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大型風電齒輪傳動系統動態設計理論與方法

作者：魏靜//湯寶平//劉文//李想|責編:鄭小光//戴琳
出版社：機械工業
ISBN：9787111724414

出版日期：2023/06/01
裝幀：平裝
頁數：328

人民幣：RMB 128 元售價：元

內容大鋼

    本書結合作者多年的科研成果，系統、全面地介紹了大型風電齒輪傳動系統高功率密度設計、齒輪齒面修形、振動雜訊控制、動力學設計、時變可靠性設計等動態設計理論與方法的最新研究成果。
    本書主要內容包括：風力發電的基本原理和發展簡史、風力發電齒輪傳動系統的研究現狀與發展趨勢、大型風電齒輪箱高功率密度設計理論與方法、齒輪齒面修形技術、振動與雜訊控制技術、大型風電傳動鏈多柔體動力學設計及共振規避方法、大型風電齒輪箱行星輪系動態均載技術、時變可靠性評估與設計方法、結構件疲勞強度工程分析方法，以及系統運行狀態監測與故障診斷方法。
    本書可作為大型風力發電齒輪傳動系統研發人員的參考用書，也可作為其他行業齒輪傳動核心基礎件設計與製造相關專業的碩士研究生、博士研究生，以及科研人員與企業工程技術人員的參考用書。

作者介紹

魏靜//湯寶平//劉文//李想|責編:鄭小光//戴琳

前言
第1章  緒論
  1.1  概述
  1.2  風力發電的基本原理與分類
    1.2.1  風力發電的基本原理
    1.2.2  風力發電的分類
  1.3  風力發電發展簡史
  1.4  風力發電齒輪傳動系統的分類與特點
  1.5  風力發電齒輪傳動系統研究現狀
    1.5.1  風力發電齒輪傳動系統優化設計
    1.5.2  風力發電齒輪傳動系統動力學模型與動態特性
    1.5.3  風力發電齒輪傳動系統故障類型與評價監測
  1.6  風電齒輪傳動系統發展趨勢
    1.6.1  單機容量向大型化發展
    1.6.2  大型風電增速齒輪箱研製中的主要技術難題
  1.7  本書主要內容
第2章  大型風電齒輪箱高功率密度設計理論與方法
  2.1  概述
  2.2  輕量化設計與高功率密度設計的區別與聯繫
  2.3  大型風電增速齒輪箱創新傳動構型
    2.3.1  不同類型的傳動構型
    2.3.2  NGW型行星輪系方案
    2.3.3  NW型行星輪系方案
    2.3.4  柔性銷軸+功率分流行星齒輪傳動構型
    2.3.5  機電集成式緊湊型傳動構型
    2.3.6  無外圈軸承的行星輪系方案
  2.4  以減振減重為目標的系統宏觀參數集成優化設計
    2.4.1  多目標優化設計
    2.4.2  多目標靜態優化設計
    2.4.3  多目標動態優化設計
    2.4.4  傳動系統多目標動態優化模型
    2.4.5  載荷係數
    2.4.6  動態優化設計結果與分析
  2.5  以高承載為目標的齒輪副全齒面拓撲修形
  2.6  以輕量化/高承載為目標的結構優化
  2.7  齒輪齒面改性與強化技術
  2.8  高強度與輕量化材料及其應用
  2.9  本章小結
第3章  大型風電齒輪傳動系統齒輪齒面修形技術
  3.1  概述
  3.2  不同類型的齒輪齒面修形方式
    3.2.1  齒廓修形
    3.2.2  齒向修形
    3.2.3  曲面修形
  3.3  修形斜齒輪嚙合剛度與誤差非線性耦合解析模型及其參數影響
    3.3.1  斜齒輪接觸線長度與接觸位置
    3.3.2  基於切片法的斜齒輪嚙合剛度計算原理
    3.3.3  修形斜齒輪嚙合剛度與誤差非線性耦合解析模型
    3.3.4  斜齒輪單齒嚙合剛度變化規律
    3.3.5  修形參數對斜齒輪綜合嚙合剛度和傳動誤差的影響

  3.4  應用案例
    3.4.1  齒面修形對齒輪嚙合接觸狀態的影響
    3.4.2  齒面修形對齒向載荷分佈係數的影響
    3.4.3  齒面修形對承載能力的影響
    3.4.4  齒面修形對振動雜訊的影響
  3.5  修形效果評價
  3.6  本章小結
第4章  大型風電齒輪箱振動與雜訊控制技術
  4.1  概述
  4.2  風電齒輪箱動態激勵
    4.2.1  考慮隨機風載的風電增速齒輪箱外部動態激勵
    4.2.2  風電增速齒輪箱內部動態激勵
  4.3  風電齒輪箱動力學性能分析
    4.3.1  風電增速齒輪箱模態分析
    4.3.2  振動響應分析
  4.4  風電齒輪箱輻射雜訊分析
    4.4.1  聲學基礎
    4.4.2  風電增速齒輪箱聲學特性分析
  4.5  風電齒輪箱振動雜訊測試
    4.5.1  風電增速齒輪箱振動測試分析
    4.5.2  風電增速齒輪箱輻射雜訊測試分析
  4.6  風電齒輪箱振動與雜訊控制技術
    4.6.1  設計及加工
    4.6.2  輪齒修形
    4.6.3  結構優化
    4.6.4  相位調諧
    4.6.5  均載機構
  4.7  本章小結
第5章  大型風電傳動鏈多柔體動力學設計及共振規避方法
  5.1  概述
  5.2  動力學建模方法及模型
    5.2.1  子結構模態綜合法
    5.2.2  子結構有限元模型
    5.2.3  柔性多點約束的建立
    5.2.4  多柔體動力學理論
    5.2.5  模型實例
  5.3  大型風機傳動鏈多柔體系統動力學分析
    5.3.1  時域與頻域分析方法
    5.3.2  算例與分析
  5.4  大型風機傳動鏈共振點甄別
    5.4.1  頻率篩選原則
    5.4.2  阻尼篩選原則
    5.4.3  能量篩選原則
    5.4.4  速度篩選原則
    5.4.5  系統坎貝爾圖
    5.4.6  掃頻時/頻域分析
  5.5  大型風機傳動鏈多柔體動力學優化設計
    5.5.1  大型風機傳動鏈動力學優化設計方法
    5.5.2  箱體幾何尺寸優化設計
    5.5.3  齒輪幾何參數優化設計

