1、 目录 第一章绪论第一章绪论1 1.1 设计小型风力发电机的依据和意义 1 1.2 国内外风力发电现状与发展趋势 . 2 1.3 我国风能利用存在问题 2 1.4 国内风力发电前景 3 第二章小型风力机设计制造的基本理论第二章小型风力机设计制造的基本理论4 2.1 小型风力机的基本概念和性能 4 2.1.1 风力机的分类与特点. 4 2.1.2 小型风力发电系统的结构和特性4 2.1.3 小型风力发电系统的选择与选址6 2.2 风力机叶片的设计与制作 7 2.2.1 叶片设计的空气动力学原理. 7 2.2.2 水平轴与垂直轴叶片设计方法的理论对比. . 8 第三章小型风力发电机的总体方案确定第
2、三章小型风力发电机的总体方案确定.10 3.1 总体方案设计 10 3.2 风力机基本结构 10 3.3 基本参数的选择与计算 10 3.3.1 设计前提条件. 10 3.3.2 基本参数的确定. 11 第四章主要工作部件的参数选择与计算第四章主要工作部件的参数选择与计算.13 4.1 叶片装置设计13 4.1.2 叶片外形设计. 13 4.1.3 计算叶片的实际安装角 . .17 4.1.4 风轮叶片在转动中受力及风轮轴受力分析 .21 4.2 调向装置设计.23 4.3 调速装置设计.24 第五章传动系统设计与计算第五章传动系统设计与计算25 5.1 传动特点.25 5.2 风力发电机总体
3、及动力系统布置. .25 5.3 整机传动参数设计.25 第六章部分零件设计计算第六章部分零件设计计算29 6.1 圆柱斜齿轮传动的几何尺寸计算. .29 6.1.1 选材料、热处理方法、定精度等级 .29 6.1.2 按照接触强度进行初步计算 .29 6.1.3 齿根弯曲强度校核 .31 第七章轴的设计与校核第七章轴的设计与校核. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 7.1 增速器低速轴各力计算.34 7.2 初步确定轴的最小直径 34 7.3 轴的结构设计 34 7.3.1 拟定轴上零件的装配方案34 7
4、.3.2 根据轴的定位要求确定轴上各段直径和长度. 35 7.3.3 求轴上载荷及轴的校核.36 第八章技术经济分析第八章技术经济分析38 8.1 生产成本概算 38 8.2 项目未来市场分析.39 8.3 项目的生态效果与社会效益评价 40 第九章结论第九章结论.41 参考文献参考文献.43 致谢致谢.44 1 第一章第一章 绪论绪论 1.1 1.1 设计小型风力发电机的依据和意义设计小型风力发电机的依据和意义 随着人类对生态环境的要求和能源的需求，风能的开发日益受到重视，风力 发电将成为 21 世纪大规模开发的一种可再生清洁能源。在可再生能源领域，风能 与太阳能是最具远大产业前景的行业。从
5、我国现状看，由于风电处于快速发展的 启动期，更具备商业化条件。风力发电与太阳能相比，在能量转换率、发电时间、 产业规模、技术成熟度等许多产业特性上都有优势。 风能是一种最具活力的可再生能源，它实质上是太阳能的转化形式，因此可 以认为是取之不尽的，风能的利用将可能改变人类长期依赖化石燃料和核燃料的 局面。风电的单位电量成本约为火电的 2 倍左右，而太阳能则为 10 倍左右，虽然 随着技术进步，两者的成本都有降低的趋势，但在可预见的未来，风电行业较光 伏行业仍会具有低成本的优势，因而将获得更快的发展速度。风能利用就是将风 的动能转换为机械能，再装换成其他能量形式。风的动能通过风轮机装换成机械 能，
6、再带动发动机发电，转换为电能。 世界各国研制的风力机的形态和种类很多，对于目前比较成熟的风力机，通 常可按主轴方向分为两大类：一类为水平轴风力发电机，一类为垂直轴风力发电 机。水平轴风力发电机的结构特征是风轮的旋转平面与风向垂直，旋转轴和地面 平行。该种风力发电机的主要部件有叶片、传动轴、齿轮变速箱、发电机、尾翼 和塔架等。风轮上的叶片与旋转平面成一定角度，叶片数目的多少视风力机的用 途而定。用于发电的风力机叶片数大多为 2 片或 3 片，用于风力提水的风力机一 般为 1224 片。叶片少的风力机通常为高速风力机，它在高速运行时有较高的风 能利用系数，但启动风速较高。由于其叶片数很少，在输出同样功率的条件下， 比低速风轮要轻得多，因此适用于发电。水平轴风力发电机是目前技术最成熟、 生产应用最广泛的一种风力发电机。目前 10KW 以下的风力发电机，特别是几百瓦 的充电式微型风力发电机绝大多数是水平轴式的。 2 1.21.2 国内外风力发电现状与发展趋势国内外风力发
