风力发电机组齿轮箱若干技术问题打印.doc
风力发电机组齿轮箱技术参数
风力发电机组齿轮箱技术参数风力发电机组齿轮箱技术参数是影响风力发电机组性能的重要因素之一。
齿轮箱是将风力发电机组转动的风轮机转速升高到发电机要求转速的装置，在风力发电系统中扮演着至关重要的角色。
齿轮箱的设计和选型直接关系到风力发电机组的高效运行和长期稳定性，因此对其技术参数进行深入研究至关重要。
首先，齿轮箱的承载能力是评估其性能的重要指标之一。
承载能力主要取决于齿轮箱设计时所选用的材料、结构和加工工艺。
对于大型的风力发电机组，其承载能力需求较高，齿轮箱必须能够承受来自风轮机扭矩的冲击和变化。
因此，在设计齿轮箱时，需要充分考虑各种外部因素对其承载能力的影响，确保其在各种复杂工况下都能够可靠运行。
其次，齿轮箱的传动效率也是评估其性能的重要指标之一。
传动效率直接影响到风力发电机组的发电效率和整体能量利用率。
传动效率的高低主要取决于齿轮箱内部齿轮的材料、精度和润滑等因素。
通过合理设计和选择合适的材料，可以有效减小齿轮间的摩擦和损耗，提高传动效率，从而提升风力发电机组的整体性能。
另外，齿轮箱的噪声和振动也是需要重点关注的技术参数之一。
风力发电机组运行时产生的噪声和振动会对周围环境和人体健康造成影响，因此需要通过优化设计和加强隔声隔振措施来减小齿轮箱的噪声和振动水平。
降低噪声和振动不仅可以改善风力发电机组的工作环境，还有助于延长齿轮箱的使用寿命，降低维护成本。
此外，齿轮箱的可靠性和故障率也是评估其性能的重要指标之一。
风力发电机组通常安装在风力资源丰富的地区，环境条件复杂多变，因此齿轮箱必须具有较高的可靠性和抗干扰能力，以保证风力发电机组长期稳定运行。
减小齿轮箱的故障率可以降低维护成本，提高风力发电机组的整体经济效益。
综上所述，风力发电机组齿轮箱技术参数直接关系到风力发电机组的性能和可靠性。
通过合理设计和优化选择齿轮箱的技术参数，可以提高风力发电机组的发电效率、传动效率和可靠性，从而促进风力发电产业的可持续发展。
风电齿轮箱的运输与安装技术
风电齿轮箱的运输与安装技术随着风电行业的快速发展，风电设备的安装和运输变得越来越重要。
齿轮箱作为风力发电机组的核心组成部分之一，在运输和安装过程中尤为关键。
本文将针对风电齿轮箱的运输与安装技术进行详细介绍。
一、风电齿轮箱的运输技术1. 运输前的准备工作在运输齿轮箱之前，必须进行充分的准备工作。
首先，需要制定详细的运输方案，包括路线选择和运输车辆的选择。
考虑到齿轮箱的尺寸和重量，应选择适当的运输车辆，并确保道路条件和桥梁的承重能力能够满足要求。
同时，还需要进行充分的安全方面的准备，确保齿轮箱在运输过程中不会受到损坏或丢失。
2. 运输过程中的保护措施为了保护齿轮箱免受振动和冲击，需要采取一些额外的保护措施。
首先，可以将齿轮箱放置在专门设计的运输支架或垫木上，以减少振动对齿轮箱的影响。
其次，可以使用缓冲材料或气囊来降低冲击力，保护齿轮箱免受碰撞和颠簸。
3. 运输过程中的监测和控制在整个运输过程中，必须进行监测和控制，以确保齿轮箱的稳定运输。
可以使用专业仪器和传感器来监测齿轮箱的振动和温度，及时发现异常情况并采取相应的措施。
同时，司机和工作人员应密切配合，确保齿轮箱的安全运输。
二、风电齿轮箱的安装技术1. 安装前的准备工作在进行风电齿轮箱的安装之前，需要进行充分的准备工作。
首先，必须确保安装场地符合要求，包括平整度、承重能力和基础稳定性等方面。
其次，需要检查安装工具和设备的完好性，并进行充分的培训和安全教育。
2. 安装过程中的配合与协作在齿轮箱的安装过程中，需要各方密切协作，确保顺利进行。
首先，需要确定正确的安装位置，并确保齿轮箱与风电机组其他组件的配合良好。
其次，在起重过程中，要确保安全可靠，避免齿轮箱的遭受碰撞或损坏。
