渐开线直齿圆柱齿轮修形优化探讨
渐开线圆柱齿轮加工工艺分析
收稿日期：２０１２－１０－０８ 作者简介：莫海萍（１９８５—），女，甘肃兰州人，助理工程师，学士学位，研究方向：机械加工工艺。
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Equipment Manufacturing Technology No.1，2013
图 １ 是按照轮、条齿合原理的锥形砂轮磨齿工 作过程示意图，图上端的砂轮正在磨削齿轮形成一 个渐开线齿面。以砂轮为参照物向两边延伸，可形成 一个虚拟的齿条，这样可以视为在磨削时被磨齿轮 的节圆与这个虚拟的齿条正在做着齿合的滚动运 动。这个砂轮磨齿的分度运动分度盘进行单齿分度， 轴向进给运动即砂轮的往复运动，砂轮冲程由该齿 轮齿宽确定。当齿条磨完一个齿后需分过一个齿角 继续磨下一个齿，整个磨齿到齿轮转动一周时终止， 整个磨齿过程完毕。
工作精度（ＩＳ０１３２８） ７－４ ５－３ ７－３ ６－４ ５－３
磨削效率 中
较低 高
热处理法 不处理 常化
调质 调质后表面淬火
渗碳后淬火 调质后氮化
强度极限 σ（B ＭＰａ）
２５０ ３００ ３５０ ５００ ６００ ５８０ ６５０ ５８０ ６５０ １ １００ ７５０ ７３５ ７００ ６４７ ７３５ ６５０ １ １００ １ １００ １ ２００ ９５０ １ １００
屈服极限 σS （ＭＰａ）
１ 齿轮材料的选择
要制造出一个好齿轮的前提，首先是要选好齿 轮的材料，这个选择不是随意的，齿轮的制造需要根 据该零件的工作强度及工作条件来选取，要考虑到 材料的整体性能，才能够使制造出来的齿轮尽可能 经久耐用。其次，要考虑的就是材料的成本及加工精 度的要求，在选材时，尽量考虑切削加工性能，因为 易切削的材料能够减少大量的损耗，使成本降至最 低，同时可提高加工效率。总之，在选材时要注意以 下三点：
渐开线圆柱齿轮修形技术的研究
蜗 杆砂轮 磨齿 机 的模 数在 ６ｍｉ 以下 ， 径为 １ ｌ ｌ 直 ０ｍｍ～ ３ ０ｍｍ， ３ 最大 直齿 宽度 为１ ０ｍｍ， ７ 不适 合 于大型斜 齿 轮 特别是 大型 人字齿 轮精 加工 。 因此 在解决 修形 梳齿 刀设 计原 理 的Байду номын сангаас础上 ，采 用梳齿 作为齿 形最 终加工 工 序 ，不但 可解 决前述 问题 ，且对 于大模 数 、窄空 刀槽 的矿 用减 速机 、舰船 减速 机 、航 空减 速机高 精度硬 齿
随着 工业技 术 的发展 ，渐 开线 圆柱 齿轮 正朝 着高 承载 、高 速度 、高效 率 、低 噪声 的方 向发展 。为使高 速重载 齿轮 运转 能较 为平稳 ，减少 由齿 轮受载 变形 和 制造误 差 引起 啮合 初始 冲击 ，并 改善 齿 面 的润滑状 况 及获得 较 为均匀 的载荷 分 布 ，需 对 高速 重载齿 轮进 行 齿廓修形 。梳 齿机 被认 为是 切齿 机 中功 能最全 、精 度 很高 的机 床 ，齿 形 精 度 可 达 到 ５级 ，且 梳 齿 机 备 有 Ｃ ５让 刀附件 ， Ｖ７ 可利用 靠模 加工 各种 鼓形 齿 ｌ 。 文 ＿ 本 １ ］ 提 出 以修 形梳 齿刀 作为理 想 的渐 开线 圆柱 齿轮 设计齿 形 的加工 刀具 ，将 修形齿 轮齿 廓修 形成 ３ 渐 开线 的 段 形式 ， 共轭 的修形 梳齿 刀 刀廓反 展成 为 ３ 折线 ， 其 段 推 导 出修 形 齿形角 的计 算公 式 ，从 而完成 修形 梳齿 刀刀 廓 的设 计 。
０ 引 言
高速 、重 载 条件 下 品质 优 良的齿轮 传动 ，如 果仅从 提
高齿 轮 制 造 和安 装 精度 来 考 虑 改善 齿 轮 的 运动 品质 ， 必然 会 大大增 加 齿轮 的制 造成本 ，因此 ，必 须在设 计 高速重 载 渐 开线 圆柱齿 轮 中采用 齿轮 修形 技术 ］齿 。 轮修形 分 为齿 廓修 形和 齿 向修形 ，把 原来 的渐 开线 齿
精密、超精密圆柱渐开线齿轮的加工方法
第17卷 第2期2009年2月 光学精密工程 Optics and Precision Engineering Vol.17 No.2 Feb.2009 收稿日期:2008205222;修订日期:2008207210. 基金项目:国家863高技术研究发展计划资助项目(No.2008AA042506)文章编号 10042924X (2009)022*******精密、超精密圆柱渐开线齿轮的加工方法王立鼎1,2,凌四营1,马 勇1,王晓东1,2,娄志峰1(1.大连理工大学精密特种加工及微系统教育部重点实验室高精度齿轮研究组,辽宁大连116023;2.大连理工大学微纳米技术及系统辽宁省重点实验室,辽宁大连116023)摘要:研究了精密、超精密圆柱渐开线齿轮的加工方法。
