风力发电是环境友好型能源的重要来源,最近几年已变地越来越重要。风力发电作为一种新能源,目前它在全球的增长速度也是各新能源中最快的。风能是现有能源中最便宜的可更新的能源;风力发电不需要燃料,没有废弃物问题;风能不会产生辐射或二氧化碳公害;不会影响生态环境、大气气候和地质灾害等,对环境的影响较小,许多国家已计划在不久的将来大力投资风力发电。风电机组大多安装在海上、高山、沙漠等偏远地区,其风载变化很大。结果是,每一次阵风冲击风力发电机,可以观察到一个快速和强大的电输出功率的变化。这些负载变化不仅需要一个稳固的电网,使其稳定运行,也需要一个可靠的机械零件和系统,来对抗在负载不断变化中产生的应力。因此为了设计高可靠性的机械结构,特别是在高功率下,设计和制造成本将会变得昂贵。数据显示世界上风力发电机组的12%的故障来自于齿轮箱。而在风电齿轮箱各零件中,齿轮故障率高达60%以上,齿轮故障失效导致风电机组停机,造成的损失较大。因此,在风电齿轮箱中各级齿轮在运行过程中,对其进行强度和可靠性分析,为设计和制造工程中提供理论依据,从而降低齿轮失效率具有极其重要的意义。本文的研究对象为某公司的2.5 MW风力发电机中的核心零部件——齿轮箱。主要研究内容及流程如下:Solidworks软件中对三级齿轮系统建三维模型、装配、检查和排除干涉;利用Solidworks与有限元软件ANSYS的对接接口,在将三维模型导入到有限元软件中,在材料库中添加新材料并输入相关参数,进行适当的划分网格,设置齿轮接触,施加转动约束和载荷,然后进行热—结构耦合动力学分析;仿真计算得出了各级齿轮等效应力和温度;结合材料性质的离散性、随机风载和齿面摩擦系数的不确定性,在ANSYS Workbench中进行了六西格玛分析并提取应力和温度的概率密度分布;最后利用Copula函数相关性理论计算出了强度破坏和胶合失效两种相关性失效下的可靠度。