[发明专利]一种风电齿轮箱柔性销结构的有限元计算方法

说明书

本发明公开了一种风电齿轮箱柔性销结构的有限元计算方法，涉及风力发电技术领域；包括如下步骤：在SolidWorks软件中建立柔性销结构零部件的详细三维几何模型；将零部件的详细三维几何模型导入到有限元软件中，在有限元软件中对零件进行前处理和求解计算；对计算结果进行后处理：查看各零件计算应力、应变、位移结果；本发明通过建立详细柔性销结构计算模型按零件实际相互作用和约束情况来处理齿轮啮合、轴承滚动、柔性销与柔性销套及行星架间的过盈等接触关系，载荷施加在外部零件上，不需要去研究柔性销套上的作用力分布，因而，得到柔性销、柔性销套、行星架的计算结果更准确更合乎实际情况，计算的准确性优越于传统有限元计算方法。

技术领域

本发明涉及风力发电技术领域，具体涉及一种风电齿轮箱柔性销结构的有限元计算方法。

背景技术

近几年，国内风电发展迅速，各主机厂和零部件厂家市场竞争越来越激烈，国内风电技术越来越成熟，产品越做越大，产品的性价比要求越来越高，因而，对设计和制造要求越来越高；

风电齿轮箱是风机重要部件，要求结构紧凑，传动比大。因而，常采用多级行星齿轮传动结构，对齿轮及关重件安全性要求高。柔性销结构具有一定的优越性，具有均在系数小，齿轮啮合错位量小等优点。一般在设计时通过有限元方法进行计算和优化。柔性销结构的传统有限元计算处理方法是将柔性销结构计算模型作简化处理，简化为行星架、柔性销和销套三种零件，零件间的连接关系做接触或绑定处理，销套外施加的轴承作用力为均布力，一般于行星架安装面固定约束；现有技术缺点是：

1、传统有限元计算与实际情况偏差较大；因没有考虑齿轮啮合及轴承滚动接触约束关系情况，计算的柔性销及柔性销套变形量要大于实际值，因而，计算得到的应力值偏大，计算安全性偏保守；

2、传统有限元计算方法是载荷均匀施加柔性销套上,这与实际情况不符合，实际情况是行星轮轴承作用在柔性销套的作用力不是均匀分布的，直接施加载荷的方式很难准确描述其分布规律，而载荷的分布与实际不同，被施加载荷的零件的计算结果就会偏离实际情况。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明目的是提供一种风电齿轮箱柔性销结构的有限元计算方法。本发明考虑了根据实际情况来处理齿轮啮合、轴承滚动、柔性销与柔性销套及行星架间的过盈等接触关系，因而，计算结果更符合实际情况；本发明可以准确计算出柔性销、柔性销套、行星轮及太阳轮的变形情况，为齿轮齿向修形量提供依据，也可以准确计算出柔性销、柔性销套、行星架的强度和开口度情况；计算的准确性优越于传统有限元计算方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种风电齿轮箱柔性销结构的有限元计算方法，包括如下步骤：

步骤一：在SolidWorks软件中建立柔性销结构零部件的详细三维几何模型；

步骤二：将零部件的详细三维几何模型以step、iges或stl的数据格式导入到有限元软件中，在有限元软件中对零件进行前处理和求解计算；所述前处理步骤包括单元类型设置划分--设置材料属性--进行零件装配--定义零件间的接触关系--加载、约束--定义计算工况、分析步、输出结果参数和计算作业名--提交求解计算；

步骤三：对计算结果进行后处理：查看各零件计算应力、应变、位移结果。

进一步地，所述步骤一中在SolidWorks软件中建立柔性销结构零部件的详细三维几何模型；具体包括：

S11：所述详细三维几何模型表现为建立柔性销、柔性销套、行星架、齿圈、行星轮、太阳轮、行星轮轴承外圈、行星轮轴承滚子、行星轮轴承内圈的几何三维模型；其中，非应力集中区的小倒角、小孔等小特征可以剔除；

S12：在SolidWorks软件中进行零件装配，将零件三维模型以step、iges或stl等有限元软件能接受的数据格式导出。