根据空间曲面啮合原理,构建共轭曲面的数理综合模型;基于该模型坐标变换,求得弧齿锥齿轮大、小轮齿面的数理解;基于曲面综合,给出齿面修形梯度曲面(简称Ease-off曲面)的构建方法;以齿面的旋转投影平面为坐标平面划分网格,计算了小轮修形齿面与共轭齿面的法向修形量,得到弧齿锥齿轮Ease-off曲面;通过解析Ease-off曲面,获得了完整的齿面接触形态差曲线、接触路径、传动误差等,与齿面实际接触斑点形态高度一致。为复杂齿面的拓扑设计、啮合形态仿真提供了一种准确可行的手段。

从经典空间啮合理论出发,定义了共轭曲面两类基本特征函数和特征矢量,阐述了两类特征函数在共轭曲面啮合特性分析中的作用,给出了共轭曲面啮合运动有关参数的表达方式。应用两类特征函数,对准双曲面齿轮啮合运动特性进行了研究,分析了刀盘半径对齿面卷吸速度、滑滚比、综合曲率半径的影响规律。结果证明,小的刀盘半径有利于改善齿轮副的接触和润滑性能。为齿面进一步拓扑设计和啮合性能控制奠定了基础。