文献综述

引言：

随着经济的发展，世界各国对能源的需求持续上升。地球蕴藏的化石燃料有限，且使用化石燃料发电会对环境产生较大污染。因此，各国政府日益重视开发利用清洁可再生新能源。从经济的角度看，在各种可再生能源中，利用风能发电的生产成本较低；从技术的角度看，风能转换技术日趋成熟，可广泛地开发和利用风能。因此，利用风力发电，可有效改善能源结构，减少环境污染，符合我国的可持续发展战略。但我国的风电发展正面临着技术瓶颈的制约。我国风电场所使用的风电机组中的很多关键部件仍然依赖进口, 成本居高不下, 不利于风资源进一步大规模开发。

增速箱是风力发电机组的核心部件。安装在距地面几十米以上的狭小机舱内,其本身的体积和重量对机舱、塔架、基础、机组风载、安装维修费用等都有重要影响,因此减小齿轮箱外形尺寸和重量显得尤为重要。同时,由于维修不便、维修成本高,通常要求齿轮箱的设计寿命为20年,因此对可靠性的要求也极为苛刻。这些要求,决定了风电增速箱是工业齿轮箱中设计制造难度最大的产品之一[1]。而齿轮和轴承是风电增速箱中的两大核心部件, 其计算及分析技术是设计技术的核心之一。

尽管目前很多风电机组制造公司如金风科技、湘电风能都研发了直驱式的风力发电机组（无齿轮箱），但目前带增速箱的机组所占市场份额还很高，可预见风电齿轮箱仍有一定的发展空间。

本设计的主要目的是：在了解风电齿轮箱的工作原理、结构形式和实际应用等情况的基础上，根据当地实际的风载荷谱（LDD）设计出风电齿轮箱及其主要零部件。

一、 风电行业发展概况

（一）国外风电发展现状

图1为全球风能理事会(GWEC)发布的2015年全球风电发展统计数据[2]。全球风电市场2015年的年新增装机容量创历史新高。数据显示，2015年全球风电新增装机容量达到63,013MW。预计到2020年，全球风电累计装机容量将达703,400MW。