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考虑切片耦合齿轮裂纹刚度计算与系统振动耦合求解方法技术方案

技术编号:44803890 阅读:17 留言:0更新日期:2025-03-28 19:52
本发明专利技术提供一种考虑切片耦合齿轮裂纹刚度计算与系统振动耦合求解方法,包括:基于齿轮齿数、模数和齿轮副动态啮合力,采用切片法计算切片轮齿的弯曲刚度、剪切刚度、轴向压缩刚度,得到切片轮齿的轮齿刚度;根据齿轮是否存在裂纹,结合切片轮齿的轮齿刚度分别计算齿轮健康状态下、裂纹状态下的切片耦合刚度;再结合齿轮的接触刚度和基体刚度计算单个齿轮副的含裂纹齿轮时变啮合刚度;基于滚珠轴承的外径、内径和滚动体数量,结合轴承所受的动态载荷计算轴承支撑力;根据单个齿轮副的含裂纹齿轮时变啮合刚度和轴承支撑力,构建齿轮‑轴承‑耦合系统动力学方程,求解齿轮‑轴承耦合系统振动响应。本发明专利技术可为风电机组齿轮箱的早期故障诊断提供参考。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及风力发电机组齿轮箱,具体涉及一种考虑切片耦合齿轮裂纹刚度计算与系统振动耦合求解方法


技术介绍

1、齿轮作为风电齿轮箱中传递力和运动的核心构件,其力学性能及动态特性直接影响风电机组服役性能。

2、齿轮裂纹作为齿轮故障失效的重要模式,特别在风电齿轮箱中,在时变风速的作用下齿轮极容易引发裂纹导致齿轮断齿轮,进而引发整个风电机组故障停机。在现有技术中,对齿轮裂纹的研究方向包括:采用三维边界元法探索初始裂纹展角对裂纹扩展路径的影响,综合考虑齿轮基体的横向和轴向刚度、分析裂纹沿着齿顶扩展以及端面扩展时齿轮啮合刚度的动态变化。

3、但是,上述技术方案无法反映齿轮裂纹对系统振动的影响,求解裂纹状态下齿轮时变啮合刚度的变化时求解精度不够,从而会影响齿轮箱早期故障检测结果的准确性。


技术实现思路

1、针对现有技术存在的不足,本专利技术提出一种考虑切片耦合齿轮裂纹刚度计算与系统振动耦合求解方法,以解决现有技术中存在的没有考虑齿轮裂纹对系统振动的影响,求解裂纹状态下齿轮时变啮合刚度的变化时求解本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种考虑切片耦合齿轮裂纹刚度计算与系统振动耦合求解方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的考虑切片耦合齿轮裂纹刚度计算与系统振动耦合求解方法,其特征在于,基于齿轮的齿数、模数和齿轮副动态啮合力,采用切片法计算切片轮齿的弯曲刚度、剪切刚度、轴向压缩刚度,得到切片轮齿的轮齿刚度,包括:

3.根据权利要求1所述的考虑切片耦合齿轮裂纹刚度计算与系统振动耦合求解方法,其特征在于,齿轮健康状态下的切片耦合刚度,按照下式进行计算:

4.根据权利要求1所述的考虑切片耦合齿轮裂纹刚度计算与系统振动耦合求解方法,其特征在于,当齿轮存在裂纹时,采用下式...

【技术特征摘要】

1.一种考虑切片耦合齿轮裂纹刚度计算与系统振动耦合求解方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的考虑切片耦合齿轮裂纹刚度计算与系统振动耦合求解方法,其特征在于,基于齿轮的齿数、模数和齿轮副动态啮合力,采用切片法计算切片轮齿的弯曲刚度、剪切刚度、轴向压缩刚度,得到切片轮齿的轮齿刚度,包括:

3.根据权利要求1所述的考虑切片耦合齿轮裂纹刚度计算与系统振动耦合求解方法,其特征在于,齿轮健康状态下的切片耦合刚度,按照下式进行计算:

4.根据权利要求1所述的考虑切片耦合齿轮裂纹刚度计算与系统振动耦合求解方法,其特征在于,当齿轮存在裂纹时,采用下式计算切片轮齿的裂纹弯曲刚度kbc以及裂纹剪切刚度ksc:

5.根据权利要求4所述的考虑切片耦合齿轮裂纹刚度计算与系统振动耦合求解方法,其特征在于,齿轮裂纹状态下的切片耦合刚度,按照下式进行计算:

6.根据权利要求1所述的考虑切...

【专利技术属性】
技术研发人员:李成武杨书益朱才朝付嘉浩韦金铭
申请(专利权)人:重庆大学
类型:发明
国别省市:

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