文 | 袁包钢，孙永岗

风电齿轮箱中齿形角的选择

文 | 袁包钢，孙永岗

近年，风力发电行业的高速发展也迫切要求提高各部件的国产化率，且随着风电场运维经验的增加，为各部件的国产化及优化提供了现场经验。齿轮箱作为风电机组的核心传动部件，其故障率一直较高，特别是低速级齿轮故障。所以，系统的考虑风电齿轮箱的设计并将之系列化、标准化可以有效地提高齿轮箱可靠性，并方便维护使用。

本文从整体设计角度讨论齿形角的选择对齿轮强度的影响。

我们知道，齿轮最主要的基本参数是齿数Z、模数m、齿形角α，其基园直径db＝mzcosα，当齿数、模数一定时，基园直径取决于齿形角。齿形角不同，其基园直径不同，因而其渐开线齿廓的形状也不同，所以，齿形角是决定渐开线齿形的主要原始参数之一。

从图1及IS06336-3:2006的齿根应力的基本值公式：σF0＝（Ft*YF*YS*YB*YDT）/（b*m）可看到，随着齿根圆角半径ρF，齿形角α，齿顶高系数ha*和模数m的变化，齿轮的强度也随之变化，合理优化这四个基本齿形参数，可以使齿轮的许用强度达到最大值（此处仅考虑了齿轮的宏观参数设计）。对于风力发电齿轮箱这样要求可靠度高、性能好且造价高的中等批量到大批量生产的产品，我们没有必要拘泥于标准中规定的值。如规定齿顶高系数ha*＝1，其实这是没有任何道理的，仅仅是为了标准化的要求。所以，我们可以选取适当的值来定制刀具，这对于风电齿轮箱产品也是很经济的。

在GB/T1356和ISO53标准中都规定齿形角标准值为20°。……