最后，在安装完成后，需要对安装质量进行详细检查和测试，确保齿轮箱运行正常。
3. 安全措施与风险防控在风电齿轮箱的安装过程中，必须充分考虑安全问题，并采取相应的措施。
首先，要确保安装人员具备足够的资质和经验，以避免人员伤亡和事故发生。
风力发电机组齿轮箱故障分析及检修讲解
一、风力发电机组齿轮箱简单介绍 二、常见一般故障的处理 三、常见齿轮箱大修故障分析 四、风电齿轮箱的使用、维护和检查
一、风力发电机组齿轮箱简单介绍
（一）、风力发电机组中的齿轮箱是一个重要的机械部件，其 主要作用是将风轮在风力作用下所产生的动力传递给发电机并使 其得到相应的转速。使齿轮箱的增速来达到发电机发电的要求。 （二）、认识齿轮箱从铭牌开始
2、由温控阀控制大小循环。 从图中可以看出它有此齿轮箱只有 一个双速电机控制齿轮油冷却循环系统 ，在Vestas600kW Hansen与Valmet的 齿轮箱上在三轴轴端装配了一个与三轴 同步的齿轮油泵，当风力机启动并网后 齿轮油泵达到额定转速开始工作。在温 控阀的作用下齿轮油循环，当油温达到 45度时温控阀慢慢开启，冷却电机在低 带状态下运行，此时大小循环同时存在 。当油温达到55度时，大循环开启，冷 却电机在高速下运行。此时齿轮油的压 力在压力阀的控制下运行在 0.5bar(+_0.2bar)的范围内，保证有一 定的压力向齿轮啮合面与轴承喷射齿轮 油。当温度下降时，冷却电机先向低速 降速，同时温控阀也在向小循环过渡。 当风力机停机后齿轮油循环停止。这样 的系统非常智能化，比较节能。
每一台齿轮箱都会有一 个铭牌，铭牌就是它的 身份。 从右下图可以看出它的生 产厂家、生产地、传动比、 出厂序列号、型号、功率、 输入输出转速、齿轮油粘 度指标、齿轮油质量、齿 轮箱重量 右上图是齿轮箱选用的油 类型，加油量、加油时间
（三）、几种常见的风力机齿轮箱内部结构
一级行星两级平行轴斜齿，齿轮 箱分两个部分，行星齿箱部分与 斜齿箱部分。箱体特点：体积小 ，传递功率大，运行平稳，加工 困难。这样的齿轮箱有 Vestas600kW Hansen箱体， NegMicon750kW Flender箱体。
高原型风力发电用齿轮箱的润滑与密封技术改进
高原型风力发电用齿轮箱的润滑与密封技术改进摘要：高原地区的气候条件对风力发电的运行稳定性和效率带来了一定的挑战。
其中，齿轮箱作为风力发电机组的核心部件之一，其润滑与密封技术对于整个系统的可靠性和性能起着至关重要的作用。
本文将重点介绍高原型风力发电用齿轮箱的润滑与密封技术的现状和问题，并提出相应的改进方案。
1. 引言风力发电作为清洁能源的代表之一，在解决能源短缺和减少环境污染方面发挥着重要的作用。
然而，高原地区的气候条件与平原地区存在较大差异，如低氧、低温等特殊环境会对风力发电机组的运行造成一定的影响，尤其是对齿轮箱的润滑与密封技术提出了更高的要求。
2. 高原型风力发电用齿轮箱的润滑技术问题2.1 低温环境下的润滑问题高原地区常年气温较低，特别是冬季温度更为严寒。
在低温环境下，常规润滑油的粘度会显著增大，润滑膜的形成能力下降，从而增加了齿轮与轴承的摩擦与磨损，降低了齿轮箱的传动效率，甚至可能造成齿轮破裂。
因此，需要针对高原地区的低温环境研究开发适用的低温润滑油，以保证齿轮箱在严寒条件下的正常运行。
2.2 低氧环境下的润滑问题相比于平原地区，高原地区的氧气含量较低，氧气对于齿轮箱润滑油中的氧化稳定性起着重要的作用。
低氧环境下，润滑油易于氧化，生成酸性物质，导致润滑性能的下降，加速齿轮和轴承的磨损。
因此，需要提高润滑油的氧化稳定性，以保证高原型风力发电用齿轮箱在低氧环境下的长期稳定运行。
3. 高原型风力发电用齿轮箱的密封技术问题3.1 温度变化对密封性能的影响高原地区昼夜温差大，日温变化剧烈。
这种温度变化会导致齿轮箱内部温度的快速变化，进而影响密封件的尺寸稳定性和密封性能。
