(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202111301120.1 (22)申请日 2021.11.04 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 113987713 A (43)申请公布日 2022.01.28 (73)专利权人 华北电力大 学 地址 102206 北京市昌平区北农路2号 (72)发明人 田德　胡玥　陶立壮　邓英　 唐世泽　吴晓璇　李贝　 (74)专利代理 机构 北京高沃 律师事务所 1 1569 专利代理师 刘芳 (51)Int.Cl. G06F 30/17(2020.01) G06F 111/06(2020.01) G06F 113/06(2020.01)G06F 119/14(2020.01) (56)对比文件 CN 1027681 15 A,2012.1 1.07 CN 111488660 A,2020.08.04 CN 108062452 A,2018.0 5.22 CN 109083814 A,2018.12.25 吴正卫等.正交试验法和遗传算法研究齿轮 系统动态性能. 《机 械强度》 .2016,(第01期),第 60-63页. 审查员 肖亦然 (54)发明名称 一种风电机组齿轮箱螺旋角优化方法及系 统 (57)摘要 本发明涉及一种风电机组齿轮箱螺旋角优 化方法及系统。 所述方法包括： 以螺旋角的级数 作为因素， 以每级的螺旋角对应的螺旋角值作为 水平建立正交试验， 得到多个正交试验方案； 将 所有正交试验方案输入齿轮箱多体动力学方程 得到每个正交试验方案的整体振动健康状态； 根 据所有正交试验方案的整体振动健康状态得到 各因素在各水平下的振动健康状态； 根据各因素 在各水平下的振动健康状态得到各因素对应的 优选水平 集合； 根据各因素对应的优选水平集合 得到多个待选方案； 将各待选方案输入齿轮箱多 体动力学方程得到每个待选方案的整体振动健 康状态； 确定最大的振动健康状态对应的待选方 案为最终的螺旋角方案。 本发明得到的风电机组 齿轮箱实现了减 振的效果。 权利要求书3页 说明书11页 附图8页 CN 113987713 B 2022.05.20 CN 113987713 B 1.一种风电机组齿轮箱螺 旋角优化方法， 其特 征在于， 包括： 以螺旋角的级数作为因素， 以每级的螺旋角对应的螺旋角值作为水平建立正交试验， 得到多个正交试验方案； 将所有所述正交试验方案分别输入齿轮箱多体动力学方程得到每个所述正交试验方 案的整体振动健康状态； 根据所有所述正交试验方案的整体振动健康状态得到各因素在各水平下的振动健康 状态； 根据各因素在各 水平下的所述振动健康状态得到各因素对应的优选水平集 合； 根据各因素对应的优选水平集合得到多个待选方案， 一个所述待选方案包括所有因素 且一个所述待选方案中的任意一个因素的水平为所述因素对应的优选水平集合中的一个 水平； 将各所述待选方案分别输入所述齿轮箱多体动力学方程得到每个所述待选方案的整 体振动健康状态； 确定最大的振动健康状态对应的待选方案为 最终的螺 旋角方案； 所述将所有所述正交试验方案分别输入齿轮箱多体动力学方程得到每个所述正交试 验方案的整体振动健康状态， 具体包括： 将所有所述正交试验方案分别输入齿轮箱多体动力学方程得到每个所述正交试验方 案的振动参数健康值； 所述振动参数健康值包括振动位移健康状态值、 振动速度健康状态 值和振动加速度健康状态值； 根据每个所述正交试验方案的振动参数健康值得到对应的所述正交试验方案的整体 振动健康状态； 所述根据每个所述正交试验方案的振动参数健康值得到对应的所述正交试验方案的 整体振动健康状态， 具体包括： 对于任意一个正交试验方案， 根据 所述正交试验方案的振动 位移得到齿轮箱的低速输 入轴轴向振动位移健康值； 根据所述正交试验方案的振动速度得到所述齿轮箱的低速输入轴X方向振动速度健康 值和低速 输入轴Y方向振动速度健康值； 根据所述正交试验方案的振动加速度得到所述齿轮箱的高速输出轴X方向振动加速度 健康值和高速 输出轴Y方向振动加速度健康值； 根据所述低速输入轴轴向振动位移健康值、 所述低速输入轴X方向振动速度健康值、 所 述低速输入轴Y方向振动速度健康值、 所述高速输出轴X方向振动加速度健康 值和所述高速 输出轴Y方向振动加速度健康值得到所述 正交试验方案的整体振动健康状态。 