標題建立圓錐破碎機弧齒錐齒輪仿真模型以提高性能

    圓錐式破碎機是礦山破碎設備中常用的一種二次破碎機，其傳動裝置中的弧齒錐齒輪工作負荷大、載荷變化頻繁、工況惡劣。在以往的錐齒輪傳統設計中，在很大程度上依賴經驗和試驗數據，對設計者的經驗要求很高，要提高輪齒嚙合性能就需要對輪齒嚙合過程中齒面接觸區形狀、大小、位置、接觸跡走向等敏感性問題進行分析。

   為此，我們建立圓錐破碎機弧齒錐齒輪仿真模型，運用加載輪齒接觸分析方法，考慮系統變形情況，分析了其在不同工況下的受力、錯位量、齒面接觸區及傳遞誤差等情況，根據分析結果對弧齒錐齒輪適量修形，并進行試驗對比驗證。結果表明仿真分析的接觸區情況和試驗齒輪齒面得到的接觸區非常接近，驗證了仿真分析結果的正確性。

    弧齒錐齒輪仿真模型的建立 ，軟件建立錐齒輪傳動裝置仿真分析模型，其主要步驟為：
1）根據傳動裝置的零部件設計結構完成三維基礎模型的創建；
2）定義其中各零部件的材料、幾何結構參數及相對位置關系，包括齒輪、軸、軸承等主要零部件；
3）根據傳動裝置的工作情況，確定弧齒錐齒輪載荷譜，包括最大功率載荷、最大扭矩載荷、工作載荷（75％載荷）、空載等；
4）利用有限元分析軟件提取傳動裝置支撐殼體的濃縮剛度矩陣，將傳動裝置支撐殼體的模型導入有限元分析軟件中，進行有限元網格劃分；
5）定義支撐殼體材料的基本屬性，包括彈性模量、泊松比、抗拉強度等；
6）定義支撐殼體軸承孔處的剛體節點，并與軸承孔承載面的單元節點相連接；
7）進行支撐殼體的模態分析，導出濃縮剛度矩陣，并將其導入傳動裝置仿真分析模型中。

   弧齒錐齒輪在航空、汽車、機床和工程機械傳動系統中是不可取代的關鍵部件，其在承載能力、動態性能、可靠性和噪聲等方面有很高的要求，弧齒錐齒輪以點接觸嚙合代替了線接觸嚙合，此時齒面上的一族接觸點形成接觸線，由于負載以及齒面的彈性變形在接觸點處形成了接觸橢圓，接觸橢圓就形成了齒面接觸區。良好的齒面接觸區能降低兩齒面嚙合接觸時對安裝誤差的敏感度，同時也能避免邊緣接觸。

   為了使仿真模型與分析最大程度地接近實際，在仿真分析過程中，力求對傳動裝置的所有工況載荷予以最大程度地符合實際，盡量不加任何不適當的近似和簡化．所有零部件的材料輸入材料實際強度參數；軸承需要輸入間隙及預載；模型中各零件都作為彈性體處理。大功率高速圓錐破碎機弧齒錐齒輪在嚙合傳動過程中，由于載荷的作用，使軸產生變形．這種變形反過來又對齒輪的嚙合狀態產生影響，齒向方向產生間隙，使齒輪的嚙合接觸區變小。當這種軸變形量較大時，將產生對角接觸現象，嚴重影響齒輪的接觸強度和使用壽命。