风力发电机组齿轮箱和风轮轴要承受无规律的变向变载荷的风力作用以及强阵风的冲击，常年经受酷暑严寒和极端温差的影响。为了增加机组的制动能力，还要在齿轮箱的输入端或输出端或上设置刹车装置，配合空气动力制动对机组传动系统进行联合制动，其工作状态十分恶劣。而且机组多数安装在高山、荒野、海滩、海岛等风口处，所处环境交通不便。齿轮箱安装在塔顶的狭小空间内，一旦出现故障，修复非常困难，故对其可靠性和使用寿命都提出了比一般机械高得多的要求。大量的实践表明，在风力发电机组的传动链中齿轮箱是最薄弱的环节，加强对齿轮箱的研究，重视对其进行维护保养的工作显得尤为重要。由于并网型风力发电机组起停较为频繁，叶轮本身转动惯量又很大，风力发电机组的风轮转速一般都设计在几十转/分。机组容量越大，叶轮直径越长，转速相对就越低，为满足发电机的转速工作条件，在风轮和发电机之间就需要配置齿轮箱增速。由于受到机舱尺寸的限制，风力发电机组的机械传动系统一般都沿机舱轴线布置，齿轮箱采用结构紧凑的行星齿轮箱。随着大型风力发电机组采用的齿轮箱传递扭矩增大，结构更加紧凑、复杂，对风力发电机组设计和制造的要求不断提高。
尽管风力发电机组有很多国际和国家标准，但都是风力发电机的性能、质量标准。目前各制造商风力发电机组的结构设计各不相同，因此对风力发电机结构的标准化会有一定的妨碍，并影响到相关技术的进一步提高。由于风轮轴和齿轮箱在结构上是相互影响的，而传动链的不同方案直接决定了齿轮箱和风轮轴的结构。风轮轴与齿轮箱轴是直接连接的部件，受力和工作状态基本相同，使用的材料和加工工艺也基本相同，所以把它们放在一起进行讲解。
二、齿轮箱和风轮轴的技术要求
齿轮箱和风轮轴作为传递动力的部件，在运行期间同时承受动、静载荷。其动载荷部分取决于风轮、发电机的特性和传动轴、联轴器的质量、刚度、阻尼值以及发电机的外部工作条件。在如此复杂工况下工作的齿轮箱和风轮轴，在方案设计之初就必须进行可靠性分析而设计完成后还要再次进行详细的可靠性分析计算，其中包括精心选取可靠性好的结构和对重要的零部件以及整机进行可靠性估算。
设计必须保证在满足可靠性和预期寿命的前提下进行，力求使结构简化并且重量最轻通常应采用CAD优化设计，确定最佳传动方案，选用合理的设计参数，选择稳定可靠的构件和具有良好力学特性以及在环境极端温差下仍然保持稳定的材料。具体要求如下:
1.齿轮箱的正常工作条件
1)环境温度为-40~50℃，当环境温度低于0℃时应加注防冻型润滑油。
2)负荷是变化的或稳定的、连续运转的或间断运转的。
3)适用于单向或可逆向运转。
4)高速轴最高转速不得超过 2000r/min。
5)外啮合渐开线圆柱齿轮的圆周速度不得超过20m/s，内合渐开线圆柱齿轮的圆周速度不得超过 15m/s。
6)工作环境应为无腐蚀性环境。
2.齿轮箱的设计技术要求
(1)使用寿命
齿轮箱的使用寿命不得低于20年。按照假定寿命最少20年的要求对齿轮箱部件及其零件的设计极限状态和使用极限状态进行极限强度分析、疲劳分析、稳定性和变形极限分析、动力学分析等。分析方法除一般推荐的设计计算方法外，还可采用模拟主机运行条件下进行零部件试验的方法。
(2)机械效率
齿轮箱的机械效率应大于97%，是指在标准条件下应达到的指标。齿轮箱的效率可通过功率损失计算或在试验中实测得到。功率损失主要包括齿轮啮合、轴承摩擦、润滑油飞溅和搅拌损失、风阻损失，以及其他机件阻尼等。齿轮的效率在不同工况下是不一致的。
(3)降噪措施
齿轮箱的噪声应不大于85dB(A)。噪声主要来自各传动件，故应采取相应降低噪声的措施:
1)适当提高齿轮精度，进行齿形修整，增加啮合重合度。
2)提高轴和轴承的刚度。
3)合理布置轴系和轮系传动，避免发生共振。
4)安装时采取必要的减振措施，将齿轮箱的机械振动控制在GB/T8543规定的C级之内。
(4)工作温度齿轮箱最高工作温度不得高于80℃;最低工作温度不得于低10℃;其不同轴承间的温度差不应高于15℃;必要时增设加热装置或冷却装置。
(5)振动要求齿轮箱在工作转速范围内，传动轮系、轴系应不发生共振。齿轮箱的机械振动应符合CB/T8543规定的C级。
(6)密封性能齿轮箱应具有良好的密封性，不应有渗、漏油现象，并能避免水分尘埃及其他杂质进入箱体内部。齿轮箱的清洁度应符合JB/T7929的规定。
(7)低速轴旋转方向除非有特殊要求，一般情况下齿轮箱低速轴旋向应符合下列要求:面对低速轴输入端看，低速轴的旋向为右旋，即顺时针方向。
(8)对防护漆的要求机械加工以后的全部外露表面应涂防护漆，涂层应薄厚均匀表面平整、光滑、颜色均匀一致。对油漆的防腐要求和颜色由供需双方在技术协议中规定。
(9)相关附属设备齿轮箱上应设有相应的观察窗口盖、油标(必要时应设油位报警装置)、油压表(必要时应设油压报警装置)、空气滤清器、透气塞、带磁性垫的放油螺塞(放油阀)以及起重用吊钩等。
(10)过载能力，齿轮箱应允许承受发电机短时间1.5倍额定功率的负荷。