2.根据权利要求1所述的一种风电机组齿轮箱螺旋角优化方法， 其特征在于， 所述将所 有所述正交试验方案分别输入齿轮箱多体动力学方程得到每个所述正交试验方案的振动 参数健康值， 具体包括： 对于任意一个正交试验方案， 将所述正交试验方案输入齿轮箱多体动力学方程得到所 述方案对应的振动位移峰 峰值、 振动速度有效值和振动加速度峰值； 根据振动位移峰 峰值得到振动位移健康状态值； 根据振动速度有效值得到振动速度健康状态值；权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 113987713 B 2根据振动加速度峰值得到振动加速度健康状态值。 3.根据权利要求1所述的一种风电机组齿轮箱螺旋角优化方法， 其特征在于， 所述根据 各因素在各 水平下的所述振动健康状态得到各因素对应的优选水平集 合， 具体包括： 对于任意一个因素， 根据所述因素在各水平下的所述振动健康状态绘制水平 ‑健康状 态曲线图； 根据所述水平 ‑健康状态曲线图和设定阈值确定所述因素对应的优选水平集 合。 4.一种风电机组齿轮箱螺 旋角优化系统， 其特 征在于， 包括： 正交试验建立模块， 用于以螺旋角的级数作为因素， 以每级的螺旋角对应的螺旋角值 作为水平建立 正交试验， 得到多个正交试验方案； 方案健康状态确定模块， 用于将所有所述正交试验方案分别输入齿轮箱多体动力学方 程得到每 个所述正交试验方案的整体振动健康状态； 因素健康状态确定模块， 用于根据 所有所述正交试验方案的整体振动健康状态得到各 因素在各 水平下的振动健康状态； 优选水平集合确定模块， 用于根据 各因素在各水平下的所述振动 健康状态得到各因素 对应的优选水平集 合； 待选方案确定模块， 用于根据各因素对应的优选水平集合得到多个待选方案， 一个所 述待选方案包括所有因素且一个所述待选方案中的任意一个因素的水平为所述因素对应 的优选水平集 合中的一个水平； 待选方案健康状态确定模块， 用于将各所述待选方案分别输入所述齿轮箱多体动力学 方程得到每 个所述待选方案的整体振动健康状态； 螺旋角方案确定模块， 用于确定最大的振动 健康状态对应的待选方案为最终的螺旋角 方案； 所述方案健康状态确定模块， 具体包括： 振动参数确定单元， 用于将所有所述正交试验方案分别 输入齿轮箱多体动力学方程得 到每个所述正交试验方案的振动参数健康值； 所述振动参数健康值包括振动位移健康状态 值、 振动速度健康状态值和振动加速度健康状态值； 方案健康状态确定单元， 用于根据每个所述正交试验方案的振动 参数健康值得到对应 的所述正交试验方案的整体振动健康状态； 所述方案健康状态确定单 元， 具体包括： 位移健康值确定子单元， 用于对于任意一个正交试验方案， 根据所述正交试验方案的 振动位移得到齿轮箱的低速 输入轴轴向振动位移健康值； 速度健康值确定子单元， 用于根据 所述正交试验方案的振动速度得到所述齿轮箱的低 速输入轴X方向振动速度健康值和低速 输入轴Y方向振动速度健康值； 加速度健康值确定子单元， 用于根据 所述正交试验方案的振动加速度得到所述齿轮箱 的高速输出轴X方向振动加速度健康值和高速 输出轴Y方向振动加速度健康值； 振动健康状态确定子单元， 用于根据所述低速输入轴轴向振动位移健康值、 所述低速 输入轴X方向振动速度健康值、 所述低速输入轴Y方向振动速度健康 值、 所述高速输出轴X方 向振动加速度健康值和所述高速输出轴Y方向振动加速度健康值得到所述正交试验方案的 整体振动健康状态。权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 113987713 B 3