分析比较了锥形砂轮磨齿、蝶形砂轮磨齿、大平面砂轮磨齿、蜗杆砂轮磨齿和成形砂轮磨齿的工作原理及当前国内外精密、超精密圆柱渐开线齿轮的加工现状。
探讨了ISO1328:1997标准中2级以上精度超精密齿轮的加工。
最后,指出大平面砂轮磨齿机Y7125有着结构简单、传动链刚度高、磨齿精度高等优点,具有较大的改装空间。
通过一系列的研究工作,有可能将其改装精化成磨削超精密圆柱渐开线齿轮的加工母机,实现2级到1级精度超精密齿轮的加工。
1级精度超精密齿轮的研制成功,可提高齿轮的传递基准,从而可提高齿轮制造的技术水平。
关 键 词:圆柱渐开线齿轮;超精密齿轮;磨齿原理;精密加工中图分类号:T H132.413 文献标识码:AP rocessing m ethods of precision and u ltra 2precision cylindrical involute gearWAN G Li 2ding 1,2,L IN G Si 2ying 1,MA Y ong 1,WAN G Xiao 2dong 1,2,LOU Zhi 2feng 1(1.Hi g h 2p recision Gear Research Grou p ,Key L aboratory f or Precision &N on 2t ra ditional and M ico S ystem M achining of the Ministry of Education ,Dalian University of Technology ,Dalian 116023,China;2.Key L aboratory f or M ico/N ano Technolog y an d S ystem of L i aoni n g Provi nce ,D ali an U ni versit y of Technolog y ,D ali an 116023,Chi na )Abstract :In order to enhance technological level of gear manufact uring comp rehensively ,t he p rocess 2ing met hods of precision and ult ra 2precision cylindrical involute gears were researched.The work prin 2ciples of several gear 2grindings and machining stat uses of ult ra 2p recision cylindrical involute gears were analyzed and compared.Then ,machining of ult ra 2p recision gear above quality 2(ISO1328:1997)was p robed.Finally ,t he gear grinder Y7125wit h big plan wheel provided wit h t he advantages of st reamline st ruct ure ,high rigidity of t ransmission chain ,high accuracy of gear 2grinding and much room to modify was pointed.Research result s show t hat t he grinder Y7125is probably to be a master grinder of ult ra 2p recision cylindrical involute gear to produce ult ra 2precision gear from quality 2to quality 1.The develop ment of ult ra 2precision wit h quality 1can enhance t he gear normal and techno 2logical level of gear manufact uring.K ey w ords :cylindrical involute gear ;ultra 2precision gear ;principle of gear 2grinding ;precision machining1 引 言 齿轮是机械零件中重要的基础件,尤其是圆柱渐开线齿轮在常规机械、地面交通、船舶、航空航天机械、兵器及精密机床与仪器等领域应用广泛,每年需求量达数亿件之多。
