标题建立圆锥破碎机弧齿锥齿轮仿真模型以提高性能

    圆锥式破碎机是矿山破碎设备中常用的一种二次破碎机，其传动装置中的弧齿锥齿轮工作负荷大、载荷变化频繁、工况恶劣。在以往的锥齿轮传统设计中，在很大程度上依赖经验和试验数据，对设计者的经验要求很高，要提高轮齿啮合性能就需要对轮齿啮合过程中齿面接触区形状、大小、位置、接触迹走向等敏感性问题进行分析。

   为此，我们建立圆锥破碎机弧齿锥齿轮仿真模型，运用加载轮齿接触分析方法，考虑系统变形情况，分析了其在不同工况下的受力、错位量、齿面接触区及传递误差等情况，根据分析结果对弧齿锥齿轮适量修形，并进行试验对比验证。结果表明仿真分析的接触区情况和试验齿轮齿面得到的接触区非常接近，验证了仿真分析结果的正确性。

    弧齿锥齿轮仿真模型的建立 ，软件建立锥齿轮传动装置仿真分析模型，其主要步骤为：
1）根据传动装置的零部件设计结构完成三维基础模型的创建；
2）定义其中各零部件的材料、几何结构参数及相对位置关系，包括齿轮、轴、轴承等主要零部件；
3）根据传动装置的工作情况，确定弧齿锥齿轮载荷谱，包括最大功率载荷、最大扭矩载荷、工作载荷（75％载荷）、空载等；
4）利用有限元分析软件提取传动装置支撑壳体的浓缩刚度矩阵，将传动装置支撑壳体的模型导入有限元分析软件中，进行有限元网格划分；
5）定义支撑壳体材料的基本属性，包括弹性模量、泊松比、抗拉强度等；
6）定义支撑壳体轴承孔处的刚体节点，并与轴承孔承载面的单元节点相连接；
7）进行支撑壳体的模态分析，导出浓缩刚度矩阵，并将其导入传动装置仿真分析模型中。

   弧齿锥齿轮在航空、汽车、机床和工程机械传动系统中是不可取代的关键部件，其在承载能力、动态性能、可靠性和噪声等方面有很高的要求，弧齿锥齿轮以点接触啮合代替了线接触啮合，此时齿面上的一族接触点形成接触线，由于负载以及齿面的弹性变形在接触点处形成了接触椭圆，接触椭圆就形成了齿面接触区。良好的齿面接触区能降低两齿面啮合接触时对安装误差的敏感度，同时也能避免边缘接触。

   为了使仿真模型与分析最大程度地接近实际，在仿真分析过程中，力求对传动装置的所有工况载荷予以最大程度地符合实际，尽量不加任何不适当的近似和简化．所有零部件的材料输入材料实际强度参数；轴承需要输入间隙及预载；模型中各零件都作为弹性体处理。大功率高速圆锥破碎机弧齿锥齿轮在啮合传动过程中，由于载荷的作用，使轴产生变形．这种变形反过来又对齿轮的啮合状态产生影响，齿向方向产生间隙，使齿轮的啮合接触区变小。当这种轴变形量较大时，将产生对角接触现象，严重影响齿轮的接触强度和使用寿命。