[发明专利]一种柔性销轴式风电齿轮箱传动系统设计参数优化方法

权利要求书

1.一种柔性销轴式风电齿轮箱传动系统设计参数优化方法，其特征在于，包括：

根据内齿圈模数和内齿圈齿数确定内齿圈外径尺寸；

根据柔性销轴能承受的最大正应力确定柔性销轴的第一长度范围和第一直径范围；

根据所述柔性销轴的最大剪切应力确定所述柔性销轴的第二直径范围；

根据所述柔性销轴的最大变形量确定所述柔性销轴的第二长度范围和行星齿轮节圆直径范围；

根据所述内齿圈外径尺寸、所述第一长度范围、所述第二长度范围、所述第一直径范围、所述第二直径范围和所述行星齿轮节圆直径范围，按照柔性销轴式风电齿轮箱传动系统各部件体积之和最小、强度均等、功率密度最大为优化目标函数，获取所述柔性销轴式风电齿轮箱传动系统的优化设计参数。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据内齿圈模数和内齿圈齿数确定内齿圈外径尺寸，按照以下方式计算：

D_N＝m_Nz_N；

其中，D_N为内齿圈外径尺寸，m_N为内齿圈模数，z_N为内齿圈齿数。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

通过计算获得柔性销轴能承受的最大正应力；其中，σ_max为柔性销轴的最大正应力，K_W为制造和安装误差对柔性销轴的载荷影响系数，π为圆周率，F_c为行星轮支撑柔性销轴受力，L为柔性销轴长度，d为柔性销轴直径。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据柔性销轴能承受的最大正应力确定柔性销轴的第一长度范围和第一直径范围，包括：

确定所述柔性销轴的安全系数和许用正应力；

在所述安全系数等于所述许用正应力与所述最大正应力之比的情况下，确定所述柔性销轴的第一长度范围和第一直径范围。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

通过计算获得柔性销轴的最大剪切应力；其中，τ_max为柔性销轴能承受的最大剪切应力，π为圆周率，d为柔性销轴直径，n为风电齿轮箱中单级行星系的行星轮个数，T_c为输入力矩作用在行星架上的扭矩，r_c为太阳轮与行星轮之间的中心距。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，根据所述柔性销轴的最大剪切应力确定所述柔性销轴的第二直径范围，包括：

确定所述柔性销轴的许用切应力；

在所述最大剪切应力小于或等于所述许用切应力的情况下，确定所述柔性销轴的第二直径范围。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

所述柔性销轴的最大变形量的计算方式如下：

其中，y为柔性销轴的最大变形量，D为行星齿轮节圆直径，M为柔性销轴远离行星架的末端受到的弯矩，L为柔性销轴长度，E为柔性销轴的弹性模量，E与柔性销轴的材料有关，I为柔性销轴的截面惯性矩，T_c为输入力矩作用在行星架上的扭矩，π为圆周率，n为风电齿轮箱中单级行星系的行星轮个数。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，根据所述柔性销轴的最大变形量确定所述柔性销轴的第二长度范围和行星齿轮节圆直径范围，包括：

获取齿轮径向间隙；

在所述最大变形量小于或等于所述齿轮径向间隙与齿楔系数之积的情况下，确定所述柔性销轴的第二长度范围和行星齿轮节圆直径范围。