风能是目前最具有开发前景的一种绿色能源。风力机的结构形式直接影响到风能的利用效率。近年来人们围绕着风力机的风能利用效率开展了大量的研究工作，取得了许多研究成果。从取得的研究成果来看，有关小型风力机的研究较少。由于小型风力机运行环境与大型风力机不同，如果采用大型风力机结构，其运行效率远低于大型风力机。针对小型风力机存在的问题，本文以小型风力机关键结构优化设计为课题，开展相关研究，具体研究内容及创新点如下：⑴本文首先通过对小型风力机国内外发展现状的分析研究，确立了以风力机的风叶、平稳输出弹簧等关键结构为主要研究内容。⑵通过对小型风力机风叶气动特性的研究，构建了小型风叶动力学模型，以风力机吸收能量最大为目标，对风叶结构进行了优化设计。⑶通过对系统动力稳定性弹簧的分析研究，设计了一种适合小型风力机平稳输出的平面涡卷弹簧，并利用遗传算法对其进行优化。⑷为了验证本理论方法的可行性，利用ADAMS分析软件对风力机传动系统进行了虚拟仿真研究，实现了动载荷下最终端的位移、速度、加速度的输出和齿轮角速度、角加速度的输出；通过ANSYS对风叶的模态分析，避免叶片在工作过程中因发生共振而造成叶片强度降低、结构破损等问题。本课题主要创新点：⑴以风力机吸收能量最大为目标，对风叶结构进行了优化设计；并利用遗传算法对平面涡卷弹簧进行优化。⑵利用ADAMS分析软件对风力机传动系统进行了虚拟仿真研究，实现了动载荷下最终端的运动特性曲线图和齿轮的角速度、角加速度的曲线图。⑶通过ANSYS对风叶的模态分析，避免叶片在工作过程中因发生共振而造成叶片强度降低、结构破损等问题；