针对高精度弧齿锥齿轮在啮合过程中齿面接触动态变化问题,分析了弧齿锥齿轮齿面加工原理,建立了弧齿锥齿轮齿面方程,计算创建模型所需要的齿面离散点方程,准确求解出齿面各点的坐标,建立了弧齿锥齿轮的三维模型。构建弧齿锥齿轮有限元模型,采用瞬态动力学模块分析弧齿锥齿轮啮合过程中齿面接触应力的动态变化,得到弧齿锥齿轮大轮凹面接触印痕,与实验得到的弧齿锥齿轮大轮齿面接触印痕进行对比分析。结果表明,仿真和实验得到的接触印痕都符合设计准则中接触区域的范围,能够满足弧齿锥齿轮实际使用要求。

基于范成原理加工直齿面齿轮,通过建立直齿面齿轮加工坐标系以及对啮合方程的求解,建立了直齿面齿轮的数学模型,并以此为依据建立了直齿面齿轮的热滚轧模型。利用deform-3D软件对直齿面齿轮的热滚轧过程进行数值模拟,模拟出轮齿的成形过程。分析了突耳的形成机理,以突耳为指标,考虑温度、转速、进给量以及滚轧轮倒角这些方面。利用正交实验得出了最合理的工艺参数坯料轮温度1100℃,滚轧轮转速3.14rad/s,进给速度0.2mm/s,滚轧轮倒角1.5mm。为后续实验奠定基础。

提出一种3自由度球齿轮,轮齿齿面由渐开线环形齿面和半球型锥齿轮弧形齿面组合而成,可实现无原理误差传动。基于渐开线成形原理和坐标变换理论,推导了环形齿和弧形齿齿廓曲面方程;根据齿轮啮合原理与运动分析,得到弧形齿面的共轭齿面。利用计算机得到仿真齿面以及球齿轮三维实体模型,验证了齿面方程的正确性。该研究为3自由度球齿轮机构的运动学和动力学分析提供了依据。

考虑到平面二次包络环面蜗杆传动在多头小传动比条件下根切与齿顶变尖的矛盾很难同时解决且啮合性能较差 ,介绍了一种新型环面蜗杆传动———球面二次包络环面蜗杆传动 .在研究过程中 ,根据工装建立了坐标系 ,根据一二包过程的运动关系推得了啮合方程和蜗杆与蜗轮的齿面方程 ,分析了蜗轮齿面上的接触线分布 .为了评价啮合性能 ,提出了 4项性能指标和 5项原始参数 ,通过大量编程计算得到了啮合性能指标与原始参数之间的关系 ,并以图表直观的表示 .

基于弧齿锥齿轮的成型原理，得到了弧齿锥齿轮齿面三维坐标方程。依照Gleason公司所提供的弧齿锥齿轮计算调整卡，编写MATLAB程序，求解出各齿面离散点的三维坐标，运用三维造型软件，建立弧齿锥齿轮副的三维模型。把三维模型导入到有限元软件Abaqus中，创建了弧齿锥齿轮副的有限元模型，完成了弧齿锥齿轮副的接触分析。根据分析结果，获得某一对轮齿在一个完整的啮合周期内，齿面啮合点处接触正压力的变化情况，并用实验验证了仿真结果的准确性，为弧齿锥齿轮的设计、制造、优化提供了参考依据和技术支持。

为进行螺旋锥齿轮的小轮控制参数的优化，以大轮的齿面方程为例，进行了TCA（Tooth Contact Analysis）的数学模型的建立。依据所建模型，并利用Matlab进行了参数优化程序的编写。通过对小齿轮控制参数的不断调整，最终使实际接触区域和传动误差达到较为理想的状态。最终结果表明，文中所采用的方法可以很好地实现小轮控制参数方面的优化。

以单螺杆压缩机基本啮合齿，槽对的齿面方程为基础，根据螺杆，星轮啮合运动规律，推导出与基本齿，槽对同时参与啮合的其它诸齿，槽对在同一坐标系下的齿面方程，从而确定了瞬时各啮合齿，槽对的相应空间位置，并以“直线包络螺杆副”为例，计算了瞬时啮合诸齿的齿面方程。

提出一种新型的弧齿齿轮泵,通过对齿面方程的分析,论证了周向模数相等的弧齿圆柱齿轮副可以顺畅啮合,两啮合齿面可以实现线接触,一对弧齿圆柱齿轮可以构建弧齿齿轮泵。在此基础上,推导出弧齿齿轮泵的瞬间流量表达式,以及流量脉动与齿线圆弧半径的关系。研究结果表明,主要参数相同的弧齿齿轮泵的流量脉动小于直齿齿轮泵的流量脉动。