如圖9 左圖所示， 傳統(tǒng)機(jī)組在風(fēng)輪和齒輪箱之間采用主軸傳遞動力并承受來自風(fēng)輪大部分異常負(fù)荷，降低了齒輪損傷的風(fēng)險。但這會延長機(jī)艙長度，增大機(jī)艙體積，在較小功率的機(jī)組上這種影響還不太明顯。
　　隨著功率的增大，主軸的直徑和重量也與之遞增，3MW 以上機(jī)組布置傳動軸系時，又大又重的主軸成為機(jī)艙減重的目標(biāo)，設(shè)計時傾向于采用直連方式。如圖9 右圖所示的結(jié)構(gòu)那樣，風(fēng)輪通過一個承受三個方向載荷巨大的滾錐軸承掛在機(jī)座上，直接將動力傳至齒輪裝置。隨之帶來的難題是超大型雙排滾錐軸承的研制和齒輪傳動裝置的高強(qiáng)度、高功率密度設(shè)計與制造、軸系動態(tài)邊緣條件的設(shè)定等等，這些都應(yīng)在確定采用“直連”方案之前找出行之有效的解決辦法。
　　盡管直驅(qū)式風(fēng)電機(jī)組具有簡化傳動結(jié)構(gòu)的特點，在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組容量越來越向大型化發(fā)展的今天，過于龐大的低速發(fā)電機(jī)造成的運(yùn)輸、吊裝難題，加上較高制造成本的條件限制，不得不回過頭來思考如何減小機(jī)構(gòu)的體積和重量以及降低成本的途徑。適當(dāng)運(yùn)用齒輪增速或利用功率分流的方法是解決問題的思路之一。
　　在風(fēng)輪和低速電機(jī)之間利用較小增速比的齒輪傳動減小電機(jī)結(jié)構(gòu)尺寸的所謂“半直驅(qū)”或“混合傳動”類型的機(jī)組已有不少應(yīng)用實例。圖10 的傳動形式是在風(fēng)輪和電機(jī)之間增設(shè)了兩級齒輪傳動（一級行星和一級定軸齒輪傳動）來提高電機(jī)的轉(zhuǎn)速，使機(jī)組能夠采用尺寸更小的永磁電機(jī)，取得更為緊湊的結(jié)構(gòu)。
　　也可以采用功率分流的方法減小機(jī)艙體積。圖11 所示的分流機(jī)型在國外已有應(yīng)用。這個機(jī)組的風(fēng)輪通過主軸上的大齒輪將功率等分傳給四根中間軸，再通過四組齒輪增速傳遞至四個電機(jī)，這樣就可以以小代大，既獲得大電機(jī)的容量，又能夠?qū)C(jī)艙體積縮小。這種齒輪傳動結(jié)構(gòu)的難點是四個分流軸的均載問題，如能合理解決，不失為以小制勝的好方案。
　　齒輪箱主要零部件應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度，能承受風(fēng)力發(fā)電機(jī)組各種工況下的動、靜載荷。齒輪箱上的動負(fù)荷取決于輸入端（風(fēng)輪）、輸出端（發(fā)電機(jī)）的特性和主、從動部件（軸和聯(lián)軸器）的質(zhì)量、剛度和阻尼值、風(fēng)力發(fā)電機(jī)組機(jī)艙的布置形式、控制和制動方式以及外部工作條件。
　　實際上齒輪箱不再作為孤立的個體，而是為整個傳動系統(tǒng)的一個組成部分；傳動系統(tǒng)的運(yùn)
行可靠性也不再只是通過單獨校核各部件的承載能力來表示，設(shè)計時愈來愈多地傾向于以整個傳動系統(tǒng)的動態(tài)模擬結(jié)果為基礎(chǔ)來考慮其運(yùn)行可靠性。為此要建立整個機(jī)組的動態(tài)仿真模型，對啟動、運(yùn)行、空轉(zhuǎn)、停機(jī)、正常啟動、制動和緊急制動等各種工況進(jìn)行模擬，針對不同的機(jī)型得出相應(yīng)的動態(tài)功率曲線，利用專用的設(shè)計軟件進(jìn)行分析計算，求出零部
件的設(shè)計載荷并以此為依據(jù)，對齒輪箱主要零部件作強(qiáng)度計算。
　　在進(jìn)行建模時要充分考慮以下因素：惡劣的環(huán)境條件（極端溫度、濕度、沙塵、……）多變的風(fēng)況（風(fēng)向、風(fēng)速、風(fēng)暴、湍流……）；頻繁的啟動和制動/ 停機(jī)和緊急停機(jī), 前風(fēng)輪和后電機(jī)突變載荷沖擊；傳動鏈動態(tài)設(shè)計和載荷分配；高功率密度、大速比增速傳動的特點；零部件設(shè)計和材料特性要求；冷卻、潤滑條件；抗點蝕、抗疲勞損壞要求；噪聲和振動；長壽命要求等等。
　　從建立簡化的傳動系統(tǒng)模型入手，模擬實際工況，分析載荷與各組成件的剛度的關(guān)系。運(yùn)用有限元、斷裂力學(xué)等工具計算系統(tǒng)的動態(tài)特性并分析各級模態(tài)振型和頻率，從而改進(jìn)傳動鏈布置。采取措施減少齒輪傳動誤差，減少嚙合力，優(yōu)化的齒形參數(shù)，避開系統(tǒng)共振響應(yīng)點。
　　載荷譜和極限載荷是齒輪箱的設(shè)計計算基礎(chǔ)。載荷譜應(yīng)當(dāng)體現(xiàn)出齒輪箱在其設(shè)計使用壽命內(nèi)的整個運(yùn)行過程中所承受的所有負(fù)荷。包括安裝地的正常運(yùn)行負(fù)荷和由極限風(fēng)速或三維湍流工況引起的最高運(yùn)行負(fù)荷，以及由于突然調(diào)距或葉梢展開或機(jī)械制動等原因引起的瞬時峰值負(fù)荷。