【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及齿轮箱，特别涉及一种风电齿轮箱均载设计控制方法。
技术介绍
1、随着风力发电行业的蓬勃发展，风电机组广泛运行于各类型风场，风电齿轮箱作为风电机组的核心部件，其承受着复杂载荷，从而导致其失效率较高。
2、目前风电齿轮箱一般采用多级行星齿轮传动或多级行星加平行齿轮传动，由于制造和装配过程中造成的误差会导致行星齿轮负载不均，对齿轮箱的寿命产生了较大的影响。故良好的均载能显著提高风电齿轮箱的运行性能，而且不同工况对齿轮箱行星级的均载性能有显著的影响。
3、随着风电齿轮箱逐步迈进大兆瓦时代，在对风电齿轮箱的设计过程中，基本采用“多级行星齿轮传动”或“行星齿轮+平行齿轮传动”的方式，行星齿轮传动系统基本采用太阳轮浮动的方式以控制其均载性能。而目前对于行星传动齿轮副中多分流行星轮的均载控制设计思路有所欠缺，导致风电齿轮箱失效率较高。
技术实现思路
1、针对现有技术中风电齿轮箱失效率较高的技术问题，本专利技术提供一种风电齿轮箱均载设计控制方法。
2、为了实现上述目的，本专利技术提供以下技术方案：
3、一种风电齿轮箱均载设计控制方法，具体包括以下步骤：
4、s1：根据设计要求，初步取定一个符合风电齿轮箱某级行星齿轮传动设计要求的最大均载系数kγmax；
5、s2：根据初步确定的均载系数理论最大值kγmax以及行星齿轮副分流数，初步确定齿轮加工精度等级；
6、s3：根据s2中确定的各齿轮件加工精度等级，计
7、s4：判断太阳轮浮动的平方和浮动量的值是否满足第一设计要求，若不满足第一设计需求值则进入s5；若满足第一设计需求值则进入s6；
8、s5：调整太阳轮平方和浮动量的大小，直到满足设计要求；
9、s6：计算行星齿轮副载荷不均匀系数kε；
10、s7：判断行星齿轮副载荷不均匀系数kε是否满足第二设计需求；若满足第二设计需求，则进入s10；如不满足第二设计需求，则进入s8或s9；
11、s8：调整齿轮加工精度等级；
12、s9：再次对太阳轮平方和浮动量的大小进行调整；
13、s10：根据以上设计流程所得到的各齿轮件加工精度、偏心误差，建立该型号风电齿轮箱行星齿轮副三维模型，进行进行有限元分析；
14、s11：判断有限元分析结果是否符合第三设计需求，若符合第三设计要求，则进入s12，完成风电齿轮箱行星齿轮副均载控制设计流程；若不符合第三设计要求，返回s8或s9，重新对齿轮件的加工精度或太阳轮的浮动量进行调整；
15、s12：输出所确定的各齿轮件加工精度等级、太阳轮浮动平方和浮动量，完成行星齿轮副的均载控制设计流程。
16、优选地，所述s2包括：
17、s2-1：在风电齿轮箱中，运用太阳轮浮动来实现行星齿轮副的均载，则行星轮的均载系数计算公式如下：
18、
19、公式(1)中，kγ表示行星轮的均载系数；f1表示行星轮与太阳轮之间的齿面载荷；ta表示太阳轮所受扭矩；np表示行星轮个数；rbs表示太阳轮基圆半径；
20、s2-2：根据均载系数理论最大值kγmax以及行星齿轮副分流数，反算出行星轮与太阳轮之间的最大齿面载荷f1max：
21、
22、公式(2)中，f1max表示行星轮与太阳轮之间的最大齿面载荷；y1表示齿轮箱三级行星齿轮副分流数；
23、s2-3：根据最大均载系数kγmax与最大齿面载荷f1max，即可求得太阳轮与行星轮，行星轮与内齿圈之间的综合啮合误差：
24、
25、公式(3)中，ksp表示太阳轮和行星轮之间的等效轮齿啮合刚度；rbs表示太阳轮基圆半径；θs表示弹性变形引起的太阳轮的转角；rbpi表示行星轮基圆半径；θpi表示弹性变形引起的第i个行星轮的转角；δspi表示浮动太阳轮与单个行星轮的综合啮合误差；fpii表示第i个行星轮和内齿圈间的齿面载荷；kpl表示内齿圈和行星轮之间的等效轮齿啮合刚度；δpii表示内齿圈与单个行星轮的综合啮合误差；
26、s2-4：根据综合啮合误差，结合实际生产成本和实际可加工精度，在最大综合啮合误差范围内，初步分配行星齿轮系中太阳轮、行星轮、内齿圈的加工精度，确定各齿轮件的加工精度等级。
27、优选地，所述加工精度等级的确定方法为：
28、浮动太阳轮与单个行星轮的综合啮合误差δspi＝espi+δsi，内齿圈与单个行星轮的综合啮合误差δpii＝epii：
29、
