当环境温度低于0 ゜C时应加注防冻型润 环境温度为当环境温度低于0 滑油。 滑油。 • 2）负荷是变化的或稳定的、连续运转的或间断的。 负荷是变化的或稳定的、连续运转的或间断的。 • 3）适用于单向或可逆运转。 适用于单向或可逆运转。 • 4）高速轴最高转速不得超过2000r/min。 高速轴最高转速不得超过2000r/min 2000r/min。 • 5）外啮合渐开线圆柱齿轮的圆周速度不得超过20m/s,内啮合渐开线 外啮合渐开线圆柱齿轮的圆周速度不得超过20m/s, 20m/s,内啮合渐开线 圆柱齿轮的圆周速度不得超过15m/s 15m/s。 圆柱齿轮的圆周速度不得超过15m/s。 • 6）工作环境应为无腐蚀环境。 工作环境应为无腐蚀环境。
• • • • 间位置。 （1）首先固定轴承的空间位置，再通过轴承固定轴的空 间位置。 ）首先固定轴承的空间位置， （2）将轴上的力通过轴承在齿轮箱体和风轮托架上得到平衡。 ）将轴上的力通过轴承在齿轮箱体和风轮托架上得到平衡。 （3）通过轴承使轴能够转动以传递扭矩。 ）通过轴承使轴能够转动以传递扭矩。 （4）用于安装轴承及齿轮的润滑系统及安全监测系统。 ）用于安装轴承及齿轮的润滑系统及安全监测系统。
*风力发电机组传动链 风力发电机组传动链
风力发电机组传动链方式： （一）风轮轴完全独立结构 （二）风轮轴半独立结构 （三）风轮轴为齿轮箱结构 （四）直驱型无齿轮箱结构
三 、齿轮箱的结构及主要零部件 齿轮箱的结构及主要零部件
1、齿轮箱的分类 、 风力发电机组齿轮箱的种类很多， 风力发电机组齿轮箱的种类很多，按 照内部传动链结构可分为平行轴结构齿轮 箱、行星结构齿轮箱以及它们互相组合起 来的齿轮箱； 来的齿轮箱；按照传动的级数可分为单级 和多级齿轮箱； 和多级齿轮箱；按照转动的布置形式又可 分为展开式、 分为展开式、分流式和同轴式以及混合式 等等。 等等。
（二） 噪声级 风力发电增速箱的噪声标准为85dB（A）左 风力发电增速箱的噪声标准为 （ ） 噪声主要来自各传动件， 右。噪声主要来自各传动件，故应采取相应降低 噪声的措施： 噪声的措施： 1. 适当提高齿轮精度，进行齿形修缘，增加啮合 适当提高齿轮精度，进行齿形修缘， 重合度； 重合度； 2. 提高轴和轴承的刚度； 提高轴和轴承的刚度； 3. 合理布置轴系和轮系传动，避免发生共振； 合理布置轴系和轮系传动，避免发生共振； 4. 安装时采取必要的减振措施，将齿轮箱的机械 安装时采取必要的减振措施， 振动控制在GB/T8543规定的 级之内。 规定的C级之内 振动控制在 规定的 级之内。
风力发电机组增速箱的设计参数，除另有规定外， 风力发电机组增速箱的设计参数，除另有规定外，常 常采用优化设计的方法，即利用计算机的分析计算， 常采用优化设计的方法，即利用计算机的分析计算，在满 足各种限制条件下求得最优设计方案。 足各种限制条件下求得最优设计方案。 （一） 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 功率损失主要包括齿轮啮合、轴承摩擦、 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、其它机件阻尼等。 和搅拌损失、风阻损失、其它机件阻尼等。齿轮的效率在 不同工况下是不一致的。 不同工况下是不一致的。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 齿轮箱的机械效率应大于 ， 的指标。 的指标。
风力发电机组中的齿轮箱是一个重要的机械部件， 风力发电机组中的齿轮箱是一个重要的机械部件，其 主要作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， 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， 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。 速作用来实现，故也将齿轮箱称之为增速箱。根据机组的 总体布置要求，有时将与风轮轮毂直接相连的传动轴（ 总体布置要求，有时将与风轮轮毂直接相连的传动轴（俗 称大轴）与齿轮箱合为一体， 称大轴）与齿轮箱合为一体，也有将大轴与齿轮箱分别布 其间利用涨紧套装置或联轴节连接的结构。 置，其间利用涨紧套装置或联轴节连接的结构。为了增加 机组的制动能力， 机组的制动能力，常常在齿轮箱的输入端或输出端设置刹 车装置，配合叶尖制动（定浆距风轮） 车装置，配合叶尖制动（定浆距风轮）或变浆距制动装置 共同对机组传动系统进行联合制动。 共同对机组传动系统进行联合制动。
