🔧 机构分析
Mechanism Analysis
热门
⚙️

齿轮传动分析

直齿、斜齿、锥齿轮的运动仿真与参数分析,自动计算传动比与接触应力

📊 12参数🔄 动态仿真📈 3D视图
🔗

连杆机构分析

四杆、曲柄摇杆机构的轨迹规划与运动仿真,实时计算位移/速度/加速度

📐 运动学🎯 轨迹优化📊 图表
🔄

凸轮机构分析

从动件运动规律设计,支持等速/等加速/简谐/摆线等多种运动曲线

📏 行程⚡ 速度🔧 压力角
🪐

行星轮系分析

周转轮系与复合轮系的传动比计算,差动轮系的速度合成与分解

🔢 速比🔄 多级📐 布局
📐

空间机构分析

万向节、螺旋副、球面副的三维运动分析,空间自由度计算

🌐 3D🔗 6-DOF📏 矩阵

机构动力学分析

惯性力平衡、动态静力分析、等效力学模型建立与求解

⚡ 惯性力⚖️ 平衡📊 FEM
🔍 零件优化
Parts Optimization

⚙️ 齿轮参数优化

已优化
2.5 mm
Z=28
20°
32 mm
1.52
1.2 kg

🔩 螺栓连接优化

待优化
M12
42 kN
6颗
60 mm
0.89
8.8级

📏 轴系优化

已优化
45 mm
320 mm
1450 rpm
180 N·m
10⁷ cycles
0.12 mm

🔵 轴承选型优化

待优化
深沟球
40 mm
29.5 kN
18.0 kN
18k h
脂润滑
🔩 相关领域应用模块
☀️

太阳能光伏

光伏支架结构分析、跟踪系统传动优化、风载荷与雪载荷计算,支持定日镜与单双轴追踪方案

支架设计跟踪系统载荷分析
🌬️

风力发电机 🔥 热门

增速齿轮箱优化、偏航系统设计、变桨机构分析、塔筒疲劳强度校核与传动链效率计算

金风16MW增速箱疲劳分析
🇨🇳 大国重器
🚗

新能源汽车

电驱动系统传动设计、差速器优化、半轴强度分析、电池包结构轻量化与热管理方案

电驱动差速器轻量化
🦾

工业机械手

关节臂运动学分析、末端执行器设计、传动系统优化、抓取力计算与轻量化结构方案

运动学执行器结构优化
🌬️ 风电齿轮箱零件优化
Wind Turbine Gearbox Optimization · 金风 GWH252‑16MW
🤖 AI优化
⚙️ 行星轮轻量化优化
☀️ 太阳轮接触疲劳优化
⭕ 齿圈结构刚度优化
🔧 平行级弯曲强度优化
🎯 多目标全局优化
📊 一键生成优化报告
📐 参数设置
📊 载荷谱
🔍 系统诊断
🎨 CAD设计
🇨🇳 大国重器 · 央视报道

金风 GWH252‑16MW 海上风机

全球单机容量最大的直驱永磁海上风电机组,叶轮直径252米,单台年发电量约6600万度,相当于满足3.6万户家庭全年用电。其增速齿轮箱采用两级行星+一级平行轴结构,传动比约1:100,是机械设计教学的绝佳工程案例。

