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| 編輯推薦： |
风电齿轮箱属低速重载工业齿轮传动产品，是风力发电机组的核心设备，
主要包括增速齿轮箱（主齿轮箱）、偏航减速器及变桨减速器。风电齿轮箱
既具有单件小批量工业齿轮追求的高性能、高可靠性的特点，又具有批量齿
轮产品追求的质量稳定性和一致性、低成本控制的特性，是一种高度依赖人才、
技术、资金、制造装备和质量管理体系等全制造要素的产品。
本书可使广大读者能够进一步了解我国风电齿轮箱产品的发展情况、存在的问题及
发展方向，充分认识发展战略性新兴产业的重要性，有利于政府和有关部
门制订促进战略性新兴产业发展的相关行业政策和法规，有利于企业向战略
性新兴产业投资；同时，希望也能为风电齿轮箱乃至风电机组相关企业制
订发展战略提供参考，为行业技术人员确定研究方向提供帮助。
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| 內容簡介： |
本书共 9 章，对风电齿轮箱产业的发展思路、发展目标、发展战略、政策进行
了全面、系统的分析研究，对产业发展和目前的瓶颈问题提出了具有指导意义的
建议。第 1 ～ 4 章主要对风电齿轮箱产业的战略地位、现状、发展环境及国外
发展情况进行深入分析，并对国内外风电齿轮箱产业进行了全面对比；
第 5 章介绍了我国风电齿轮箱的产业应用现状；第 6 章介绍了我国风电齿轮箱
本书共 9 章，对风电齿轮箱产业的发展思路、发展目标、发展战略、政策进行
了全面、系统的分析研究，对产业发展和目前的瓶颈问题提出了具有指导意义的
建议。第 1 ～ 4 章主要对风电齿轮箱产业的战略地位、现状、发展环境及国外
发展情况进行深入分析，并对国内外风电齿轮箱产业进行了全面对比；
第 5 章介绍了我国风电齿轮箱的产业应用现状；第 6 章介绍了我国风电齿轮箱
产品的主要结构形式及生产企业情况；第 7 章分析了我国风电齿轮箱的知识产
权情况；第 8 章提出了我国风电齿轮箱产业的发展战略和发展目标；第 9 章指
出我国风电齿轮箱产业发展应采取的措施，并提出了政策建议。
本书将普及性、科学性有机地统一起来，既具有一定的思想、理论深度，又具有
浅显易懂、实用的特点，既适合各级政府和行业决策机构制定政策法规、学术研
究机构规划研究方向参考，也适合企业决策者，技术、管理及市场人员，以及投
资、证券行业及咨询机构的人员在规划、投资、研究、项目实施中使用。
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| 關於作者： |
刘忠明1964年1月出
生，河南浚县人，工学博
士，研究员，博士生导师。
主要从事齿轮传动理论研究
及新产品研发工作，任郑州
机械研究所有限公司副总工
程师、研发中心主任。现兼
任全国减速机标准化委员会
副主任、全国齿轮试验与检刘忠明1964年1月出
生，河南浚县人，工学博
士，研究员，博士生导师。
主要从事齿轮传动理论研究
及新产品研发工作，任郑州
机械研究所有限公司副总工
程师、研发中心主任。现兼
任全国减速机标准化委员会
副主任、全国齿轮试验与检
测技术委员会副主任、机械
传动分会委员、《机械传
动》杂志编委，曾任中国民
主建国会郑州市委员会第
十三、十四届副主任委员，
郑州市政协第十二届委员、
第十三届和十四届常委等。
获成果奖12项，其中国家
科技进步奖二等奖1项、机
械工业科技进步奖一等奖1
项、二等奖3项。先后获得
河南省科技创新先进个人、
河南省科技创新团队带头
人、郑州市科技标兵、郑州
市科技创新团队带头人、郑
州市专业技术拔尖人才、机
械科学研究总院杰出科技专
家、中国机械通用零部件工
业协会成立30周年突出贡献
人物奖等称号。
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| 目錄：
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序言
前言
编写说明
第 1 章 风电齿轮箱的产业背景 ......................... 1
1.1 风力发电 ......................................... 2
1.1.1 风力发电的原理 ................................. 2
1.1.2 风力发电的特点 ................................. 3
1.1.3 风力发电机组发展简史 ........................... 3
1.2 风力发电机组 .................................... 10
1.2.1 风力发电机组的分类 ............................ 10
1.2.2 风力发电机组的工作原理及特点 .................. 13
1.2.3 风力发电机组的主要参数及设计级别 .............. 20
1.2.4 风力发电机组的构成 ............................ 25
1.3 风电齿轮箱 ...................................... 44
1.3.1 风电齿轮箱简介 ................................ 44
1.3.2 风电齿轮箱的要求 .............................. 45
1.3.3 齿轮传动的特点 ................................ 46
1.3.4 结构型式 ...................................... 48
1.3.5 损坏形式 ...................................... 50
1.3.6 运行状态监测及寿命分析 ........................ 52
第 2 章 风电齿轮箱的产业进展 ........................ 55
2.1 世界风电产业发展概况 ............................ 56
2.1.1 全球风电装机总体情况 .......................... 56
2.1.2 全球海上风电发展情况 .......................... 59
2.1.3 未来发展趋势 .................................. 61
2.2 我国风电产业发展概况 ............................ 63