没有良好的密封技术，高原型风力发电用齿轮箱内部很容易受到外界湿气和灰尘的污染，加速润滑油的老化，增加齿轮和轴承的磨损。
因此，需要研究设计可靠的温度变化适应性密封技术，以保证齿轮箱内部的干净与密封。
3.2 高原大风条件下的密封问题高原地区存在强风天气的频繁发生。
风力发电机齿轮箱常见故障及预防措施
风力发电机齿轮箱常见故障及预防措施风力发电机齿轮箱是风力发电机的核心部件之一、在运行过程中，由于受到风能变化、运行负载和磨损等因素的影响，齿轮箱会出现一些常见的故障。
为了保障风力发电机的正常运行，必须及时识别和处理这些故障，并采取相应的预防措施。
常见的风力发电机齿轮箱故障主要包括齿轮磨损、齿轮断裂和轴承故障等。
下面将就这些故障进行详细介绍，并提出相应的预防措施。
1.齿轮磨损：齿轮磨损是由于齿轮啮合过程中的冲击、疲劳和磨擦等原因引起的。
如果齿轮磨损过多，将会导致齿轮箱的运行不稳定和效率下降。
为了预防齿轮磨损，必须注意以下几点：-优化齿轮设计，提高齿轮的承载能力和寿命。
-定期检查齿轮啮合情况，发现问题及时进行维修或更换。
-加强润滑，保持齿轮箱的润滑油清洁，并根据实际情况定期更换润滑油。
-控制齿轮箱的运行温度，过高的温度将加速齿轮磨损。
2.齿轮断裂：齿轮断裂是由于齿轮受到过大的冲击或疲劳载荷导致的。
齿轮断裂会导致齿轮箱损坏，甚至造成风力发电机的停机。
为了预防齿轮断裂，必须注意以下几点：-优化齿轮设计，提高齿轮的承载能力和疲劳寿命。
-加强齿轮的制造质量检验，确保齿轮的材料和工艺符合要求。
-加强齿轮箱的运行监测，及时发现齿轮断裂的预警信号。
3.轴承故障：轴承故障是由于轴承受到过大的力、振动和摩擦等因素引起的。
如果轴承出现故障，将会导致齿轮箱的运行不稳定和寿命降低。
为了预防轴承故障，必须注意以下几点：-选择优质的轴承，提高其承载能力和寿命。
-加强轴承的润滑，保持润滑油清洁并定期更换。
-加强轴承的运行监测，及时发现轴承故障的预警信号。
除了以上常见的故障，风力发电机齿轮箱还可能出现其他问题，如油封泄漏、齿轮间隙无法调整等。
为了预防这些问题，必须加强对齿轮箱的维护和监测，定期进行检查和维修，及时处理问题。
总之，风力发电机齿轮箱的常见故障主要包括齿轮磨损、齿轮断裂和轴承故障等。
为了预防这些故障，必须采取相应的预防措施，包括优化齿轮设计、加强润滑、加强轴承的检测和维护等。
风力发电机组齿轮箱的维护与监测-精品文档
风力发电机组齿轮箱的维护与监测风能做为一种清洁能源，越来越受到人们的重视，同时风力发电场建成周期短，在我国特别是近些年，风能的利用有了突飞猛进的发展。
由于风电特有的间歇性和波动性，一般来说风力发电机组都安装在高山，荒野，海滩等大风地带，受无规律的变向变负荷的风力作用以及强阵风的冲击，常年经受酷暑严寒和极端温差的影响，所以对于一个风场而言，如何降低发电成本，提高风电机组的可利用率，延长机组的使用寿命成为一个刻不容缓的问题。
风力发电机组中齿轮箱是一个重要的机械部件，其主要功能是将风轮在风力作用下所产生的动力传递给发电机并使其得到相应的转速，通常风轮的转速很低，远达不到发电机发电所需求的转速，必须通过齿轮箱齿轮副的增速作用来实现，故也将齿轮箱称之为增速箱。
齿轮箱安装在塔顶的狭小空间里，一旦出现故障修复非常困难，我风厂的齿轮箱因故障损坏了三次，对发电量都有一定的影响，因为是老型号，有的工厂根本不生产，备件去维修就要停机几个月的时间，影响了风电量。
所以对齿轮箱的可靠性和使用寿命都提出了比一般机械高得多的要求，例如对构件材料的要求，除了常规状态下机械性能外，还应该具有低温平稳工作，防止振动和冲击，保证充分的润滑条件等。
因此加强齿轮箱的研究，重视对其进行维护保养的工作，显得尤其重要。
