采用数控机床进行修形齿廓加工前通常还需加工特定的修形刀具,增加了刀具的加工成本。为此,进行了基于标准齿条类刀具展成加工修形齿廓的理论研究。基于齿廓修形方程和轮齿接触分析理论,推导了齿条刀具与齿轮在修形加工阶段、渐开线啮合阶段以及空啮合过渡阶段的传动误差方程,并给出了齿条类刀具在数控加工过程中的位置及速度控制方程。所模拟的齿廓形状参数与齿廓的理想设计值一致。提出的齿廓修形方法可有效指导齿条类刀具进行齿轮齿廓的数控加工修形。

采用高次幂、短修形方式设计望远镜传动直齿轮,既满足重合度要求,又可改善齿轮的静传动误差,还能消除齿顶刮行现象,避免应力集中。定义空载传动误差设计曲线为齿廓修形参数,根据虚拟加工过程,建立修形齿廓方程。采用轮齿接触分析理论,结合有限元法,计算了空载传动误差曲线、齿轮承载变形曲线以及静传动误差曲线、并计算了定载荷情况下,考虑齿距误差的齿廓修形方程。结合仿真算例,对比未修形齿轮与修形齿轮的静传动误差以及主动轮齿顶处的应力,表明修形效果明显。

齿侧间隙会影响齿轮传动式望远镜的指向和跟踪精度。采用多电机驱动，通过施加偏置力矩能消除齿隙影响。以双电机驱动为例，建立动力学的数学模型，考虑齿隙非线性，齿轮传动链刚度的周期时变性，随机风扰力矩以及电机齿槽力矩的作用，以最小化偏置力矩为目标函数，齿轮不脱离啮合为约束条件，进行优化设计，获得了各驱动力矩下，全速度范围内的最优偏置力矩，并分析了传动系统的转动惯量、刚度及阻尼等参数，对偏置力矩设计的影响，得到了偏置力矩的变化规律。