การวิเคราะห์และออกแบบชุดเกียร์เพิ่มความเร็วสำหรับกังหันลมความเร็วต่ำ

Analysis and design of speed-up gearbox for low-wind-speed wind turbine.

Name: ไปรเมท อารยนันท์

ThaSH: เฟือง -- การผลิต

ThaSH: การวางแผนการผลิต

ThaSH: ไฟไนต์เอลิเมนต์

ThaSH: กังหันลม -- อุปกรณ์ส่งกำลัง -- การผลิต

Abstract: งานวิจัยมุ่งเน้นการวิเคราะห์และออกแบบชุดเฟืองทดสำหรับเพิ่มความเร็วรอบเพื่อใช้ในกังหันลมความเร็วต่ำ ซึ่งมีความจำเป็นต้องออกแบบระบบชุดเฟืองทดกำลังที่มีอัตราทดเฉพาะที่เหมาะสมกับความเร็วรอบการหมุนของใบพัดกังหันลมกับความเร็วรอบและทอร์คของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า อันจะทำให้เครื่องกำเนิดไฟฟ้าสามารถผลิตกระแสไฟฟ้าได้สูงสุดตามคุณลักษณะของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่ระบุไว้ ในการออกแบบชุดเฟืองทดจะใช้การวิเคราะห์ทั้งวิธีการคำนวณตามทฤษฎีฟันเฟืองและการคำนวณด้วยการสร้างแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ด้วยระเบียบวิธีไฟไนต์เอลิเมนต์ พารามิเตอร์ที่เกี่ยวข้องในการออกแบบ ได้แก่ โมดูล จำนวนฟัน ความกว้างของหน้าสัมผัสฟันเฟือง มุมกดของฟันเฟือง ขนาดของเพลาส่งกำลัง ซึ่งพารามิเตอร์เหล่านี้ถูกจำกัดโดยขนาดพื้นที่ติดตั้งและน้ำหนักของอุปกรณ์ต่างๆ ภายในกังหันลม วิทยานิพนธ์นี้นำเสนอผลการวิเคราะห์ความแข็งของเฟืองและความเค้นสัมผัสที่เกิดขึ้นบนฟันเฟืองแบบเฟืองฟันตรงจากการคำนวณด้วยระเบียบวิธีไฟไนต์เอลิเมนต์ ควบคู่ไปกับการเปรียบเทียบการสูญเสียพลังงานของชุดเฟืองที่มีโมดูล 5, 6 และ 7 จำนวนฟันเฟืองเท่ากับ 44, 36 และ 30 มุมกดของฟันเฟือง 20 องศา ความกว้างของหน้าสัมผัสฟันเฟือง 90มม.เฟืองขับส่งผ่านทอร์คขนาด10,566 และ 50,569 นิวตันเมตรจากผลการวิเคราะห์พบว่าความเค้นจะมีค่าสูงสุดตรงบริเวณโคนฟันและค่าความเค้นสูงสุดมีแนวโน้มลดลงเมื่อค่าโมดูลเพิ่มขึ้น สำหรับค่าการสูญเสียกำลังของเฟืองก็จะเพิ่มขึ้นตามค่าโมดูล

Abstract: This research focuses on analyzing and designing the gearbox in order to enhance the rotating speed of the low-speed wind turbine. Regarding to the limitation of the wind speed, the optimizations of the gear ratio and the rotating speed of the blade are vital in order to meet the most efficient conditions of the generator in terms of rotating speed and torque. In this paper, the calculation based on gear theory along with finite element simulation has been conducted. In the design process, module, number of teeth, contact area of the gear teeth, pressure angle of the gear teeth and size of the transmission shaft can be considered as relevant parameters. However, other constraint parameters such as internal installation space and structural weight of the wind turbine must be also retained in the design stage. This thesis presents the analysis of mesh stiffness and contact stress in the spur gear using finite element method along with that of the gear power loss in the case of the gear module being of5, 6 and 7 where the number of gear teeth is 44, 36 and 30, respectively. The pressure angle and the face width are 20degree and 90 mm. The transmission torque is10,566 และ 50,569 N.m. The analysisresult shows that the maximum stress occurs at the root of gear tooth. The value of maximum stress tends to decrease as the module increases. The gear power loss also increases.

มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าพระนครเหนือ. สำนักหอสมุดกลาง

Address: กรุงเทพมหานคร

Email: library@kmutnb.ac.th

Name: อุดมเกียรติ นนทแก้ว

Role: ที่ปรึกษาวิทยานิพนธ์

Email : unk@kmutnb.ac.th

Created: 2558

Modified: 2559-11-10

Issued: 2559-11-10

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

CallNumber: E-THESIS

tha

DegreeName: วิศวกรรมศาสตร์มหาบัณฑิต

Level: ปริญญาโท

Descipline: วิศวกรรมเครื่องกล

Grantor: มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าพระนครเหนือ

©copyrights มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าพระนครเหนือ

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	B16005818.pdf	9.47 MB	35	2024-04-20 15:10:56

ใช้เวลา

0.017521 วินาที