矿用低速重载双圆弧弧齿锥齿轮仿真分析

李红梅

（1.中国煤炭科工集团太原研究院有限公司，太原 030006；2.煤矿采掘机械装备国家工程实验室，太原 030006）

0 引言

双圆弧弧齿锥齿轮是一种新型的齿轮传动方式，具有很多优点，其齿形参数可以根据强度和实际应用进行调节，其凸凹齿廓接触，综合曲率半径大，接触强度高，并且分阶式双圆弧齿轮的齿根比较厚，弯曲强度高，利用同一铣刀盘可加工一对啮合的齿轮对，因此加工工艺简单，另外其承载能力高，使用寿命强［1］。适合应用在煤炭、石油等低速重载场合。例如在矿用刮板输送机减速器中，通过台架试验已经证明：采用双圆弧弧齿锥齿轮会使减速器体积减少9%，效率由92%提高到94.5%，寿命由900 h 提高到1 900 h［2］。因此，双圆弧弧齿锥齿轮的研究及推广具有很大的理论和实践意义。本文基于基于双圆弧弧齿锥齿轮的加工原理建立了其数控加工模型，然后利用CAD 和有限元的数据接口，对一对给定具体参数的双圆弧弧齿锥齿轮进行有限元分析，提供了一种快速有效的仿真方法。将仿真得到的结果和理论计算结果进行对比，为双圆弧弧齿锥齿轮的应用推广提供了一定的理论基础。

1 双圆弧齿轮的传动理论

1.1 切削原理

双圆弧弧齿锥齿轮的加工方法类似格里森制弧齿锥齿轮，采用端面铣齿法在格里森铣床上展成加工而成，产形轮和机床摇台位于同一个旋转中心上面，铣刀刀盘偏心地安装在机床摇台上，一方面铣刀盘可以随摇台转动，另一方面可以……