风力发电是世界各国都在大力发展的新能源产业,风电机组作为风力发电系统的关键设备之一,其性能问题也得到了重视。齿轮箱作为风电机组的核心部件,其是否能正常运转对整个风电机组的安全工作起着决定性作用。本文主要针对齿轮箱内传动系统各级齿轮副的疲劳寿命进行研究。以现有的风电齿轮箱的实测时间-扭矩数据依据,利用概率统计、疲劳分析、断裂力学和有限元等方法,系统全面的研究了风电机组齿轮箱内各级齿轮在随机载荷的作用下的疲劳寿命预测及疲劳裂纹扩展分析。本文先选用雨流计数法对各个工况下的实测数据统计处理,并最后得到时间-载荷数据。将这些数据编制成在各个工况下的二维载荷谱,分析各级齿轮分别在各个工况下的疲劳应力分布,结合实测工况频率合成多工况的二维载荷谱。依据名义应力法,分别采用Miner线性疲劳累积损伤理论和Carten-Dolan非线性疲劳累积损伤理论,对各级齿轮进行疲劳寿命估算,得到应用Carten-Dolan理论得到的计算结果比应用Miner理论得到的结果更安全。之后,在此分析结果上研究齿轮的几种参数对其疲劳寿命的影响。另外,本文还从疲劳裂纹扩展角度,以断裂力学的相关理论为基础,对增速齿轮箱具有代表性的行星轮系和高速级齿轮进行有限元分析,预测其剩余疲劳寿命,验证了上一种方法的合理性。