大型风力发电机组的构造核心在于风轮、机械传动系统、发电设备与控制系统。其中，机械传动系统扮演着将风能转化为机械能的关键角色，其内部包括传动轴系、联轴器、齿轮箱、离合器和制动器等部件。为了有效捕捉风能并满足性能控制需求，还需配备偏航传动、变桨距传动等辅助装置。图1展示了一个典型的大型风电机组，左侧的风轮通过主轴将动力传递至右侧的发电机，机舱内的设备则安装在底座上，并由偏航轴承支撑在塔架上。
在特殊的环境和使用条件下，大型风电机组对传动装置提出了特殊要求。如图2所示，外部动载荷、风轮变化多端、电网异常载荷、机舱刚性不足引起的振动、难以估算的载荷谱和极限载荷分布等问题，都是传动装置必须面对的挑战。齿轮箱作为传动轴系中*关键也*脆弱的部件，在机舱内无法像地面那样拥有牢固的机座基础。
皖南电机在齿轮箱设计上需在保证可靠性和预期寿命的前提下，实现结构简化、重量*轻，并便于维护。基于机组参数，通过CAD优化设计和*佳传动方案，选择稳定可靠的结构、具有良好力学特性的材料，并配备完善的润滑、冷却和**系统，是设计齿轮箱的必要条件。
传动装置的设计和部件选择需满足主机要求，根据不同使用条件进行分析对比。主要考虑因素包括主机工况和性能参数、传动系统的载荷分布和结构形式、对传动装置及其联接要求、安全环保要求、寿命要求、经济和效益分析以及运转和维护条件。
传统机组的主齿轮箱用于变换速度和扭矩，使紧凑的标准发电机能够应用于机组。不同功率等级的齿轮箱采用不同的传动形式，如图3所示。在20世纪八十年代，平行轴圆柱齿轮传动装置应用于100到500kW标准风电机组。90年代，风力发电机组平均功率增大到600至800kW，采用筒状行星齿轮传动或行星与平行轴齿轮组合传动，以节省空间并获得更大速比。
图4所示的一级行星两级平行轴齿轮箱是目前应用较广的机组传动结构。为获得高功率密度和大速比，行星级的行星架将动力多分路分流到多个行星轮，再汇合到太阳轮上传至平行轴齿轮。齿轮箱的设计结构根据机组传动轴系的布置方式而定，与主轴一起适用于“两点式”或“三点式”支撑。
对于更大功率的机组，为减小外形尺寸，节省机舱空间，齿轮箱倾向于应用行星、差动和平行轴齿轮组合传动的方式，行星轮数量多于三个，以缩小体积并获取更大的功率密度。图5所示的行星差动和固定轴齿轮组合传动结构已在国产大型风电机组中得到应用。
低速重载行星齿轮传动装置的行星架通常采用双支撑结构，如图6（a）所示。齿轮承载不均匀问题受制造和安装误差、轮齿变形以及温度变化等因素影响。增加弹性元件均载机构可进一步改善载荷分布状况，使用柔性行星轮轴是其中的一种简单有效的形式。
采用四级行星差动组合传动的结构如图8所示，功率分两路传递。齿轮箱的主传动输入级由一级行星齿轮和固定在箱体上的齿圈组成。在第三级差动行星齿轮级上，来自第一级太阳轮和第二级太阳轮的功率流汇合，总增速比可达到200∶1以上。
齿轮箱末级传动采用定轴齿轮副，遵循风电机组齿轮箱非同轴线设计的规则。这是为了在中心孔布置管路或电缆，以便控制叶轮桨叶变距，并产生必要的中心偏移以调节不同的发电机速度输出。
随着功率的增大，主轴的直径和重量也递增，3MW以上机组布置传动轴系时，大而重的主轴成为机舱减重的目标，设计时倾向于采用直连方式。尽管直驱式风电机组简化了传动结构，但在风力发电机组容量向大型化发展的今天，庞大的低速发电机造成的运输、吊装难题以及较高制造成本的条件限制，使得减小机构体积和重量、降低成本成为关键。
在风轮和低速电机之间利用较小增速比的齿轮传动减小电机结构尺寸的所谓“半直驱”或“混合传动”类型的机组已有不少应用实例。图10的传动形式是在风轮和电机之间增设了两级齿轮传动（一级行星和一级定轴齿轮传动）来提高电机的转速，使机组能够采用尺寸更小的永磁电机，取得更为紧凑的结构。
齿轮箱主要零部件应具有足够的强度，能承受风力发电机组各种工况下的动、静载荷。齿轮箱上的动负荷取决于输入端（风轮）、输出端（发电机）的特性、主、从动部件的质量、刚度和阻尼值、机舱的布置形式、控制和制动方式以及外部工作条件。
齿轮箱不再作为孤立的个体，而是整个传动系统的一部分。传动系统的运行可靠性也不再只是通过单独校核各部件的承载能力来表示。设计时，越来越多地倾向于以整个传动系统的动态模拟结果为基础来考虑其运行可靠性。
在建模时，要充分考虑恶劣的环境条件、多变的风况、频繁的启动和制动/停机和紧急停机、传动链动态设计和载荷分配、高功率密度、大速比增速传动的特点、零部件设计和材料特性要求、冷却、润滑条件、抗点蚀、抗疲劳损坏要求、噪声和振动、长寿命要求等因素。
从建立简化的传动系统模型入手，模拟实际工况，分析载荷与各组成件的刚度的关系。运用有限元、断裂力学等工具计算系统的动态特性并分析各级模态振型和频率，从而改进传动链布置。采取措施减少齿轮传动误差，减少啮合力，优化齿形参数，避开系统共振响应点。
载荷谱和极限载荷是齿轮箱的设计计算基础。载荷谱应当体现出齿轮箱在其设计使用寿命内的整个运行过程中所承受的所有负荷，包括正常运行负荷、*高运行负荷和瞬时峰值负荷。安徽皖南电机价格表显示，高性能齿轮箱的价格相对较高，但考虑到其可靠性和长期经济效益，投资是值得的。
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