主傳動(dòng)系統(tǒng)及其支撐件的設(shè)計(jì)與選型標(biāo)紅版 關(guān)于風(fēng)電的

主傳動(dòng)系統(tǒng)及其支撐件的設(shè)計(jì)與選型(1.5MW)指導(dǎo)老師：馬鐵強(qiáng)小組成員時(shí)間規(guī)劃已知條件設(shè)計(jì)內(nèi)容參考文獻(xiàn)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(fù)責(zé)設(shè)計(jì)計(jì)算及選型，全組的靈魂人物，同時(shí)肩負(fù)著協(xié)調(diào)統(tǒng)籌的重任孟章成

主要負(fù)責(zé)裝配圖的繪制以及對(duì)設(shè)計(jì)計(jì)算的校驗(yàn)，細(xì)致，認(rèn)真宋文慧

主要負(fù)責(zé)零件圖的繪制和設(shè)計(jì)計(jì)算校驗(yàn)，做事認(rèn)真負(fù)責(zé)張旭旭

主要負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)計(jì)算及選型校驗(yàn)，基礎(chǔ)知識(shí)扎實(shí)，能夠融會(huì)貫通時(shí)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(guān)文獻(xiàn)資料6月17日至6月20日，進(jìn)行選型計(jì)算6月21日至6月26日，校驗(yàn)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(fēng)電機(jī)組安裝場(chǎng)地50米高度年平均風(fēng)速為7.0m/s，60米高度年平均風(fēng)速為7.3m/s，70米高度年平均風(fēng)速為7.6m/s，當(dāng)?shù)貧v史最大風(fēng)速為40m/s，用戶希望安裝1.5MW風(fēng)電機(jī)組。空氣密度設(shè)定為1.225kg/m3。

采用三點(diǎn)支撐型主傳動(dòng)鏈，這種布局形式的有點(diǎn)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(jī)艙地盤的距離更短些，此外，還可以實(shí)現(xiàn)前軸承和齒輪箱的預(yù)裝配，因而能有效提高機(jī)艙部件的安裝效率主傳動(dòng)系統(tǒng)的布局形式

1、發(fā)電機(jī)選擇山西永濟(jì)新時(shí)速電機(jī)電器有限責(zé)任公司1.5MW空空冷卻雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)電機(jī)型號(hào)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(hù)等級(jí)IP54相數(shù)3相工作制S1（連續(xù)）電機(jī)主要參數(shù)2、主軸的選擇主軸材料：42CrNiMo6最大剪切應(yīng)力Fs=30MPa風(fēng)輪額定轉(zhuǎn)速V=21.1r/min（由設(shè)計(jì)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(yīng)選520mm（考慮到裝配時(shí)誤差）。3、齒輪箱的選擇經(jīng)過設(shè)計(jì)計(jì)算及校驗(yàn)，得出選擇齒輪箱的相關(guān)數(shù)據(jù)如下：T輸入=728.88kNmT輸出=8.208kNm傳動(dòng)比i=1800/21.1=85.3綜合以上計(jì)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(fēng)電機(jī)組機(jī)械設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)及學(xué)設(shè)計(jì)需求，外形尺寸、配合公差，基本負(fù)荷、極限轉(zhuǎn)速等條件選取類型：雙列圓柱滾子軸承型號(hào)：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(fù)荷（kN）動(dòng)載荷：6960靜載荷：15800極限轉(zhuǎn)速（r/min）脂潤(rùn)滑：450油潤(rùn)滑：560重量（kg）640支撐軸尺寸（mm）690主軸承額定壽命計(jì)算根據(jù)下述公即可算得主軸承的壽命5、主軸承座的設(shè)計(jì)

軸承的材料為鑄鋼，約束力，載荷（重力，轉(zhuǎn)動(dòng)力矩），軸向徑向力均滿足要求。軸承座的內(nèi)徑應(yīng)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(gè)數(shù)大小，最后寬度為1000+300+300=1600mm。每一側(cè)有6個(gè)M30的螺栓孔。長(zhǎng)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(yīng)力情況，額定載荷等來進(jìn)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(fù)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(shè)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(jí)≥10M0hm1000V直流8、高速軸制動(dòng)器1、開始制動(dòng)時(shí)，風(fēng)輪轉(zhuǎn)速n=17.3X1.1=23.2(1.1為風(fēng)輪從額定上升倍數(shù))2、通過相關(guān)給定資料，機(jī)組輪轂中心最大載荷Mm=3141.6KNM.低速軸設(shè)計(jì)制動(dòng)力矩：ML=Mmx1.05=3298.68KNM.(1.05為安全裕度)。高速軸設(shè)計(jì)制動(dòng)力矩：MH=MLx21.1/1880x0.98=37.89KNM開始制動(dòng)時(shí)制動(dòng)盤轉(zhuǎn)速：n=23.2x21.1/1880=1979r/minWH=2πn/60=207.24rad/min制動(dòng)盤最大允許半徑：r=90/207.24m=0.43m（90為制動(dòng)盤輪緣轉(zhuǎn)速）直徑：D=2r=2x0.43=0.86m3、摩擦片選擇：制動(dòng)開始時(shí)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(dāng)于4個(gè)0.29x0.29摩擦片制動(dòng)盤，面積為0.673m2。9、從聯(lián)軸器到軸承間主軸長(zhǎng)度的設(shè)計(jì)

主要設(shè)計(jì)依據(jù)：大端有軸承的內(nèi)徑?jīng)Q定，小端有長(zhǎng)進(jìn)聯(lián)軸器內(nèi)徑?jīng)Q定520mm。二者均固定。考慮到風(fēng)力發(fā)電機(jī)組設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)長(zhǎng)度為1200mm，不僅滿足所需的傳動(dòng)需求，載荷要求，強(qiáng)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(zhǎng)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(qiáng)度等級(jí)為8.8GPa，材料為合金鋼（安全系數(shù)為2.5），能保證拉應(yīng)力為600MPa，剪應(yīng)力0.7x600=420MPa。M36的螺栓小徑為31.68mm，故剪切應(yīng)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(gè)螺栓孔所承受的最大剪切應(yīng)力（2）旋轉(zhuǎn)時(shí)，法蘭盤上半部分螺栓所承受的抗拉應(yīng)力即m=1d0=1224mmp=420MPaM36螺栓受力面積：817mm2解得FS=343.14KN機(jī)組輪轂中心最大載荷Mm=3141.6KNM.對(duì)應(yīng)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(shí)習(xí)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(gè)（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(yīng)力集中直徑大