风电行星齿轮箱是风力发电领域应用最广的传动系统,能够满足从低速重载到高速重载的使用环境。针对风电行星齿轮箱故障预测问题进行分析,确定了根据故障模型进行风电行星故障预测的整体思路。在分析了多种故障模型后,认为磨损故障是伴随齿轮箱整个生命周期的故障形式。在齿轮箱进入后期剧烈磨损状态时,齿轮箱的整体寿命将无法进一步延长,因此针对齿轮磨损故障预测进行分析。首先,由于齿轮箱具有完善的润滑系统,对齿轮齿面磨损和齿轮动力学特性有显著影响,因此需要考虑在混合润滑条件下润滑油膜对齿轮的动力学特性的影响,并对齿轮混合润滑状态下的齿轮啮合刚度进行分析。其次,根据行星齿轮啮合特点,对行星轮内、外啮合混合润滑模型进行建模,建立了行星齿轮箱啮合振动动力学模型,并考虑了齿轮刚度激励和外部载荷激励。计算出在混合润滑条件下的齿轮时变啮合刚度,并通过Balded软件仿真得到风电行星齿轮箱的时变输入转速和扭矩。求解出在变载荷和时变啮合刚度下的齿轮齿面动态啮合力分布。最终,结合粘着磨损模型求解得到齿轮齿面磨损量分布和啮合动力性能退化趋势。计算结果表明,行星-内齿圈由于承载较大,油膜刚度更大,并且行星-内齿的啮合综合曲率半径不断增大,使得齿轮在退出段的油膜刚度仍会进一步增加,在退出段齿轮啮合刚度会有一定提升,增大齿轮冲击;齿面磨损对太阳-行星啮合过程影响较大,会大幅加剧齿面冲击,导致齿轮啮合条件恶化。