16 MW
额定功率
252 m
叶轮直径
146 m
轮毂高度
6600万
度/年发电量
0:00 / 0:00
📐 GWH252‑16MW 齿轮箱工程参数
⚙️ 齿轮箱结构
▸ 两级行星 (NGW型) + 一级平行轴
▸ 总传动比 i≈1:100
▸ 第一级行星:3行星轮
▸ 第二级行星:4行星轮
▸ 输入转速 ~10 rpm
▸ 输出转速 ~1000 rpm
📏 关键齿轮参数
▸ 行星级模数 m=12mm
▸ 平行级模数 m=16mm
▸ 太阳轮 Zs=21 (渗碳淬火)
▸ 行星轮 Zp=42 (18CrNiMo7-6)
▸ 齿圈 Zr=105 (QT700-2)
▸ 齿面硬度 HRC58-62
⚡ 载荷与工况
▸ 额定输入扭矩 ~1.6 MN·m
▸ 设计寿命 ≥20年
▸ 工作环境 海上·盐雾
▸ 温度范围 -20°C ~ +45°C
▸ 冲击系数 Kₐ=1.25
▸ 可靠性要求 ≥99%
⚙️ GWH252-16MW 齿轮箱结构示意图(两级行星+一级平行轴)
第1级 · 行星 (NGW) 输入 ~10 rpm 3行星轮 · i₁≈5 ~50 rpm 第2级 · 行星 (NGW) 4行星轮 · i₂≈5 ~250 rpm 第3级 · 平行轴 (斜齿轮) 小齿轮 z₁=17 大齿轮 z₂≈72 输出 ~1000 rpm · m=16mm ~1000 rpm 发电机 ~16 MW 渗碳淬火齿轮 合金钢齿圈 箱体
🔄 总传动比 ≈ 1:100 📐 模数:行星级12mm / 平行级16mm 🔩 材料:17CrNiMo6 / 18CrNiMo7-6
🏆

🏆 齿轮零件优化闯关挑战

结合"高认知,强交互"方式,通过基础测试后解锁AI优化工作台

1
失效识别
了解金风GWH252-16MW基本工况,识别齿轮主要失效形式
● 当前挑战
2
准则构建
分析齿轮发生的主要失效形式,确定相应设计准则
🔒 未解锁
点击当前亮起的卡片即可开始挑战 · 按顺序通关
模块标题
🎉

同学

🏆 恭喜你已完成全部闯关关卡!
点击下方按钮进入任务分组盲选界面,
翻看任务卡挑选你的专项工程优化挑战。
🖥️ 系统设计
System Design
🔧⚙️

减速器系统设计

快速设计单级/多级齿轮减速器,自动完成传动比分配、齿轮参数计算与轴系布局

齿轮轴系箱体润滑
📊 参数化设计
🛗🔗

传动系统设计

完整传动链设计:带传动、链传动、齿轮传动组合选型,效率优化与布置方案

V带链轮效率布局
🔗 多级传动
📐📏

公差配合系统

自动推荐配合公差,尺寸链校验,最大实体原则与包容要求的合规性检查

公差配合GD&TMBD
📏 精度设计
🔄📊

整体方案设计

从功能需求出发,生成完整的机械系统设计方案,包含布局图、零部件清单与成本估算

方案布局BOM成本
📋 智能生成
💬 学习社区
Learning Community

齿轮齿面点蚀的根本原因及改进措施讨论

精华

在闭式软齿面齿轮传动中,齿面点蚀是最常见的失效形式。大家有什么好的改进建议?

求助:轴系的临界转速计算问题

求助

一根阶梯轴两端轴承支撑,中间安装一个齿轮,如何准确计算其临界转速?

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有限元分析在机械设计中的应用经验分享

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完成实验
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讨论帖
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学习进度
0
积分

📊 学习进度

机构分析85%
零件优化62%
系统设计48%
齿轮传动91%
轴承选型76%

🏆 成就徽章

🔩
初识机械
⚙️
齿轮大师
📐
绘图能手
🧮
计算达人
🔥
连续签到
🏅
实验先锋

AutoDesk CAD 设计空间

物体数1
网格10 mm
🖱️ 拖拽旋转 · 滚轮缩放 · 右键平移
📖
知识点回顾
💡 以上是相关知识要点,请结合课堂所学,独立回答问题。不会直接给出答案。

🤖 AI优化工作台 GWH252-16MW 风电齿轮箱

🧮
强度计算
优化设定 · 应力云图 · 3D仿真
进入 ▸
🔬
工程决策
多维度权重 · 方案排序 · 决策推理
进入 ▸
📝
反思总结
优化报告 · 错题回顾 · 能力雷达
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📝 课前检测 答题后方可进入强度计算

📝 单选题:
AI优化齿轮参数时,会自动遍历大量参数组合,其核心优势是什么?