1总体结构我厂使用的齿轮箱来自两个不同的生产厂家，分别是芬兰VALMET和BROOX-HANSEN,让我们来共同探讨一下齿轮箱的总体结构：1.1齿轮箱：当电机以同步速度转动时(即50HZ/500RPM)齿轮箱的比率选择的是低速轴转速以配合叶片的最佳叶尖速度。
当风速在15—16米/秒和更高额定输出达到时，叶片叶尖速度和叶尖角度的组合保证了风机通过失速自动进行功率控制。
1.2、齿轮箱室：齿轮箱的负荷和作用力通过一边一个的支撑点传送到塔筒和地基，这些支撑点装有坚固的橡胶衬套，可进一步降低风机发出的噪音和振动。
齿轮箱根据电机速度提升主轴转速和转子转速，刹车盘装在齿轮箱后端的高速轴上。
风力发电机齿轮箱结构及其主要故障类型的处理方法
风力发电机齿轮箱结构及其主要故障类型的处理方法摘要第一章绪论1.1论文的目的和意义1.2风力发电的现状1.3风力发电齿轮箱的研究现状第二章齿轮箱结构2.1风力发电机的整体结构2.2齿轮箱的结构及其传动方案第三章风力发电机组齿轮箱故障类型3.1齿轮箱的主要故障类型3.2风力发电机组齿轮箱振动故障分析3.3风力发电机组传动齿轮油温故障分析第四章风力发电的发展存在问题和主要趋势4.1我国风电齿轮箱设计生产存在问题4.2风电发展的主要趋势致谢参考文献中文摘要摘要：风电产业的飞速发展促成了风电装备制造业的繁荣，风电齿轮箱作为风电机组的核心部件，倍受国内外风电相关行业和研究机构的关注。
但由于国内风电齿轮箱的研究起步较晚，技术薄弱，特别是兆瓦级风电齿轮箱，主要依靠引进国外技术。
因此，急需对兆瓦级风电齿轮箱进行自主开发研究，真正掌握风电齿轮箱设计制造技术，以实现风机国产化目标。
本文以兆瓦级风力发电机齿轮箱为对象，通过方案选取，齿轮参数确定等对其配套的齿轮箱进行阐述。
首先，介绍全球风力发电产业高速发展和国内外风电设备制造业概况，阐述我国风力发电齿轮箱的现状及齿轮箱的研究。
其次，确定齿轮箱的机械结构。
选取两级行星派生型传动方案，通过计算，确定各级传动的齿轮参数。
对行星齿轮传动进行受力分析，得出各级齿轮受力结果。
依据标准进行静强度校核，结果符合安全要求。
然后，论述了风力发电机组齿轮箱故障诊断的主要类型，深入探究风电机组齿轮箱振动故障机理，研究了油温高的故障机理，分析了传动齿轮温度场和热变形的情况。
最后，阐述我国风力发电存在的主要问题和发展前景。
关键词：风电齿轮箱；结构；故障类型；存在问题ABSTRACT第一章绪论1.1 论文的目的、意义面对当前不可再生能源短缺的境况，许多国家都发展清洁能源，主要有风能、太阳能等，但规模最大的是风力发电。
现在风力发电技术已日趋成熟，市场正逐步扩大，风力发电已成为增长最快的可再生能源之一，并具备了与常规能源竞争的能力。
风力发电机齿轮箱常见故障分析与预防措施
图1
齿轮是一种复杂的机械零件，它的制造工艺、安装以及运行维护都是较为复杂的，而这一系列工作过程控制得是否严格，都对齿轮的寿命有很大的影响。造成齿轮损坏的主要原因如下：
1）风机在高转速运转时，突然紧急停机，高速刹车动作，风机传动链振动晃动较大，轴承串动，齿轮咬合间隙变小，受力瞬间增大，造成齿轮断齿。
4、油化验
齿轮和轴承在转动过程中它们实际都是非直接接触，这中间是靠润滑油建成油膜，使其形成非接触式的滚动和滑动，这时油起到了重要的润滑、冷却作用。
齿轮油主要化验项目：外观分析、40℃粘度、总酸值TAN测试、含水量状况，对检测正常的油品定期进行过滤，对严重超标的油品进行换油。
6)、齿轮箱中速齿轮轴承磨损，导致齿轮箱齿轮咬合间隙不均匀，长时间存在齿面局部受力过大，造成断齿。
7)、齿轮箱弹性支撑固定螺栓松动，造成齿轮箱高速运转时振动较大，与发电机轴承不同轴，齿轮受到应力较大，造成断齿。
2、轴承失效
滚动轴承在使用过程中，由于很多原因造成其性能指标达不到使用要求时，就产生了失效或损坏.常见的失效形式有疲劳剥落、磨损、保持架损坏等。造成轴承失效的主要原因如下：
一、齿轮箱的结构
