2005
2006
2007
资料来源：全球风能理事会 风电发展展望。2008年3月
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德国
美国 西班牙 印度
中国
丹麦 意大利 法国
英国 葡萄牙
图1.1世界风电前十名国家05-07发展情况比较
经典文献
W Musial, S Butterfield, B Mcniff. Improving wind turbine gearbox reliability：对风机齿轮箱运行过程中的失 效情况进行了深入研究，提出了多种提高风机齿轮箱可靠 性的可行性方法。
ADAM Ragheb, MAGDI Ragheb. WIND TURBINE GEARBOX TECHNOLOGIES：提出并总结了现有的比较 成熟的风力涡轮机技术，对风力发电效率的提升具有重要 意义。
2.国内研究发展现状
由于我国在商业化大型风力发电产业上起步较晚，技术
上较欧美等风能技术发达的国家存在巨大差距。截至 2010年，我国风电机组1MW以下的机组占总装机容 量的70%，1MW~2MW之间的风电机型却只占36%， 2MW以上机型更少，仅占10%。根据国家发改委规划， 我国未来的风电新增装机将以1.5MW、2MW机型为 主，1MW以下机型所占比重将逐渐降低。
三、国内外研究现状概述
1891年，丹麦人首先发明风电机组，到如今已经有 一百二十三年的历史，而作为风电机组的重要组成部 分，风电齿轮箱的发展尤为迅速。时至今日，国外主 流风电机组已达到兆瓦级，其中丹麦已达到3MW， 美国为1.5MW，而最高为5MW机组已于2006初在德 国投入试运行。
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国外兆瓦级风电齿轮箱是随风电机组的开发而 发展起来的，Renk、Flender等风电齿轮箱制造 公司在产品开发过程中采用三维造型设计、有 限元分析、动态设计等先进技术，并通过模拟 和试验测试对设计方案进行验证。此外，国外 通过理论分析及试验测试对风电齿轮箱的运行 性能进行了系统的研究，为风电齿轮箱的设计 提供了可靠的依据。
1.1增速齿轮箱方案设计 对于兆瓦级风电齿轮箱，传动比多在50-80左右， 一般有两种传动形式：一级行星+两级平行轴圆柱 齿轮传动，两级行星+一级平行轴圆柱齿轮传动。 相对于平行轴圆柱齿轮传动，行星传动的以下优点： 传动效率高，体积小，重量轻，结构简单，制造方 便，传递功率范围大，使功率分流；合理使用了内 啮合；共轴线式的传动装置，使轴向尺寸大大缩小 而；运动平稳、抗冲击和振动能力较强。在具有上 述特点和优越性的同时，行星齿轮传动也存在一些 缺点：结构形式比定轴齿轮传动复杂；对制造质量 要求高：由于体积小、散热面积小导致油温升高， 故要求严格的润滑与冷却装置。这两种行星传动与 平行轴传动相混合的传动形式，综合了两者的优点。
汤克平 《风电增速箱结构设计叙谈》：对风电增速箱 结构作了较为详尽的阐述，对风电增速箱选用及设计具有 实用参考价值。
四、主要研究内容
1.齿轮箱结构设计 2.齿轮箱其他零部件的选用
3.绘制齿轮箱装配图
设计思路
首先，依据风机输出功率，在常见的1.5MW风机齿 轮箱结中选择一种结构，本文选取的齿轮箱结构 为一级行星轮+两级平行轴传动，然后依次计算行 星轮传动参数以及两级平行轴参数。
二、选题意义
1.有助于开发自主知识产权的兆瓦级增速齿轮箱，加 速我国风电产业的发展。
2.增速齿轮的设计和制造技术是整个风力发电机组的 关键技术，关系到整个风力发电机组的命运。
3.建立准确的分析模型，准确求解受载轮齿的载荷分 布对修形规律的研究具有重要意义。
三、国内外研究现状概述
1.国外研究现状
图2.1 齿轮箱传动简图
行星齿轮传动由于有多对齿轮同时参与啮合承受载荷，要实现这一目 标行星轮系各齿轮齿数必须要满足一定的几何条件。
经典文献
张立勇，王长路，刘法根。《风力发电及风电齿轮箱概 述》：介绍了风电齿轮箱的技术现状，指出了风电齿轮箱 设计制造方面存在的主要问题。
刘贤焕，叶仲和。《大型风力发电机组用齿轮箱优化设 计及方案分析》：介绍了大型风力发电机组用齿轮箱的工 作特点及目前常用的传动方案，提出了封闭式行星齿轮系 的传动方案，并以齿轮总体积最小为目标，完成了这种方 案的优化设计。
其次，依据该结构中各传动系统之间的关系分配 传动比，选取齿轮及轴的材料进行计算，得出传动 参数如模数、齿数、螺旋角等。
最后，通过对运动副的受力分析，依照相关标准 进行静强度校核。运用AUTO.CAD绘制出零件图和装 配图。
1.齿轮箱结构设计
1.1增速齿轮箱方案选择 1.2行星轮传动设计 1.3行星轮传动强度的校核计算 1.4两级平行轴传动设计 1.5两级平行轴传动强度的校核计算 1.6轴径设计
1.5MW风电机组齿轮箱设计
学生：罗建(2009105133) 指导教师：赵春华
教学单位：三峡大学机械与材料学院
目录
一、课题来源 二、选题意义 三、国内外研究现状概述 四、主要研究内容
一、课题来源
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达到可以发 电的转速。本课题依托国家自然科学基金项 目（项目编号：51075234），围绕其进行相 关方面的研究。
依据提供的技术数据，经过方案比较，通常1.5MW齿轮 箱采用一级行星+两级平行轴的传动方案。为补偿不可避 免的制造误差，行星传动一般采用均载机构，均衡各行星 轮传递的载荷，提高齿轮的承载能力、啮合平稳性和可靠 性，同时可降低对齿轮的精度要求，从而降低制造成本。
对于具有三个行星轮的传动，常用的均载机构为基本构 件浮动。由于太阳轮重量轻，惯性小，作为均载浮动件时 浮动灵敏，结构简单，被广泛应用于中低速工况下的浮动 均载，尤其是具有三个行星轮时，效果最为显著。设计齿 轮箱的输入转速为29r/min,输出转速为1800r/min，转动 比转动比 1800/29=62，由于减速比较大，按照此转动比， 齿轮箱的结构形式可设计为：一级行星传动+两级平行轴 传动。