Ease-off拓扑修形准双曲面齿轮齿面数控修正

蒋进科，方宗德，刘红梅

(1.长安大学 a.汽车学院;b.汽车运输安全保障技术交通行业重点实验室，西安 710064;2.西北工业大学 机电学院， 西安 710072)

准双曲面齿轮广泛应用于车辆主减速器，其齿面复杂且加工难度大。目前在汽车工业中运用最广泛的是刀倾半展成铣齿法(HFT)，其齿面设计、加工一直是研究的重点。国内外学者对准双曲面齿轮的齿面设计、加工方法等进行了大量研究：局部综合法[1]、高阶传动误差齿面[2]、主动设计方法[3]、全局综合法[4]、刀倾全展成切齿法[5]及双螺旋切齿法[6]等，主要集中于修正摇台型机床运动参数的抛物线传动误差齿面，尽管这种局部共轭齿面可有效避免齿面边缘应力集中现象，但造成了齿轮副失配量过大，导致强度降低及承载变形过大，因此不能从根本上改善齿轮副动态啮合特性。

为了更为直观控制齿面失配量，一种相对于共轭齿面的修形即齿面ease-off修形技术已成为螺旋锥齿轮齿面设计与加工的研究热点，其较传统的修形方法不仅直观而且避免了复杂的齿面曲率计算。文献[7-8]结合齿面承载接触分析(loaded tooth contact analysis, LTCA)方法进行最优ease-off修形准双曲面齿轮设计，其关键技术不详。文献[9-10]结合齿面接触分析(tooth contact analysis,TCA)方法，给定传动误差和接触区域大小设计弧齿锥齿轮ease-off曲面，再通过齿面离散，反求机床加工参数。文献[11]建立螺旋锥齿轮副共轭差曲面修形量与相对曲率、共轭接触线以及接触迹线之间的联系，设计ease-off曲面。文献[12]构造弧齿锥齿轮ease-off差齿面的密切曲面，通过二阶密切曲面拓扑、接触区可控参数综合确定小轮齿面的接触参数，进而通过数值方法求解小轮的加工参数。……