提高风电齿轮箱功率密度的方法

何磊

摘要：风电齿轮箱作为风力发电机组关键部件，在风力发电中发挥了十分重要的作用。当前风能产业面临着复杂的市场环境，风电度电成本高，因此，提高风电齿轮箱功率具有重要的现实意义。本文从减小齿轮传动载荷以及提高齿轮极限应力两个角度提出了一些提高风电齿轮箱功率密度的方法，以期切实提高风电齿轮箱的竞争力，为风力发电机组的改进和应用提供帮助。

关键词：风电机组；风电齿轮箱；功率密度；方法

1减小齿轮传动载荷

疲劳强度、弯曲疲劳强度是齿轮传动设计中的主要因素，这两个因素对齿轮箱的尺寸、重量具有决定性的因素。中心距的大小决定了齿轮传动设计的水平，因为中心距是齿轮传动轻量化的重要指标。根据相关理论知识可知，减小计算载荷、提高齿轮疲劳极限应力、减小最小许用安全系数、增大齿宽系数、改变啮合型式等方法能够有效减小中心距，提高齿轮传动功率密度，在下文中笔者将从减小传动载荷、提高齿轮极限应力两个方面提出一些提高风电齿轮箱功率密度的具体方法。表1概括了减小齿轮传动载荷的主要方法。

1.1功率分流

一般情况下，装置传递设计载荷是给定的，无法直接减小齿轮传动载荷，但可以通过功率分流的方法减小啮合副传递设计载荷。常用的功率分流方式是行星齿轮传动，风电增速箱、偏航、变桨减速器都采用这一方式减小齿轮传动载荷。设计制造水平的不断发展使得行星轮数量逐渐增加，可以达到六七个，或者更多。……