  5.6  本章小結
第6章  大型風電齒輪箱行星輪系動態均載技術
  6.1  概述
  6.2  行星輪系均載係數定義及其計算方法
    6.2.1  行星輪系均載係數定義
    6.2.2  NWG型均載計算數學模型
    6.2.3  NW型均載計算數學模型
  6.3  行星輪系均載係數的參數靈敏度分析
    6.3.1  齒輪誤差對均載係數的靈敏度
    6.3.2  齒輪設計參數對均載係數的靈敏度
  6.4  均載機構對行星輪系均載性能的影響
    6.4.1  「浮動自位」機構均載機理
    6.4.2  柔性銷軸式行星輪系均載機理
    6.4.3  滑動軸承誤差對行星齒輪傳動系統均載性能的影響
    6.4.4  具有柔性浮動和均載作用的行星架結構
  6.5  行星輪系均載性能測試方法及其結果分析
    6.5.1  行星輪均載係數測試方法
    6.5.2  均載係數測試結果及其分析
  6.6  本章小結
第7章  大型風電齒輪傳動系統時變可靠性評估與設計方法
  7.1  概述
  7.2  時變可靠性模型與參數靈敏度
    7.2.1  實測風速下的輸入載荷
    7.2.2  時變可靠度模型與求解
    7.2.3  時變可靠性靈敏度的計算
    7.2.4  算例與分析
  7.3  基於可靠性的大型風電增速齒輪箱多目標優化設計方法
    7.3.1  動態性能指標的非線性映射確定方法
    7.3.2  複雜目標下的混合優化演算法
    7.3.3  優化方法的分析與檢驗
  7.4  工程實例——風電增速齒輪箱綜合性能多目標優化
    7.4.1  設計變數的選擇
    7.4.2  多目標評價函數的確定
    7.4.3  約束條件的確定
    7.4.4  優化結果與分析
  7.5  本章小結
第8章  大型風電齒輪箱結構件疲勞強度工程分析方法
  8.1  概述
  8.2  大型風電齒輪箱設計要求及載荷處理
    8.2.1  設計基本要求
    8.2.2  設計載荷及其數據處理
  8.3  結構件疲勞強度基本參數及S-N曲線擬合
    8.3.1  結構件S-N曲線的擬合
    8.3.2  時域載荷工況循環次數
  8.4  案例分析
    8.4.1  箱體結構件疲勞強度分析
    8.4.2  行星架結構件疲勞強度分析
  8.5  考慮結合面摩擦的法蘭盤疲勞強度分析模型
    8.5.1  摩擦係數對法蘭盤載荷分佈的影響
    8.5.2  法蘭盤疲勞損傷計算模型

    8.5.3  算例
  8.6  風電齒輪箱行星輪系微動-滑動疲勞失效機理
    8.6.1  行星輪系疲勞斷裂的工程問題
    8.6.2  微動-滑動疲勞失效機理
    8.6.3  工程解決方案
  8.7  本章小結
第9章  大型風電齒輪傳動系統運行狀態監測與故障診斷
  9.1  概述
  9.2  深度學習融合SCADA數據的狀態監測
    9.2.1  狀態監測流程
    9.2.2  L.STM融合SCADA數據的預測模型
    9.2.3  LSTM融合SCADA數據的風電齒輪傳動系統狀態監測
    9.2.4  案例分析
  9.3  基於CMS數據的運行狀態監測
    9.3.1  風電齒輪傳動系統故障振動特徵
    9.3.2  風電齒輪傳動系統典型振動特徵趨勢指標
    9.3.3  風電齒輪傳動系統振動監測系統
  9.4  風電齒輪傳動系統早期故障診斷
    9.4.1  泛化流形學習的風電齒輪傳動系統早期故障診斷
    9.4.2  動態加權小波包係數深度殘差網路的風電齒輪傳動系統故障診斷
    9.4.3  案例分析
  9.5  大數據驅動的風電齒輪傳動系統健康管理
    9.5.1  大數據驅動的風電齒輪傳動系統健康管理系統構架
    9.5.2  大數據驅動的風電齒輪傳動系統健康管理系統功能層設計
    9.5.3  案例分析
  9.6  本章小結
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