随着能源危机与环境污染问题日趋严重,如何更好地开发利用风能等可再生资源成为世界各国普遍关注的热点问题。风力发电作为目前风能开发的主要形式之一,在调整产业结构中具有举足轻重的作用。为实现风电产业的可持续发展,对风电机组及其主要部件的安全性、可靠性和经济性都提出了更高的要求。风电齿轮箱作为风电机组动力传输的核心装置,在工作过程中的稳定性与可靠性直接影响风电机组的安全运行。因此,对风电齿轮箱局部缺陷演化规律进行探究具有重要的工程价值。本课题主要从以下方面展开研究:(1)系统地揭示了齿轮啮合过程中轮系振动信号的产生机理、局部缺陷的形成原因和不同类型的齿轮缺陷对齿轮啮合振动信号的调制作用,以及齿轮故障振动信号的形成机理,为后续章节中进行仿真信号分析提供理论依据。(2)分析风电齿轮箱的结构和传动原理,运用UG NX 12.0和ADAMS软件建立风电齿轮箱一级行星轮系的虚拟样机模型,并确定不同类型局部缺陷的三维建模方法。根据实际工况的需要,在虚拟样机模型的基础上对部件进行柔性化处理,建立一级行星轮系的刚柔耦合模型。通过将理论计算的太阳轮和行星轮转速和仿真结果对比,验证模型的有效性,为后续章节的动力学仿真提供模型基础。(3)探究局部缺陷对齿轮接触刚度的影响,依据赫兹接触理论计算含不同程度局部缺陷时齿轮的接触刚度系数,并通过ADAMS软件将故障齿轮的接触刚度系数重新设置,建立含局部缺陷的行星轮系刚柔耦合模型。通过建立不同尺寸的局部缺陷模型来模拟局部缺陷演化的过程,并完成动力学仿真。采集含不同程度局部缺陷时的太阳轮轴心位移并做出轴心轨迹,根据轴心位置的偏移量探究局部缺陷对太阳轮质心的影响。(4)分别分析健康齿轮和含不同类型与大小故障齿轮的行星轮系仿真后处理结果中的加速度时频信号,探究太阳轮局部断齿程度和剥落缺陷宽度对齿轮动力学响应的影响。采用样条插值和多项式拟合的方法,研究时域和频域内能够反映故障特征的加速度幅值随缺陷尺寸的变化趋势和对应的函数关系,为齿轮箱故障诊断提供理论参考。