🧮 强度计算 优化设定 · 应力分析 · 3D仿真

🎯 优化设定
📐 齿轮参数录入
🌡️ 齿轮应力云图 · von Mises 有限元分析 · 啮合应力分布
最大
最小
σmax=-- MPa
⚙️ 斜齿轮3D啮合仿真 Three.js · 实时交互 🖱 拖拽旋转 · 滚轮缩放
⚙️ 3D模型加载中...

🔬 工程决策 多维度权重评估 · 方案排序 · 决策推理

接触强度校核
SH = 1.52 ≥ 1.1
σH = 1120 MPa ≤ [σH]
合格
弯曲强度校核
SF = 1.42 ≥ 1.25
σF = 345 MPa ≤ [σF]
合格
📋 备选方案强度校核摘要
方案A · 航空航天传动SH=1.52 SF=1.42 ✅
方案B · 通用工业减速器SH=1.38 SF=1.30 ✅
方案C · 精密高速传动SH=1.48 SF=1.45 ✅
方案D · 绿色能源设备SH=1.35 SF=1.38 ✅
🌬️ 风电整机能效曲线 实时
98.2 % 传动效率
16.0 MW 额定功率
0.485 风能系数Cp

🎚️ 决策权重设定 拖动滑块 0-10 分

合计: 0
⚡ 性能 0 0%
💰 成本 0 0%
🔩 耐久 0 0%
🌱 环保 0 0%
⚠ 请至少为其中一个维度设置大于0的权重
📌 预设模板(一键填入)
📊 综合得分排序 请先设定权重
🎚️ 拖动上方权重滑块
系统将自动计算并排序方案
说明你选择该方案的原因(≥20字)
0/20 字

🧮 强度计算 AI互动问答 · 公式参考《机械设计基础》

💬 AI互动问答区
🤖
你好!我是强度计算AI助手 🧮

我已参考《机械设计基础》中斜齿轮的重量重合度疲劳寿命计算公式。请提出你关于齿轮强度计算的疑问。

💡 例如:"齿轮重量如何计算?"、"重合度受哪些参数影响?"、"弯曲疲劳寿命公式是什么?"
📐 公式速查
🔹 齿轮重量
W ≈ ρ × b × π × d² / 4
d = mn × z / cos(β)
🔹 轴向重合度
εβ = b × sin(β) / (π × mn)
εγ = εα + εβ ≥ 1.7
🔹 接触疲劳寿命
NH = (σHlimH)6 × 10⁷
LhH = NH / (60 × n)
🔹 弯曲疲劳寿命
NF = (σFlimF)9 × 10⁶
LhF = NF / (60 × n)

🔬 工程决策 AI赋能工程分析 · 优化前后对比判断

💬 工程决策互动区
🤖
你好!我是工程决策AI助手 🔬

我已经完成了本组齿轮的参数优化。现在请你思考:为什么这些参数调整能够实现优化目标?

💡 例如:"减小模数+增大齿宽为什么能同时减重又保强度?"、"优化方案是否满足所有约束?"
📋 决策参考
🔹 参数协同逻辑
模数↓→ 减重 + 强度↓
齿宽↑→ 强度↑ + 重量↑
两者配合→ 均衡最优
🔹 约束验证
SF ≥ 1.25,SH ≥ 1.1
重量 ≤ 初始值105%
优化后必须全部满足
🔹 工程价值
寿命提升 + 安全达标 + 轻量化
三者兼顾 = 成功的参数优化

📝 反思总结 优化报告 · 错题回顾 · 能力雷达

🏁
恭喜完成所有优化操作!
你已完成了从失效识别 → 准则构建 → 强度计算 → 工程决策的完整齿轮优化流程。请填写反思总结,系统将生成个人优化报告
✍️ 优化过程总结 (至少3句话/100字)
已输入 0 句(需 ≥3句) ≥100字
💡 工程思维拓展 (≥30字)

结合本次操作,思考:强度公式与工程实际优化之间有什么关联?除了强度公式,还会考虑哪些额外工程因素?