我风电场1MW、1.5 MW风力发电机齿轮箱由一级行星齿轮和两级平行轴齿轮传动组成，是一种典型的传动装置。齿轮箱利用其前箱盖上的两个突缘孔内的弹性套支撑在支架上。齿轮箱低速级的行星架通过涨紧套与机组的大轴连接，三个一组的行星轮将动力传至太阳轮，再通过内齿联轴节传至位于后箱体内的第一级平行轴齿轮，再经过第二级平行轴齿轮传至高速级的输出轴，通过柔性联轴节与发电机相联。齿轮箱输出轴端装有制动法兰供安装系统制动器用。
3、箱体开裂
箱体开裂部位
齿轮箱箱体开裂的主要部位为齿轮箱齿圈。导致齿轮箱开裂原因有：
风力发电机齿轮箱常见故障及预防措施
胶合是相啮合齿面在啮合处的边界膜受到破坏，导致接触齿面金属融焊而撕落齿面上的金属的现象，很可能是由于润滑条件不好或有干涉引起，适当改善润滑条件和及时排除干涉起因,调整传动件的参数，清除局部载荷集中，可减轻或消除胶合现象。
二、轴承损坏轴承是齿轮箱中最为重要的零件，其失效常常会引起齿轮箱灾难性的破坏。
轴承在运转过程中，套圈与滚动体表面之间经受交变负荷的反复作用，由于安装、润滑、维护等方面的原因，而产生点蚀、裂纹、表面剥落等缺陷，使轴承失效，从而使齿轮副和箱体产生损坏。
据统计，在影响轴承失效的众多因素中，属于安装方面的原因占16%，属于污染方面的原因也占16%，而属于润滑和疲劳方面的原因各占34%。
使用中70%以上的轴承达不到预定寿命。
因而，重视轴承的设计选型，充分保证润滑条件，按照规范进行安装调试，加强对轴承运转的监控是非常必要的。
通常在齿轮箱上设置了轴承温控报警点，对轴承异常高温现象进行监控，同一箱体上不同轴承之间的温差一般也不超过15゜C，要随时随地检查润滑油的变化，发现异常立即停机处理。
三、断轴断轴也是齿轮箱常见的重大故障之一。
究其原因是轴在制造中没有消除应力集中因素，在过载或交变应力的作用下，超出了材料的疲劳极限所致。
因而对轴上易产生的应力集中因素要给予高度重视，特别是在不同轴径过渡区要有圆滑的圆弧连接，此处的光洁度要求较高，也不允许有切削刀具刃尖的痕迹。
设计时，轴的强度应足够，轴上的键槽、花键等结构也不能过分降低轴的强度。
保证相关零件的刚度，防止轴的变形，也是提高轴的可靠性的相应措施。
四、油温高齿轮箱油温最高不应超过80゜C，不同轴承间的温差不得超过15゜C。
一般的齿轮箱都设置有冷却器和加热器，当油温底于10゜C时，加热器会自动对油池进行加热；当油温高于65゜C时，油路会自动进入冷却器管路，经冷却降温后再进入润滑油路。
如齿轮箱出现异常高温现象，则要仔细观察，判断发生故障的原因。
首先要检查润滑油供应是否充分，特别是在各主要润滑点处，必须要有足够的油液润滑和冷却。
齿轮箱的维护与故障分析
齿轮箱维护和故障分析概述风力发电机组由叶片、增速齿轮箱、风叶控制系统、刹车系统、发电机、塔架等组成。
其中增速齿轮箱作为其传动系统起到动力传输的作用，使叶片的转速通过增速齿轮箱增速，使其转速达到发电机的额定转速，以供发电机能正常发电。
高可靠性和良好的可维修性的增速齿轮箱是风力发电机组的关键技术保障。
所以，对海阳、莱州、开发区风场齿轮箱故障现象统计如下表：液压系统和齿轮的损坏三大方面。
齿轮和轴承在转动过程中它们实际都是非直接接触，这中间是靠润滑油建成油膜，使其形成非接触式的滚动和滑动，这时油起到了润滑的作用。
虽然它们是非接触的滚动和滑动，但由于加工精度等原因是其转动都有相对的滚动摩擦和滑动摩擦，这都会产生一定的热量。
如果这些热量在它们转动的过程中没有消除，势必会越集越多，最后导致高温烧毁齿轮和轴承。
因此齿轮和轴承在转动过程中必须用润滑油来进行冷却。
所以润滑油一方面起润滑作用，另一方面起冷却作用。
对于风电齿轮箱，对于所有的齿轮和轴承我们都要采用强制润滑。
因为强制润滑可以进行监控，而飞溅润滑是监控不了的。
从安全性考虑采用强制润滑。
