本文针对风电齿轮箱设计中的工程问题,研究和发展了模块化设计方法,通过分析风电齿轮箱特征,确立了对其进行模块化设计的基本方法。完成了风电齿轮箱模块化分的工作,针对行星齿轮模块进行了参数化设计研究,并针对行星轮系中的传动比分配和变位系数设计问题采用优化算法予以解决,最终以参数化算法为核心开发了风电齿轮箱模块化设计软件。以风电齿轮箱为研究对象,阐明了模块以及模块化设计方法的基本概念,分析了采用本方法在设计、生产制造以及现实应用中的优势和意义。研究模块化四种设计方法应用在风电齿轮箱设计方法实际操作方法和意义,简要介绍了模块化设计方法的设计流程,设计流程分为针对模块化系统的设计流程和针对采用模块化设计方法以及现有模块进行的产品模块化设计流程,模块划分、接口要素和参数化设计是进行模块化设计的关键内容。通过分析风电齿轮箱中偏航变桨齿轮箱以及增速齿轮箱的特征,讨论了采用模块化设计方法完成风电齿轮箱设计的可行性,建立了风电齿轮箱模块化设计的方法体系。基于风电齿轮箱中行星轮系的模块划分结果,采用参数化设计方法完成行星齿轮传动模块的设计工作。针对四种不同行星齿轮传动模块基型进行配齿设计,行星齿轮模块的组成方式以及应用场合各有不同,但是在配齿设计时均需要满足传动比条件、同心条件、安装条件以及邻接条件。配齿设计的主要目的是完成产品传动比的设计要求,而模数设计则是完成产品强度设计要求,在进行模数设计之前还需要完成的轮系载荷的分析。载荷分析需要以行星轮系整体为研究对象,基本方法就是分析行星传动中的各构件载荷特征,确定承载构件的转速以及转矩与输入参数以及齿轮齿数的关系。确定各承载构件载荷之后,从齿面接触强度和齿根弯曲强度两方面入手进行各行星传动模块的模数设计。齿轮主参数设计完成之后还需要进行寿命和安全性能设计,通过齿面接触强度和齿根弯曲强度的校核,计算设计寿命内的安全系数,确定行星轮系的安全性能。同时为了提高行星轮系的承载能力和工作性能,采用复合形法优化轮系传动比并按照AGMA标准均衡滑移率原则设计齿轮的变位系数。以行星齿轮传动的参数设计和传动比、变位系数优化设计的MATLAB算法程序为核心,在Visual Studio平台上开发风电齿轮箱模块化设计软件。软件开发方式也采用了模块化思维,即在使用时,可以按照一套完整的设计流程进行设计,同样可以根据用户的实际需求选择其中某一个或几个模块进行参数设计。