相比于蜗杆砂轮磨齿,成形磨齿适用于大直径大模数齿轮的高效磨削,但也存在磨削精度控制难、精密修形难、在机精密检测难等问题。综述成形磨齿齿面误差控制方面的国内外研究和发展,从砂轮修整系统误差、齿轮磨削系统误差以及在机检测系统误差3个误差源方面对近些年国内外研究成果和存在的问题展开讨论,提出了需要进一步深入研究的方向和内容构建“砂轮修整-成形磨削-齿面误差在机评估-机床误差逆向溯源-误差跟踪补偿”的闭环磨削系统,实现磨削精度、修形精度的提高;开展齿面误差映射建模、齿面误差在机评估和齿面误差跟踪修正方法研究,优化在机检测和补偿系统。掌握成形磨削误差补偿方面的研究和发展现状,有利于在高精密成形磨齿以及齿轮检测装备的研制过程中实现关键技术突破。

针对准双曲面齿轮在热处理过程中存在畸变,热处理后接触区质量较差的现状,提出了一种利用主、被动齿1阶相对齿面误差分析接触区偏移的方法。通过试验研究得到主、被动齿相对螺旋角误差对接触区偏移的影响规律,并验证了接触区偏移原理的正确性。同时,利用接触区偏移原理和热处理畸变规律,在切齿阶段进行补偿热处理畸变量,得到新的切齿模型进行生产。结果表明,通过该方法能使热处理后齿面误差在标准范围内,热处理后接触区的质量也得到控制。

以渐开线直齿轮为例,基于实测的误差值,依据基本的运动几何学理论建立齿轮传动模型。根据齿面误差、齿距误差和齿轮轴线误差的测量原理,将误差信息添入到模型中;通过判断两齿面距离最短点所在位置,实现齿面接触类型的辨识,综合考虑了齿面啮合和各类边缘接触的情况;通过判断多对齿面接触时传递速度最快的齿面,实现了齿面交替传动。该模型实现了考虑误差时的齿轮接触传动分析,并可推广应用到其他类型的齿轮传动分析中,为考虑误差时的齿轮传动分析提供了新方法。

基于齿面检测信息,识别并分析了齿面误差及其影响因素,推导出了机床运动参数与齿面误差的映射关系;开发了齿面误差自动识别系统来自动确定误差类型及机床运动参数修正项;建立了四轴联动数控铣齿机运动修正模型,通过数值优化计算实现了机床运动参数的自动修正,并经由测量加工网络完成了修正参数至数控机床的自动反馈.实验及应用表明,通过齿面误差的自动识别、机床运动参数的自动修正与反馈处理,达到了有效减小齿面误差的预期效果,齿面精度能够满足设计要求,很好地实现了螺旋锥齿轮的数字化闭环制造.

为了提高非圆齿轮的测量精度,提出了一种非圆齿轮齿面的三维测量方法。根据非圆齿轮啮合原理,建立非圆齿轮的齿面模型,完成了非圆齿轮的三维实体建模。为了比较真实地反映齿面的几何形状信息,提出了一种利用截交线对齿面进行等弧长采样的方法,对非圆齿轮齿面进行网格化划分。以椭圆齿轮为例,通过Einscan-SP扫描仪得到非圆齿轮的三维实体模型,利用Geomagic Qualify软件进行体模型与理论模型的对齐,并对对齐的齿面进行网格化划分得到非圆齿轮齿面的三维误差值。此方法消除了二维定位误差对测量精度的影响,提高了非圆齿轮的测量精度。

以格里森制弧齿锥齿轮为例介绍了三坐标测量机在弧齿锥齿轮误差测量中的应用.旨在探讨通用测量设备进行复杂齿轮测量的一般方法.该研究工作分为两部分：一是从国标GB11365-89[1]中规定的测量指标中选择若干测量项目,根据各项目之定义,确定正确的测量方法及算法,进行数据处理后给出测量结果;二是测量实际齿面与理论齿面之间的误差,方法是将齿面划分为网格,测量出网格交点处的数值并与齿面方程的理论值进行比较,文中对第一部分工作进行了介绍.