一、风电齿轮的损坏类型及其判断下表为齿轮轮齿的主要故障形式及其原因根据裂纹扩展的情况和断齿原因断齿包括过载折断（包括冲击折断）疲劳折断以及随机断裂等断齿常由细微裂纹逐步扩展而成。
疲劳折断发生从危险截面（如齿根）的疲劳源起始的疲劳裂纹不断扩展，使轮齿剩余截面上的应力超过其极限应力，造成瞬时折断其根本原因是轮齿在过高的交变应力重复作用，在疲劳折断处，是贝状纹扩展的出发点并向外辐射产生的原因有很多。
主要是材料选用不当，齿轮精度过低，热处理裂纹，磨削烧伤，齿根应力集中等等因此在设计时需要考虑传动的动载荷谱，优选齿轮参数，正确选用材料和齿轮精度，充分保证加工精度消除应力集中集中因素等等。
过载折断总是由于作用在轮齿上的应力超过其极限应力，导致裂纹迅速扩展，常见的原因有轴承损坏突然冲击超载轴弯曲或较、大硬物挤入啮合区等断齿断口有两种形式一种呈放射状花样的。
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风力发电机组齿轮箱的若干技术问题概述采用齿轮传动的风力发电机组中，齿轮箱是主动力轴系重要的机械部件，其功用是将风轮在风力作用下所产生的动力传递给发电机并使其得到相应的转速。
风轮的转速很低，远达不到发电机发电的要求，必须通过齿轮箱齿轮副的增速作用来实现。
由于机组受无规律的变向变负荷的风力作用以及强阵风的冲击，常年经受酷暑严寒和极端温差的影响，加之所处自然环境交通不便，齿轮箱安装在塔顶的狭小空间内，一旦出现故障，修复非常困难，故对其可靠性和使用寿命都提出了比一般机械高得多的要求。
例如对构件材料的要求，除了常规状态下机械性能外，还应该具有低温状态下抗冷脆性等特性，保证齿轮箱平稳工作，防止振动和冲击，保证充分润滑条件，等等。
对冬夏温差巨大的地区，还要设置监控点，配置合适的加热和冷却装置。
对齿轮箱的性能、制造精度、装配和试验提出了一系列近乎苛刻的要求。
1.齿轮箱在风电机组中的布置形式风力发电机组轴系最为常见的布置形式如图1所示，与风轮连接的大轴支撑在两个单独设置的轴承上，其末端通过涨紧套与齿轮箱相连。
齿轮箱的支架安装在机舱底盘上，而齿轮箱的高速轴则用柔性联轴节与发电机相连。
这就是所谓的“一字型”布置。
风轮的异常载荷通常由两个大轴轴承承受，齿轮箱受到影响较少，各个主要部件间隔较大，便于安装和维修，只是机舱轴向尺寸较长。
但也有的观点认为大轴的图1. 常见的风力发电机组布置形式：大轴独立支撑，末端与齿轮箱连接如果省去一个大轴的支撑轴承，使大轴末端直接与齿轮箱输入轴相连，则变为图20-2所示的结构，在这种情况下，虽然能缩短轴向尺寸，但对齿轮箱不利，必须采取措施加强其支撑刚性，同时要尽可能消除风轮通过大轴对齿轮箱施加异常负荷的影响。
图20-2 大轴一端支撑在轴承上另一端直接与齿轮箱连接的结构有时为了缩短机舱长度尺寸而将发电机反向布置，发电机骑在大轴箱上，这时齿轮箱的输入和输出轴处于同一侧，齿轮箱设计成“ U ”型，大轴箱与主支架做成一体，具有足够的支撑刚性，机舱内各部分重量的集中度较好（见图20-3）。
图20-3 齿轮箱“ U ”型布置形式为了进一步减小机舱体积，也可以省去大轴，如图20-4所示，将齿轮箱输入轴和风轮轮毂过渡法兰直接连接，过渡法兰用一个特殊的轴承支撑。
图20-5 齿轮箱直接与风轮法兰连接的结构更为紧凑的，将齿轮箱与机舱主支架做成一体，齿轮箱低速级的行星架直接与轮毂联接，使传动线路最短，增加了机组结构刚性，只是主机架和齿轮箱制造难度加大。
（见图20-6）。
图20-6 齿轮箱与机舱主支架一体化设计的布置形式第二节齿轮箱设计作为风力发电机组主传动关键部件，齿轮箱位于风轮和发电机之间传递动力提高转速，是一种在无规律变向载荷和瞬间强冲击载荷作用下工作的重载齿轮传动装置。