2.2.1 我国风力发电机组总体装机情况 .................. 64
2.2.2 我国海上风电发展情况 .......................... 71
2.2.3 我国风电齿轮箱产业情况 ........................ 73
第 3 章 风电齿轮箱的技术组成与进展 .................. 77
3.1 风电齿轮箱的类型 ................................ 78
3.1.1 增速箱 ........................................ 78
3.1.2 偏航减速器 .................................... 82
3.1.3 变桨减速器 .................................... 84
3.2 风电齿轮箱的技术组成 ............................ 86
3.2.1 设计分析技术 .................................. 86
3.2.2 轴承选型配置与分析技术 ........................ 90
3.2.3 材料热处理技术 ................................ 94
3.2.4 润滑技术 ..................................... 100
3.2.5 在线监测与故障分析技术 ....................... 114
3.2.6 试验验证技术 ................................. 122
3.3 风电齿轮箱的技术进展 ........................... 130
3.3.1 设计制造技术 ................................. 130
3.3.2 优化设计技术 ................................. 133
3.3.3 轴承设计制造技术 ............................. 134
3.3.4 啮合均载技术 ................................. 135
3.3.5 润滑系统设计与分析技术 ....................... 137
3.3.6 监测诊断技术 ................................. 142
3.3.7 可靠性分析技术 ............................... 146
3.3.8 动力学分析技术 ............................... 149
3.3.9 三维建模与虚拟样机仿真技术 ................... 151
3.3.10 功率分流技术 ................................ 152
3.4 国内外的技术优势对比 ........................... 155
3.4.1 设计制造技术对比 ............................. 155
3.4.2 集成化设计软件应用情况对比 ................... 157
3.4.3 国内外风电齿轮箱标准体系建设对比 ............. 158
3.4.4 技术型人才对比 ............................... 160
第 4 章 我国风电齿轮箱的产业发展趋势 ............... 163
4.1 产业整体发展趋势 ............................... 164
4.1.1 产业发展状况分析 ................. ........... 164
4.1.2 产业政策环境分析 ............................. 169
4.2 我国风电齿轮箱产品的发展趋势 ................... 171
4.2.1 风力发电机组的发展趋势 ....................... 171
4.2.2 风电齿轮箱的发展现状 ......................... 178
4.2.3 风电齿轮箱的总体发展方向 ..................... 185
4.3 国内外新产品开发现状 ........................... 185
4.3.1 国外风力发电机组产品开发现状 ................. 186
4.3.2 国内风力发电机组产品开发现状 ................. 191
第 5 章 我国风电齿轮箱的产业应用现状 ............... 197
5.1 整体应用环境 ................................... 198
5.1.1 风电发展目标 ................................. 198
5.1.2 弃风限电问题 ................................. 198
5.1.3 从集中开发模式到分散开发模式 ................. 200
5.1.4 风电市场制造企业格局演变 ..................... 201
5.1.5 风电齿轮箱整体应用情况 ....................... 202
5.1.6 风电齿轮箱代表性生产商 ....................... 205
5.2 主要区域应用情况 ............................... 206
5.2.1 华北地区 ..................................... 207
5.2.2 西北地区 ..................................... 215
5.2.3 东北地区 ..................................... 223
5.2.4 中东南地区 ................................... 225
5.2.5 海上风电 ..................................... 230
5.3 主要机组应用情况 ............................... 231
5.3.1 750kW 机组应用情况 ............. ............. 232
5.3.2 1.5MW 和 2MW 机组应用情况 .................... 234
