由于机组安装在高山、荒野、海滩、海岛等风口处，受无规律的变向变负荷的风力作用以及强阵风的冲击，常年经受酷暑严寒和极端温差的影响，加之所处自然环境交通不便，齿轮

箱安装在塔顶的狭小空间内，一旦出现故障，修复非常困难，故对其可靠性和使用寿命都提出了比一般机械高得多的要求。例如对构件材料的要求，除了常规状态下机械性能外，还应该具有低温状态下抗冷脆性等特性；应保证齿轮箱平稳工作，防止振动和冲击；保证充分的润滑条件，等等。对冬夏温差巨大的地区，要配置合适的加热和冷却装置。还要设置监控点，对运转和润滑状态进行遥控。

不同形式的风力发电机组有不一样的要求，齿轮箱的布置形式以及结构也因此而异。在风电界水平轴风力发电机组用固定平行轴齿轮传动和行星齿轮传动最为常见。

风力发电受自然条件的影响，一些特殊气象状况的出现，皆可能导致风电机组发生故障，而狭小的机舱不可能像在地面那样具有牢固的机座基础，整个传动系的动力匹配和扭转振动的因素总是集中反映在某个薄弱环节上，大量的实践证明，这个环节常常是机组中的齿轮箱。因此，加强对齿轮箱的研究，重视对其进行维护保养的工作显得尤为重要。

通常风轮的转速很低，远达不到发电机发电所要求的转速，必须通过齿轮箱齿轮副的增速作用来实现，故也将齿轮箱称之为增速箱。根据机组的总体布置要求，有时将与风轮轮毂直接相连的传动轴（俗称大轴）与齿轮箱合为一体，也有将大轴与齿轮箱分别布置，其间利用胀紧套装置或联轴节连接的结构。为了增加机组的制动能力，常常在齿轮箱的输入端或输出端设置刹车装置，配合叶尖制动（定桨距风轮）或变桨距制动装置共同对机组传动系统进行联合制动。

本书系统地介绍了典型风力发电机组传动系统工作原理与结构形式、齿轮箱传动方案设计、部件参数设计与计算、齿轮啮合与动态特性分析、关键零部件制造及装配技术以及风电齿轮箱试验测试与认证方法，从设计、分析、制造、试验及认证全流程阐述风电齿轮箱设计开发过程中的关键技术。

本书可供从事风电齿轮箱设计、分析、测试、认证等方面工作的专业技术人员使用，也可作为高等院校机械工程相关专业的本科生和研究生的参考教材。

朱才朝，男，博士，重庆大学二级教授、博士生导师、科学技术发展研究院常务副院长，有突出贡献中青年专家，享受国务院政府津贴。先后入选“百千万人才工程”人才、教育部新世纪人才、重庆市首批学术学科领军人才、重庆市首批科技创新领军人才，重庆市学术技术带头人。任中国精密重载齿轮传动技术创新战略联盟副理事长，中国机械工程学会机械传动分会、机械设计分会委员，重庆市机械工程学会理事长，重庆科学城产业创新联盟理事长，国家海上风力发电工程技术研究中心学术委员会委员，浙江省齿轮传动与摩擦材料研究重点实验室学术委员会主任，《机械传动》《重庆大学学报》《International Journal of Rotating Machinery》编委。承担国家自然科学基金重点/面上、国家重点研发技术、国家科技支撑计划、国家科技重大专项等在内的科研项目50余项，获国家科学技术进步奖二等奖2 项、教育部和重庆市等省部级科学技术进步奖一等奖4 项、发明和科技进步奖二等奖5 项；发表论文200 余篇，其中SCI、EI 收录180 余篇；出版专著2部；获国家专利43 项，软件著作权5 项，制订国家标准1 项，培养博士/硕士100 余人。2100433B

与其它工业齿轮箱相比，由于风电齿轮箱安装在距地面几十米甚至一百多米高的狭小机舱内，其本身的体积和重量对机舱、塔架、基础、机组风载、安装维修费用等都有重要影响，因此，减小外形尺寸和减轻重量显得尤为重要。同时，由于维修不便、维修成本高，通常要求齿轮箱的设计寿命为20年，对可靠性的要求也极其苛刻。由于尺寸和重量与可靠性往往是一对不可调和的矛盾，因此风电齿轮箱的设计制造往往陷入两难的境地。总体设计阶段应在满足可靠性和工作寿命要求的前提下，以最小体积、最小重量为目标进行传动方案的比较和优化；结构设计应以满足传递功率和空间限制为前提，尽量考虑结构简单、运行可靠、维修方便；在制造过程的每一个环节应确保产品质量；在运行中应对齿轮箱运行状态(轴承温度、振动、油液温度及品质变化等)进行实时监测并按规范进行日常维护。

由于叶尖线速度不能过高，因此随着单机容量的增大，齿轮箱的额定输入转速逐渐降低，兆瓦以上级机组的额定转速一般不超过20r/min。另一方面，发电机的额定转速一般为1500或1800r/min，因此大型风电增速齿轮箱的速比一般在75～100左右。为了减小齿轮箱的体积，500kw以上的风电增速箱通常采用功率分流的行星传动；500kw～1000kw常见结构有2级平行轴 1级行星和1级平行轴 2级行星传动两种形式；兆瓦级齿轮箱多采用2级平行轴 1级行星传动的结构。由于行星传动结构相对复杂，而且大型内齿圈加工困难，成本较高，即使采用2级行星传动，也以NW传动形式最为常见 。