0/30 字

🎯 能力雷达图 薄弱点诊断

--
🔴 薄弱 (<60%) 🟠 一般 (60~80%) 🟢 良好 (>80%)
📋 错题记录
加载错题记录中...
🎯 精准学习资源推送 模块6
🎬 微课:《齿面胶合失效与抗胶合设计》
📝 例题:《高速重载减速器齿轮参数优化设计》
🌐 拓展:《风电齿轮箱典型失效与优化案例》
🎮 互动:解锁"齿轮失效形式判断"闯关题

🌬️ 风电整机能效曲线分析 GWH252-16MW · 实时仿真

📈 整机功率与效率特性曲线 ● 实时
输出功率 (MW)
传动效率 (%)
风能利用系数 Cp
额定功率 16MW
⚡ 运行指标
12.5 m/s 当前风速
16.0 MW 实时功率
98.2 % 传动效率
0.485 风能系数Cp
1.62 MN·m 输入扭矩
10.2 rpm 叶轮转速
📊 年发电量统计
等效满发小时数 3,856 h
年发电量 6,170 万kWh
容量系数 44.0 %
🌡️ 关键参数
切入风速3.0 m/s
额定风速10.8 m/s
切出风速25.0 m/s
设计寿命≥25年
齿轮箱传动比1:100
叶轮直径252 m
扫风面积49,867 m²

🔗 3s齿轮箱组优化空间 GWH252-16MW · 多物理场协同仿真

🧊 齿轮箱组3D布局 Three.js 实时渲染
🔧⚙️

3D模型加载中...
两级行星+一级平行轴

📊 关键性能参数 优化对比
4,280 kg 总重量
98.2 % 传动效率
42.6 N·m/kg 转矩密度
1.52 综合安全系数
68.5 dB 振动噪声
20 设计寿命
⚙️ 齿轮箱参数 3s组
一级行星轮3个 已优化
二级行星轮4个 已优化
平行轴齿轮对1对
总传动比1:100.4
输入转速10.2 rpm
输出转速1020 rpm
额定扭矩(输入端)1.6 MN·m
润滑方式压力喷油
📈 优化空间评估 AI预测
重量优化潜力-12.5%
效率提升潜力+0.8%
噪声降低潜力-3.2 dB
成本降低潜力-8.6%
🔄 多物理场耦合
结构场已完成
温度场进行中
流场待启动
声场待启动
⚙️ 齿轮基础参数 智能体联动工况
齿制类型 渐开线斜齿圆柱齿轮 (风电高速级标配)
压力角 α °
螺旋角 β ° (18~22)
精度等级 海上默认6级
齿面形式 硬齿面(渗碳淬火+磨齿)
材料 18CrNiMo7-6

📐 齿轮强度设计计算 弯曲强度设计 → 接触强度校核 · 自动迭代收敛

⚙️ 工况输入参数
传递功率 P16000 kW
小齿轮转速 n₁1500 r/min
传动比 i5.0
原动机电动机
载荷特性中等冲击
设计寿命 Lh200000 h
📏 设计参数设定
1 按齿根弯曲强度设计 待计算
2 按齿面接触强度校核 待计算
3 迭代优化与收敛 待计算
⚙️ 三维齿轮简图预览
⚙️
计算完成后显示齿轮简图
🤖 1
🤖
小智 · AI设计助手
在线 · 本地模式
你好!我是小智 🤖
我可以帮你分析齿轮参数、优化设计、校核强度。点击🎤可以使用语音输入。请问有什么可以帮你的? 刚刚
⚙️ 齿轮强度校核 📉 轻量化优化 🔬 材料推荐 📊 生成报告
任务卡详情

📋 任务分组 · 盲选挑战

六张任务卡已随机排列,点击任意卡片查看详情并开始你的专项优化挑战