30、公式(4)中，内啮合作用线上太阳轮加工误差引起的当量啮合误差eesi，第i个行星轮加工误差引起的当量啮合误差eepii，由行星架加工误差引起的当量啮合误差eecii，外啮合作用线上由内齿圈加工误差引起的当量啮合误差eeii，第i个行星轮加工误差引起的当量啮合误差eepii，行星架加工误差引起的当量啮合误差eec2i，内、外啮合齿厚误差分别表示为ε1、ε2；
31、则根据公式(4)先确定太阳轮、行星轮与内齿圈的加工精度都为6级，计算综合啮合误差结果超出许用范围，则提高太阳轮和行星轮精度为5级。
32、优选地，所述s3包括：
33、s3-1：根据s2中确定的各齿轮件加工精度等级和机械设计手册中的既定公式进行计算，即可确定零件尺寸的实际偏心误差；
34、s3-2：综合考虑轴承游隙等安装误差的影响，根据机械设计手册，计算行星架上行星轮轴孔的切向位移et，行星轮偏心误差ec，太阳轮偏心误差ea，内齿圈偏心误差eb，行星架偏心误差eh；
35、s3-3：然后计算零件尺寸极限偏差对浮动量的要求：
36、
37、公式(5)中，α'表示行星齿轮传动的啮合角，ezt表示行星架上行星轮轴孔中心的切向位移对浮动量的要求值；eza、ezc、ezb、ezh分别表示太阳轮、行星轮、内齿圈、行星架偏心误差对浮动量的要求值；
38、s3-4：最后计算太阳轮浮动的平方和浮动量大小：
39、
40、公式(6)中，ez表示太阳轮浮动的平方和浮动量大小。
41、优选地，所述s5中，太阳轮平方和浮动量的大小的调整方法为：
42、若设计规定太阳轮浮动的平方和浮动量的大小极值为2，若计算结果为2.1，则将计算值调整为1.9，然后反算各部件的偏心误差以及当量啮合误差，进行各部件加工精度等级的调整，再根据调整后的加工精度，计算太阳轮平方和浮动量的值，与规定值进行比较；如此往复迭代运算。
43、优选地，所述s6中，行星齿轮副载荷不均匀系数的计算公式为：
44、
45、公式(7)中，kε表示行星齿轮副载荷不均匀系数；pmax表示行星齿轮传动传递的最大功率；p表示行星齿轮传动传递的功率；p’表示行星齿轮传本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种风电齿轮箱均载设计控制方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的一种风电齿轮箱均载设计控制方法，其特征在于，所述S2包括：
3.如权利要求2所述的一种风电齿轮箱均载设计控制方法，其特征在于，所述加工精度等级的确定方法为：
4.如权利要求1所述的一种风电齿轮箱均载设计控制方法，其特征在于，所述S3包括：
5.如权利要求1所述的一种风电齿轮箱均载设计控制方法，其特征在于，所述S5中，太阳轮平方和浮动量的大小的调整方法为：
6.如权利要求1所述的一种风电齿轮箱均载设计控制方法，其特征在于，所述S6中，行星齿轮副载荷不均匀系数的计算公式为：
7.如权利要求1所述的一种风电齿轮箱均载设计控制方法，其特征在于，所述S8中，调整齿轮加工精度等级的方法为：
8.如权利要求1所述的一种风电齿轮箱均载设计控制方法，其特征在于，所述S10中，有限元分析的方法为：
9.如权利要求1所述的一种风电齿轮箱均载设计控制方法，其特征在于，所述S11中，第三设计需求包括各齿轮件的接触面云图受力
...【技术特征摘要】
1.一种风电齿轮箱均载设计控制方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的一种风电齿轮箱均载设计控制方法，其特征在于，所述s2包括：
3.如权利要求2所述的一种风电齿轮箱均载设计控制方法，其特征在于，所述加工精度等级的确定方法为：
4.如权利要求1所述的一种风电齿轮箱均载设计控制方法，其特征在于，所述s3包括：
5.如权利要求1所述的一种风电齿轮箱均载设计控制方法，其特征在于，所述s5中，太阳轮平方和浮动量的大小的调整方法为：
6.如权利要求1所述的一种风电齿轮...
【专利技术属性】
技术研发人员：韩城，刘波，唐明贵，李世慧，谢杰君，卢志航，李圣曦，
申请(专利权)人：重庆齿轮箱有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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