特别需要指出的是，在狭小的机舱空间内减小部件的外形尺寸和减轻重量十分重要，因此齿轮箱设计必须保证在满足可靠性和预期寿命的前提下，使结构简化并且重量最轻，同时要考虑便于维护的要求。
根据机组提供的参数，采用CAD优化设计，排定最佳传动方案，选择稳定可靠的构件和具有良好力学特性以及在环境极端温差下仍然保持稳定的材料，配备完整充分的润滑、冷却系统和监控装置，等等，是设计齿轮箱的必要前提条件。
受风轮转速的限制，齿轮箱输入额定转速一般在20 r/min 左右，而发电机额定转速通常为1，000 –1，500 r/min ，故齿轮箱的增速比在 50 –100 左右。
300kW –2，000kW 风电机组齿轮箱，为了使结构紧凑，常常采用行星齿轮传动或行星与平行轴齿轮组合传动。
图20－7 一级行星两级平行轴齿轮传动的风电增速箱常见的兆瓦级风力发电机组增速箱如图20－7 所示，由一级行星齿轮和两级平行轴齿轮传动组成，是一种典型的传动装置。
齿轮箱利用其前箱盖上的两个突缘孔内的弹性套支撑在支架上。
齿轮箱低速级的行星架通过涨紧套与机组的大轴连接，三个一组的行星轮将动力传至太阳轮，再通过内齿联轴节传至位于后箱体内的第一级平行轴齿轮，再经过第二级平行轴齿轮传至高速级的输出轴，通过柔性联轴节与发电机相联。
齿轮箱输出轴端装有制动法兰供安装系统制动器用。
此外，为了保护齿轮箱免受极端负荷的破坏，中间传动轴上还装有安全保护装置。
一、设计要求齿轮箱作为传递动力的部件，在运行期间同时承受动、静载荷。
其动载荷部分取决于风轮、发电机的特性和传动轴、联轴器的质量、刚度、阻尼值以及发电机的外部工作条件。
为此要建立整个机组的动态仿真模型，对启动、运行、空转、停机、正常启动和紧急制动等各种工况进行模拟，针对不同的机型得出相应的动态功率曲线，利用专用的设计软件进行分析计算，求出零部件的设计载荷，并以此为依据，对齿轮箱主要零部件作强度计算。
风力发电机组载荷谱是齿轮箱设计计算的基础。
载荷谱可通过实测得到，也可以按照有关标准计算确定。
国际上通行的标准和《风力机组认证规范》有相应的章节给出载荷谱计算公式，对风力发电机组气动载荷谱分析计算作了详尽的讲解。
这些资料都可用作设计计算的参考。
我国于2003年9月颁布了GB/T 19073-2003 《风力发电机组齿轮箱》标准，规定了风轮扫掠面积大于或等于40 m2的风力发电机组增速齿轮箱的技术要求、试验方法、检验规定和标志、包装、运输、贮存等要求。
国际标准化组织颁布相应的国际标准ISO 81400 - 4：2005 ，基本上等同于美国风能协会（AWEA）和美国齿轮协会（AGMA）制订的美国国家标准ANSI/AGMA/AWEA6006-A03 “Standard for Design and Specification of Gearbox for Wind Turbines”，对40kW – 2 MW 的风力发电机组增速齿轮箱的设计制造和应用作了具体的规定。
德国劳氏船级社的风力发电机组认证规范中也对齿轮箱的校核要求作了详细规定。
按照GB/T 19073-2003，对于齿轮箱的使用系数（即动载荷放大因子）推荐如下: 给定载荷谱计算时，通常先确定等效载荷，齿轮箱使用系数K A＝1；无法得到载荷谱时，则采用经验数据，对于三叶片风力发电机组取K A=1.3。
风力发电机组增速箱的主要承载零件是齿轮，其轮齿的失效形式主要是轮齿折断和齿面点蚀、剥落等。
各种标准和规范都要求对齿轮的承载能力进行分析计算，常用的标准是GB/T3480或DIN3990（等效采用ISO6336）中规定的齿根弯曲疲劳和齿面接触疲劳校核计算，对轮齿进行极限状态分析。
齿轮传动设计参数的选择：1.齿形角α（分度圆压力角）的选择齿轮的标准齿形角为20°。
为了提高强度，有时也采用大齿形角（如23°、25°、28°等），使轮齿的齿厚及节点处的齿廓曲率半径增大，从而提高承载能力，但会增大轴承上的负荷。
