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摘   要
风能作为一种可再生能源越来越受到世界各国政府的重视。与此同时，对风力发电技术和装备的研究开

发也日益成为科技领域和企业界关注的热点课题项目之一。
风能是一种清洁并且可再生的能源，利用风能发电能够大量减少其它发电方式对环境的污染。风力发电

机的原理是：一定速度前进的风吹在静止的风力机叶片上做功并驱动发电机发电，先通过叶轮将风能转

变成机械能，在由发电机将机械能转变成电能。
本文设计了一台功率为1500千瓦的风力发电机，其为水平轴风力发电机，由风轮、发电机、偏航装置、

控制系统、塔架等部件组成。对其叶片，行星齿轮增速器，塔架等进行了详细的方案选择及设计计算。

关键词：风力发电；水平轴风力机；叶片；增速器。

目录
1. 绪论 3
1.1  风力发电发展概况 3
1.2  风力发电的背景 4
1.2.1  能源危机 4
1.2.2  环境危机 4
1.2.3  可再生能源开发利用 5
1.2.4  风能开发利用 5
1.3  风力发电国内外发展现状 6
1.3.1  国外风电发展现状 6
1.3.2  国内风电发展现状 7
1.4  国内外风电机技术发展趋势 7
1.4.1  产业集中是总的趁势 8
1.4.2  水平轴风电机组技术成为主流 8
1.4.3  风电机组单机容量持续增大 8
2. 发电机的工作原理及基本结构 9
2.1  风电机的功能单元的划分 9
2.2  风电机组的工作原理 10
2.3  风力发电机传动链的基本结构及三维建模 12
2.3.1  主轴 12
2.3.2  齿轮箱 12
3. 风电发电机传动链主要零件的设计计算 13
3.1  确定设计目标 13
3.1.1  风力发电机总体设计方案 13
3.2  风力发电机传动链零件设计方案 15
4. 风力发电机增速器的设计计算 16
4.1 传动方案的确定 17
4.2 增速器基本设计要求及设计步骤 18
4.3 传动原理图 18
4.4 增速器各传动部件的材料及力学性能 19
4.5 第一级行星轮系传动设计 20
4.6 第二级行星轮系传动设计 21
4.7 第三级平行轴圆柱直齿轮设计 22
4.8 行星齿轮具体结构的确定 22
5主轴制动系统的研究 23
5.1 制动器的结构形式选择 23
5.1.1  鼓式制动器的结构形式 24
5.1.2  盘式制动器的结构形式 26
5.1.3  制动器结构的最终选择 31
5.2 盘式制动器的结构 31
5.2.1  制动器主要部件的结构 31
5.2.2  制动器的工作原理及安装位置 35
5.3 制动器静载荷接触分析 35
5.3.1  制动任务 35
5.3.2  计算最大制动力矩和卡钳夹紧力 36
6传动轴的设计 39
6.1高速轴的设计 39
6.2低速轴的设计 39
6.3中间轴的设计 40
总结 41
致谢 41
参考文献 42