21世纪由于资源相对缺乏,环境污染日渐严峻,风能因洁净可再生,得到人们的关注。风力发电因具有技术相对成熟、安全、节能的优势,得到了大规模的开发和利用。由于风电设备通常地处偏远区域,检修不易,风能的间歇性与不稳定性,使得风力发电机受到不同程度的冲击载荷,风机的传动系统极易发生故障。针对风电传动系统的关键零部件齿轮箱、传动轴等部分变形、动力学规律进行了研究,在此基础上探讨风电传动系统的故障诊断方法。振动减速箱测试与诊断,进行了风电齿轮箱轴承载荷计算,对齿轮箱的传动轴进行受力分析,寻找合适的附加力角度,得到轴承载荷的范围,给出齿轮箱箱体的应力分布图,建立基于变速箱应变测试进行诊断的方法;风电传动系统的扭转振动诊断,研究了扭转振动测试与信号处理,即利用磁电式传感器,针对扭振测量中含坏点的故障信号,提出一种不断向零电压靠近的双线逼近算法,有效去除故障信号中的坏点,于是可以转化出健康信号,给出了瞬时转速的谐次提取算法,探讨转速各阶谐波函数的变化规律,建立扭振测量的诊断方法。针对风电传动系统扭转振动问题,探讨了可用来减轻振动的板簧扭振减振器力学性质,即基于Bernoulli-Euler梁模型,给出减振器的簧片扭转刚度与强度计算方法,运用有限元方法检验板簧的刚度,进一步研究了铜垫片尺寸、簧片厚度对簧片刚度、强度的影响规律。针对风电传动系统中存在的长传动轴、叶片、立柱等大柔度结构的振动测试,研究了其振动特性受到传感器质量大小的影响明显规律,并建立了基于摄动法的修正方法,并在实验台上验证了方法的可行性。本文的详细内容及结果如下:1)指出风电作为新能源在我国得到了大力推广和使用,给出风电齿轮箱高速、中间、低速轴上各齿轮传动受力和轴承支反力的计算,采用有限元方法计算了齿轮箱的应力值,建立了应力的诊断方法;2)给出了风电传动系统的扭振测量计算,运用安装齿轮盘和传感器的方法采集类似余弦波的电压信号,由于采样频率较高、齿形误差等因素往往造成测试结果失真,具体表现为在电压信号上升沿零电压附近出现上下波动的坏点,这些有故障的坏点给传动轴的扭振测量信号处理带来不便,提出了一种双线逼近算法,可以有效去除异常点,进行传动轴的扭振测量;3)讨论了轴的转速各阶谐次特性,经过傅里叶级数展开,提取瞬时转速各阶谐波函数的振幅和相角,研究振幅与相角的变化规律,结果表明扭振响应快速趋于平稳,测试响应的诊断结果正常;4)为减轻风电传动系统的扭转振动,在输出轴端安装板簧扭振减振器,可调整轴系自然频率,减小轴系转矩峰值。推导了板簧片刚度与应力计算模型,并通过Fortran95程序求解应力值,对扭振减振器的开发与使用提供了借鉴。在减振器的应力与变形研究中,诊断出减振器的设备运转正常;5)风电传动系统的长轴结构振动测试时,传感器质量对加速度测量影响较大,为研究细长结构的自然频率变化规律,推导了考虑传感器质量的动力学模型,并给出了矩阵摄动修正方法,结果表明结构某参数发生小幅变化时,矩阵摄动法的结果与理论解接近,为风电传动系统长轴结构测试提供了计算工具。