采用小齿形角（小于20°）时，可使避免根切的最少齿数增多，加大了重合度，从而降低噪声和动载荷，但会减小轮齿的强度。
根据实践经验，如果没有特别要求，建议采用20°标准齿形角。
2.模数m的选择在满足轮齿弯曲强度的条件下，选用较小的模数可以增大齿轮副的重合度，减小滑动率，也可以减小齿轮切削量，降低制造成本。
但随之而来的因制造和安装的质量问题会增大轮齿折断的危险性，实际使用常常选用较大模数。
模数的选择应符合GB/T1357的规定或按照经验数据，取m =（0.015～0.02）a 。
齿轮的基本齿廓应符合GB/T1356 的规定。
a 是齿轮传动的中心距。
3.齿数z受齿轮根切的限制，小齿轮有最少齿数的要求。
对于尺寸一定的齿轮，齿数增加和模数减小可明显提高传动质量，故在满足轮齿弯曲强度的条件下，应尽量选用较多齿数。
4.螺旋角ββ角太小，将失去斜齿轮的优点；取大值，可增大重合度，使传动平稳性提高，但会引起很大的轴向力，一般取β=8°～15°。
人字齿轮可取大一些，例如取β=25°～40°。
对于普通圆柱齿轮传动，低速级转速低扭矩大，可采用直齿轮；中间级通常取β=8°～12°；高速级为减小噪音，可取较大的β角，如10°～15°。
5.齿宽b齿宽是决定齿轮承载能力的主要尺寸之一，但齿宽越大，载荷沿齿宽分布不均的现象越严重。
齿轮应给定一个最小齿宽b min，以保证齿轮足够的刚度。
一般取b min=6 ～8m。
采用行星轮系传动时，为了提高传动装置的承载能力和减小尺寸和重量，往往对称布置多个行星轮，在设计时需要解决一些特殊问题，以满足正确啮合的要求。
例如在确定行星轮系的齿数时，要考虑以下几个条件：1.传动比条件所设计的行星轮系必须能实现给定的传动比，各种类型行星轮系的传动比与齿数的关系可从机械设计手册中查到。
2.邻接条件使相邻两个行星轮的齿顶不相互干涉，保证其齿顶之间在连心线上至少有半个模数的空隙。
3.同心条件由中心轮和行星轮组成的所有齿轮副的实际中心距必须相等。
4.装配条件在行星轮系中，几个行星轮能对称装入并保证与中心轮正确啮合应具备的齿数关系。
主要尺寸的初步确定：齿轮增速箱的主要尺寸可按下列方法之一初步确定。
1）参照已有的工作条件相同或类似的传动，用类比方法初步确定主要尺寸。
2）根据增速箱在机舱上的安装和布置要求，例如中心距、高度及外廓尺寸要求，定出主要尺寸。
3）根据计算机程序分析计算结果确定主要尺寸。
风力发电机组增速箱的设计参数，除另有规定外，常常采用优化设计的方法，即利用计算机的分析计算，反复对比，在满足各种限制条件下求得最优设计方案。
二、效率齿轮箱的效率可通过功率损失计算或在试验中实测得到。
功率损失主要包括齿轮啮合、轴承摩擦、润滑油飞溅和搅拌损失、风阻损失、其它机件阻尼等。
齿轮传动的效率可按下列公式计算：η＝η1η2η3η4式中η1——齿轮啮合摩擦损失的效率；η2——轴承摩擦损失的效率；η3——润滑油飞溅和搅油损失的效率；η4——其他摩擦损失的效率。
对于行星轮系齿轮机构，计算效率时还应考虑对应于均载机构的摩檫损失。
行星齿轮轮系的效率可通用一般机械设计手册推荐的公式进行计算。
其方法主要有啮合功率法和力偏移法两种。
啮合功率法通过转化机构（定轴轮系）的机械效率来求出行星轮系的机械效率，虽然是一种近似算法，但由于方便计算和理解，故常用此法进行设计计算。
力偏移法有较高的精度，但计算繁杂，一般少用。
风力发电齿轮箱的专业标准要求齿轮箱的机械效率大于97%，是指在标准条件下应达到的指标。
对于采用滚动轴承支承且精确制造的闭式圆柱齿轮传动，每一级传动的效率可概略定为99%，一般情况下，风力发电机组齿轮箱的齿轮传动不超过三级。
值得指出的是，随着传递载荷的减小，效率会有所下降，这是因为整个齿轮箱的空载损失，即润滑油飞溅和搅动时的能量损失、轴承的摩擦以及密封等的损失，在传递功率变化时几乎是不变的。