为了提升曲线圆柱齿轮副的啮合性能,提出了一种可调整齿面接触区的成形方法。首先,制定了调整齿面接触区的基本方案,即,大齿轮采用双刃面铣刀加工,小齿轮凹齿面和凸齿面分别采用半径可调的外刃和内刃面铣刀加工;其次,基于啮合理论,推导了齿轮副的齿面数学模型;然后,基于轮齿接触分析(Tooth contact analysis,TCA),建立了装配误差下齿面接触和传动误差的数学模型;最后,通过8组算例从理论上验证了所提出方案的可行性。研究结果表明,所提出的成形方法是可行的,调整刀盘曲率半径可形成任意长度接触区的齿轮副,较大的齿面接触区可以提升齿轮的力学性能,但是齿面接触区过大会增加传动误差的敏感性。

基于齿轮啮合理论,推导了带抛物线修形的曲线圆柱齿轮齿面方程,研究了齿轮副有限元模型初始接触位置的求解方法;利用齿轮参数化有限元技术,建立了齿轮副的有限元模型,从有限元分析结果中提取了齿轮载荷传动误差;通过20余组算例分别研究了齿轮副的装配误差、修形量、刀盘曲率半径和修形曲线偏置量对载荷传动误差的影响。结果表明,装配误差可以降低载荷传动误差的波动幅度;较大的齿面修形量可减小载荷传动误差波动幅度;较大的刀盘曲率半径可减小载荷传动误差值和误差波动幅度;齿面修形曲线的偏置对载荷传动误差的影响较小。总的来说,采用较大曲率半径的修形刀盘可加工出传动性能更好的曲线圆柱齿轮。

为提高线接触曲线圆柱齿轮的加工效率并降低制造成本,提出一种采用现有六轴数控铣齿机和单刃面铣刀盘的线接触曲线齿轮加工方法。根据该齿轮的成型原理,推导齿面的数学模型,获得齿面点云数据;基于点云数据在三维建模软件中构建齿轮实体模型;在VERICUT中构建数控机床和刀具模型,编写齿轮加工的数控程序,完成齿轮仿真加工;利用构建的齿轮实体模型与加工成型的齿轮模型进行偏差分析。结果表明:采用所提方法加工线接触曲线圆柱齿轮是可行的,可减