郭云龙，王勇慧，金东杰

（中核能源科技有限公司，北京 100193）

控制棒驱动机构是反应堆的重要组成部分，主要作用是在正常工况下调节反应堆运行功率，事故工况下快速落棒实现反应堆安全停堆。控制棒主减速器就是为了保证在事故工况下控制棒能够安全下落的重要设备。由于主减速器在纯氦气环境中工作，不能使用润滑油等可能污染环境的物质，零件表面不可能形成具有保护作用的氧化膜，所以对主减速器齿轮的设计提出了更高的要求。适当齿轮变位（径向和切向方向）可以提高齿轮齿根抗弯疲劳强度和齿面接触疲劳强度。因此，本文以控制棒驱动机构主减速器锥齿轮为基础，以控制棒驱动机构样机主减速器锥齿轮变位系数为依据，通过改变锥齿轮变位系数分析齿轮齿根弯曲应力和齿面接触应力及最小安全系数，得出最优变位系数，从而优化主减速器锥齿轮。

1 控制棒驱动机构主减速器

圆锥齿轮传动常用于输入轴和输出轴需要相交成一定角度的场合，可用来传递两相交轴之间的运动和动力，降低转速并增大转矩，一般与圆柱齿轮组成圆锥-圆柱齿轮减速器。控制棒驱动机构主减速器采用三级圆锥-圆柱齿轮组，具体结构见图1；考虑锥齿轮承受负载较大，锥齿轮采用格里森零度弧齿。

图1 主减速器传动结构示意图

2 锥齿轮设计计算

2.1 锥齿轮变位

锥齿轮的变位可分为切向变位（齿厚变位）和径向变位（齿高变位），如图2所示。……