近年来随着风电机组单机容量的不断 增大， 增大，以及风电机组的投运时间的逐渐累 积，由齿轮箱故障或损坏引起的机组停运 事件时有发生， 事件时有发生，由此带来的直接和间接损 失也越来越大， 失也越来越大，维护人员投入相关工作的 工作量也有上升趋势。 工作量也有上升趋势。这就促使越来越多 的风电场开始加强齿轮箱的日常监测和定 期保养工作。 期保养工作。
八、对防护漆的要求
防护漆，涂层应薄厚均匀、 机械加工以后的全部外露表面应涂 防护漆，涂层应薄厚均匀、 表面平整、光滑、颜色均匀一致。 表面平整、光滑、颜色均匀一致。
• 九、相关附属设备
齿轮箱应设有相应的观察窗口盖、油标（必要时应设油位报警 齿轮箱应设有相应的观察窗口盖、油标（ 装置）、油压表（必要时应设油压报警装置）、空气滤清器、透气塞、 ）、油压表 ）、空气滤清器 装置）、油压表（必要时应设油压报警装置）、空气滤清器、透气塞、 带磁性垫的放油放油螺塞（放油阀）以及起重用吊钩等。 带磁性垫的放油放油螺塞（放油阀）以及起重用吊钩等。
由于机组安装在高山、荒野、海滩、海岛等风口处， 由于机组安装在高山、荒野、海滩、海岛等风口处， 受无规律的变向变负荷的风力作用以及强阵风的冲击， 受无规律的变向变负荷的风力作用以及强阵风的冲击，常 年经受酷暑严寒和极端温差的影响， 年经受酷暑严寒和极端温差的影响，加之所处自然环境交 通不便，齿轮箱安装在塔顶的狭小空间内，一旦出现故障， 通不便，齿轮箱安装在塔顶的狭小空间内，一旦出现故障， 修复非常困难， 修复非常困难，故对其可靠性和使用寿命都提出了比一般 机械高得多的要求。例如对构件材料的要求， 机械高得多的要求。例如对构件材料的要求，除了常规状 态下机械性能外，还应该具有低温状态下抗冷脆性等特性； 态下机械性能外，还应该具有低温状态下抗冷脆性等特性； 应保证齿轮箱平稳工作，防止振动和冲击； 应保证齿轮箱平稳工作，防止振动和冲击；保证充分的润 滑条件，等等。对冬夏温差巨大的地区， 滑条件，等等。对冬夏温差巨大的地区，要配置合适的加 热和冷却装置。还要设置监控点， 热和冷却装置。还要设置监控点，对运转和润滑状态进行 遥控 。
四、工作温度
齿轮箱最高工作温度不得高于80゜ ；最低温度不得低于10 齿轮箱最高工作温度不得高于 ゜C；最低温度不得低于 ゜C；其不同轴承间的温差不得高于 ゜C；必要时增设加热装置或 ；其不同轴承间的温差不得高于15゜ ； 冷却装置。 冷却装置。
五、振动要求
齿轮箱在工作范围内，传动轮系、轴系应不发生共振。 齿轮箱在工作范围内，传动轮系、轴系应不发生共振。齿轮箱 的机械振动应符合GB/T8543规定得 级。 的机械振动应符合 规定得C级 规定得
六、密封性能
齿轮箱应具有良好的密封性，不应有渗、漏油现象，并能避免水 齿轮箱应具有良好的密封性，不应有渗、漏油现象， 尘埃及其他杂质进入箱体内部。 分、尘埃及其他杂质进入箱体内部。齿轮箱的清洁度应符合 JB/T7929的规定。 的规定。 的规定
七、低速轴旋转方向
除非具有特殊要求， 除非具有特殊要求，一般情况下齿轮箱低速轴旋向应符合下列要 面对低速轴输入端看，低速轴的旋向为右旋，即顺时针方向。 求：面对低速轴输入端看，低速轴的旋向为右旋，即顺时针方向。
不同形式的风力发电机组有不一样的要求， 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。 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齿轮传动和 行星齿轮传动最为常见。如前所述， 行星齿轮传动最为常见。如前所述，风力发电受 自然条件的影响，一些特殊气象状况的出现， 自然条件的影响，一些特殊气象状况的出现，皆 可能导致风电机组发生故障， 可能导致风电机组发生故障，而狭小的机舱不可 能像在地面那样具有牢固的机座基础， 能像在地面那样具有牢固的机座基础，整个传动 系的动力匹配和扭转振动的因素总是集中反映在 某个薄弱环节上，大量的实践证明， 某个薄弱环节上，大量的实践证明，这个环节常 常是机组中的齿轮箱。因此， 常是机组中的齿轮箱。因此，加强对齿轮箱的研 重视对其进行维护保养的工作显得尤为重要。 究，重视对其进行维护保养的工作显得尤为重要