5.3.3 其他机组 ..................................... 239
5.3.4 海上 4MW 风电机组 ............... ............ 241
5.4 风电齿轮箱应用新动向 ........................... 243
5.4.1 个性化应用 ................................... 244
5.4.2 智能化管理 ................................... 247
5.4.3 运维 ......................................... 248
第 6 章 国内主要风电齿轮箱产品 ..................... 249
6.1 风电齿轮箱的主要结构型式 ....................... 250
6.2 主要企业及产品情况 ............................. 254
第 7 章 风电齿轮箱知识产权情况分析 ................. 291
7.1 国内技术研究情况分析 ........................... 292
7.1.1 数据来源说明 ................................. 292
7.1.2 主要研究机构 ................................. 294
7.1.3 学术文献高产作者 ............................. 296
7.1.4 文献发表情况 ................................. 299
7.1.5 中文文献主要来源 ............................. 300
7.1.6 文献主要基金分布 ............................. 301
7.1.7 高被引用文献 ................................. 302
7.2 国内外技术标准对比分析 ......................... 303
7.2.1 风电齿轮箱相关标准 ........................... 303
7.2.2 齿轮强度计算标准 ............................. 308
7.3 国内学位论文分析 ............................... 317
7.3.1 硕博论文年度变化趋势 ......................... 318
7.3.2 硕博论文产出研究机构 ......................... 319
7.3.3 硕博论文产出机构的地域分布 ................... 321
7.3.4 硕博论文被引用和被下载次数 ................... 322
7.4 近 5 年国内风电齿轮箱专利分析 .................. 325
7.4.1 国内授权专利情况 ............................. 325
7.4.2 授权发明专利 ................................. 332
7.4.3 授权实用新型专利 ............................. 336
7.4.4 授权外观设计专利 ............................. 341
7.4.5 我国在国外申请专利授权情况 ................... 342
第 8 章 风电齿轮箱产业发展战略和发展目标 ........... 347
8.1 风电发展“十三五”规划 ......................... 348
8.2 风电齿轮箱产业与技术发展规划 ................... 349
8.2.1 发展战略 ..................................... 352
8.2.2 产业发展目标 ................................. 354
8.3 风电齿轮箱技术发展路线图 ....................... 357
8.3.1 关键设计技术 ................................. 357
8.3.2 关键制造与装配技术 ........................... 357
8.3.3 润滑、冷却与密封技术 ......................... 358
8.3.4 关键工艺装备技术 ............................. 359
8.3.5 试验与检测技术 ............................... 360
8.3.6 技术路线图 ................................... 361
第 9 章 风电齿轮箱产业发展指导与建议 ............... 363
9.1 政策支持与产业组织推动 ......................... 364
9.1.1 我国风电产业政策汇总 ......................... 364
9.1.2 先进国家风电产业政策 ......................... 366
9.2 转变观念、升级服务 ............................. 374
9.2.1 转变观念 ..................................... 374
9.2.2 升级服务 ..................................... 375
9.3 人才培养和品牌建设 ............................. 376
9.3.1 风电人才培养的意义 ........................... 376
9.3.2 风电人才培养的现状、问题及对策 ............... 376
9.4 创新商业模式和服务模式 ......................... 380
9.4.1 创新商业模式 ................................. 381
9.4.2 创新服务模式 ................................. 382
9.4.3 服务转型、提质增效 ........................... 384
9.5 重点领域 区域寻突破 .......................
