双圆弧刀具加工直齿锥齿轮的啮合性能分析及优化

摘要

提出了高效双圆弧刀具铣/磨直齿锥齿轮方法，以改善其啮合性能。采用双圆弧刀具模拟冠状产形轮，引入刀具修形系数、刀盘平均半径和刀刃角，建立考虑齿廓和齿向修形的直齿锥齿轮齿面模型。根据两啮合齿轮连续相切条件建立齿面接触分析模型，结合齿面间隙、法向柔度矩阵和数学规划建立轮齿承载接触分析模型。在此基础上，以几何传动误差对称性和承载传动误差波动量最小为目标，调整刀具修形原点位置和优化刀具参数，对比优化前后齿轮几何传动误差和承载传动误差。算例结果表明，刀具修形原点位置会影响几何传动误差的对称性，刀具修形系数越大，齿廓修形量越大，则几何传动误差幅值和承载传动误差幅值越大;随着刀盘平均半径的减小和刀刃角的增大，齿向修形量增大，则齿面印痕区域减小。优化后在工作载荷下，承载传动误差波动量减小56.54%，有效降低了齿轮副的振动激励。

关键词

双圆弧刀具 / 直齿锥齿轮 / 齿面修形 / 啮合仿真 / 遗传算法