如圖9 左圖所示， 傳統機組在風輪和齒輪箱之間采用主軸傳遞動力并承受來自風輪大部分異常負荷，降低了齒輪損傷的風險。但這會延長機艙長度，增大機艙體積，在較小功率的機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 以上機組布置傳動軸系時，又大又重的主軸成為機艙減重的目標，設計時傾向于采用直連方式。如圖9 右圖所示的結構那樣，風輪通過一個承受三個方向載荷巨大的滾錐軸承掛在機座上，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度、高功率密度設計與制造、軸系動態邊緣條件的設定等等，這些都應在確定采用“直連”方案之前找出行之有效的解決辦法。
　　盡管直驅式風電機組具有簡化傳動結構的特點，在風力發電機組容量越來越向大型化發展的今天，過于龐大的低速發電機造成的運輸、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構的體積和重量以及降低成本的途徑。適當運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。
　　在風輪和低速電機之間利用較小增速比的齒輪傳動減小電機結構尺寸的所謂“半直驅”或“混合傳動”類型的機組已有不少應用實例。圖10 的傳動形式是在風輪和電機之間增設了兩級齒輪傳動（一級行星和一級定軸齒輪傳動）來提高電機的轉速，使機組能夠采用尺寸更小的永磁電機，取得更為緊湊的結構。
　　也可以采用功率分流的方法減小機艙體積。圖11 所示的分流機型在國外已有應用。這個機組的風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，這樣就可以以小代大，既獲得大電機的容量，又能夠將機艙體積縮小。這種齒輪傳動結構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具有足夠的強度，能承受風力發電機組各種工況下的動、靜載荷。齒輪箱上的動負荷取決于輸入端（風輪）、輸出端（發電機）的特性和主、從動部件（軸和聯軸器）的質量、剛度和阻尼值、風力發電機組機艙的布置形式、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的一個組成部分；傳動系統的運
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，設計時愈來愈多地傾向于以整個傳動系統的動態模擬結果為基礎來考慮其運行可靠性。為此要建立整個機組的動態仿真模型，對啟動、運行、空轉、停機、正常啟動、制動和緊急制動等各種工況進行模擬，針對不同的機型得出相應的動態功率曲線，利用專用的設計軟件進行分析計算，求出零部
件的設計載荷并以此為依據，對齒輪箱主要零部件作強度計算。
　　在進行建模時要充分考慮以下因素：惡劣的環境條件（極端溫度、濕度、沙塵、……）多變的風況（風向、風速、風暴、湍流……）；頻繁的啟動和制動/ 停機和緊急停機, 前風輪和后電機突變載荷沖擊；傳動鏈動態設計和載荷分配；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模型入手，模擬實際工況，分析載荷與各組成件的剛度的關系。運用有限元、斷裂力學等工具計算系統的動態特性并分析各級模態振型和頻率，從而改進傳動鏈布置。采取措施減少齒輪傳動誤差，減少嚙合力，優化的齒形參數，避開系統共振響應點。
　　載荷譜和極限載荷是齒輪箱的設計計算基礎。載荷譜應當體現出齒輪箱在其設計使用壽命內的整個運行過程中所承受的所有負荷。包括安裝地的正常運行負荷和由極限風速或三維湍流工況引起的最高運行負荷，以及由于突然調距或葉梢展開或機械制動等原因引起的瞬時峰值負荷。