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| 內容試閱：
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风电齿轮箱属低速重载工业齿轮传动产品，是风力发电机组的核心设备，
主要包括增速齿轮箱（主齿轮箱）、偏航减速器及变桨减速器。风电齿轮箱
既具有单件小批量工业齿轮追求的高性能、高可靠性的特点，又具有批量齿
轮产品追求的质量稳定性和一致性、低成本控制的特性，是一种高度依赖人才、
技术、资金、制造装备和质量管理体系等全制造要素的产品。
风电齿轮箱产业的发展与其配套的风电机组产业的发展密切相关。我国
自 20 世纪 70 年代开始进行风电机组的开发，20 世纪 90 年代开始引进包括
风电齿轮箱在内的风电机组的设计制造技术，我国曾经是国外各种风电齿轮
箱技术的试验场。20 多年来，我国风电齿轮箱产业发展迅速 , 目前已具有
6MW 以内所有规格风电齿轮箱的设计制造能力，不但满足了我国风电产业快
速发展的市场需求，还实现了批量出口，已成为世界上最大的风电齿轮箱消
费市场和制造基地。我国风电齿轮箱经历了从无到有、从小到大、从弱到强、
从进口到出口的巨变，风电齿轮箱成为我国齿轮行业“十一五”和“十二五”
期间取得辉煌成就的典型代表，是“最耀眼的那颗星”之一。
目前，世界经济的增长动力在减弱，经济的不确定性、不稳定性在增大。
我国实体经济的下行压力加大，产品结构性失衡等问题依然存在，产业发展
重心向战略性新兴产业转移和加快科技创新发展的紧迫性与日俱增，发展战
略性新兴产业已成为世界主要国家抢占新一轮经济和科技发展制高点的重大
战略。本书包括 9 章和 4 个附录，概括论述了我国风电齿轮箱的产业背景、
产业发展情况、技术组成与进展、产业发展趋势、产业应用现状、国内主要
风电齿轮箱产品、知识产权情况分析、发展战略和发展目标、产业发展指导
与建议等。为便于读者使用，书后还以附录形式给出了近 10 年被引用次数
TOP50 的风电齿轮箱论文、近 10 年部分风电齿轮箱博士论文、近 10 年部分
风电齿轮箱硕士论文及近 5 年部分风电齿轮箱授权发明专利。期望通过本书
使广大读者能够进一步了解我国风电齿轮箱产品的发展情况、存在的问题及
发展方向，充分认识发展战略性新兴产业的重要性，以有利于政府和有关部
门制订促进战略性新兴产业发展的相关行业政策和法规，有利于企业向战略
性新兴产业投资；同时，希望本书能为风电齿轮箱乃至风电机组相关企业制
订发展战略提供参考，为行业技术人员确定研究方向提供帮助。
本书由刘忠明任主编。具体分工：第 1 章，王振；第 2 章，王征兵；
第 3 章，李纪强、陈超、刘殷、刘杰、董进朝、刘忠明；第 4 章，颜世铛、
朱帅华、李纪强；第 5 章，张志宏、张海军；第 6 章，袁勇超、袁玉鹏；
第 7 章，李优华、职彦锋、余飞鹏、刘忠明；第 8 章，刘忠明、裴帮；第 9
章，孟令先、张元国、孟令召；附录 A，职彦锋、余飞鹏、李优华；附录
B ～附录 D，李优华。
在本书编写过程中得到了中国机械通用零部件工业协会及其齿轮与电驱
动分会、《机械传动》编辑部等单位的大力帮助，得到了郑州机械研究所有
限公司有关领导的大力支持和研发中心全体同仁的通力合作，书中引用了相
关行业机构和专家的部分数据和资料，在此表示衷心的感谢！
本书涉及的数据、内容较多，编写难度较大，由于编者水平有限，书中
难免存在错误和疏漏，恳请读者谅解和指正。
刘忠明
2019年7月15日
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