双重螺旋法圆弧刀廓加工齿轮副的齿面啮合特性分析

严宏志，艾伍轶，吴聪，邓辰，陈义忠



双重螺旋法圆弧刀廓加工齿轮副的齿面啮合特性分析

严宏志1, 2，艾伍轶1, 2，吴聪1, 2，邓辰1, 2，陈义忠1, 2

(1. 中南大学 高性能复杂制造国家重点实验室，湖南 长沙，410083； 2. 中南大学 机电工程学院，湖南 长沙，410083)

为了预控双重螺旋法加工齿轮副的啮合特性，研究基于圆弧刀廓的双重螺旋法加工齿轮副齿廓修形对齿面接触性能的影响。首先推导采用圆弧刀廓、双重螺旋法加工的齿面方程，基于Ease-off分析圆弧刀廓加工对齿面失配量的影响；采用有限元法进行加载接触分析，得到不同刀廓加工齿轮副的接触位置及形状、传动误差、接触压力，对比分析不同刀廓加工齿轮副啮合性能对安装误差的敏感性。研究结果表明：圆弧刀廓修形可改善接触区位置和形状，避免边沿接触，减小传动误差，提高传动平稳性；显著降低工作与非工作齿面最大接触应力，以及边沿接触对安装误差的敏感性，有利于提高齿轮副承载性能和磨损寿命。

圆弧刀廓；齿廓修形；Ease-off；啮合性能

理想的齿轮副是共轭接触的，但考虑到齿面的弹性变形、齿轮的制造误差和安装误差等的影响，理论等速比齿轮的平稳性不可能实现，且容易产生偏载，导致齿面边缘接触，因此，齿轮副通常需要进行修形，使其成为点接触齿面，从而能够改善齿面的接触性能，降低误差敏感性，减小振动和噪声[1]。利用刀具对齿轮副进行修形是一种高效、简便的齿面修形方法，通过设计刀具切削刃的几何形状间接控制修形齿面的几何形貌，以达到减振降噪的目的。……