毕业设计(论文)--直齿圆柱齿轮的加工工艺规程
直齿圆柱齿轮的加工工艺规程摘要人们的生产和生活广泛使用各种机器。
随着近代科学技术的发展，人类运用各方面的知识和技术，不断创新出各种新型的机器，因此“机器”也有了新含义。
本设计研究的对象是为机械中常见的齿轮传动、齿轮的校核和基本设计理论、计算方法以及一些零件的选择和维护。
各部分内容都是按照工作原理、结构、强度计算、使用维护的顺序介绍的。
随着科学技术的发展，对设计的理解在不断的深化，设计方法也在不断的发展，然而常规的设计方法是工程技术人员进行机械设计的重要基础。
设计的传动方案满足其工作要求，具有结构紧凑、便于加工、使用维护方便等特点。
【关键词】：齿轮传动设计理论计算过程齿轮校核。
目录一摘要 (1)前言 (3)二齿轮加工工艺 (4)第一章齿轮转动基础知识 (4)第二章齿轮的发展历史及我国齿轮发展现状 (6)第三章齿轮的种类及应用范围 (9)第四章齿轮加工方法及工艺过程 (14)三结束语 (18)四参考文献 (19)五结束语 (20)前言齿轮是工业生产中的重要基础零件，其加工质量和加工能力反映一个国家的工业水平。
实现齿轮加工的数控化和自动化，加工和检测的一体化是目前齿轮加工的发展趋势。
齿轮加工机床系指用齿轮切削工具加工齿轮齿面或齿条齿面的机床及其配套辅机。
齿轮机床按加工原理分为两类，仿形法和范成法(或称展成法)。
仿形法是用刀具的刀刃形状来保证齿轮齿形的准确性，用单分齿来保证分齿的均匀。
范成法是按照齿轮啮合原理进行加工，假想刀具为齿轮的牙形，它在切削被加工齿轮时好似一对齿轮啮合传动，被加工齿轮就是在类似啮合传动的过程中被范成成形的，范成法具有加工精度高，粗糙度值低，生产率高等特点，因而得到广泛应用，范成法按其加工方法和加工对象分为：(1)插齿机：多用于粗、精加工内外啮合的直齿圆柱齿轮，特别适用于双联、多联齿轮，当机床上装有专用装置后，可以加工斜齿圆柱齿轮及齿条。
(2)滚齿机：可进行滚铣圆柱直齿轮、斜齿轮、蜗轮及花键轴等加工。
一级渐开线圆柱直齿轮传动效率
一级渐开线圆柱直齿轮传动的效率主要取决于齿轮的啮合特性、加工精度、运行条件以及齿轮系统的整体设计。
渐开线齿轮因其优良的啮合特性，如角速度不变性，在传递动力和运动方面非常有效。
1. 啮合特性：渐开线齿轮的啮合是在公法线方向上进行的，这保证了在齿轮旋转过程中，啮合力的大小和方向保持不变，从而减少了齿轮啮合时的冲击和振动，提高了传动效率。
2. 加工精度：齿轮的加工精度对传动效率有直接影响。
高精度的齿轮可以减少啮合损失，提高传动效率。
3. 运行条件：包括负载大小、速度、齿轮的润滑条件等。
良好的润滑可以减少摩擦和磨损，提高效率。
4. 设计：齿轮的设计，如模数、齿数、压力角、齿宽等参数的选择，都会影响传动效率。
一级渐开线圆柱直齿轮的传动效率通常在95%到98%之间。
但是，具体效率需要通过详细的计算和实验确定。
在设计齿轮传动系统时，通常需要进行详细的计算，以确定最优的齿轮参数，从而达到所需的传动效率。
论渐开线圆柱齿轮的齿形齿向修形问题
论渐开线圆柱齿轮的齿形齿向修形问题摘要：本文通过对齿面受力情况并结合齿形齿向的多种修形方法进行分析，找出改善齿面接触状况的因素，同时运用专业软件，根据接触有限元理论和材料力学分析轮齿的变形刚度，从而获得轮齿的修形曲线和最大修形量，并结合实际经验公式，得出一种渐开线高速齿轮齿部修形的设计方法，并应用于工程实际中。
关键词：渐开线圆柱齿轮齿形修形齿向修形齿轮修形技术是高精度齿轮传动设计和制造的关键技术，随着齿轮传动研究和齿轮制造技术水平的提高，为了拓宽渐开线圆柱齿轮的使用范围，开发在重载、高速条件下品质优良的齿轮传动，齿轮修形技术有了很大发展，特别是在国外的重型汽车变速箱齿轮中应用更为广泛。
1 渐开线圆柱齿轮的齿形修形齿形修形是指在一对齿轮轮齿的啮合过程中，为改善两齿轮齿面的接触状态，防止胶合，而把原来的渐开线齿廓在齿顶或接近齿根圆角的部位修去一部分。
其关键之处在于确定修形的三要素：修形长度、修形量和修形曲线。
一般做法有：①沿渐开线相距等于基节的段不修形，啮入端和啮出端修形长度相等，修形量从最大值逐渐变化到零；②同时对两齿的齿顶修形；③对单个齿的齿顶和齿根同时修形，与之匹配的另一个齿不修形。
常用的方式有以下几种：1、齿顶或齿根修形实际使用中，由于齿根修形会降低齿轮的承载能力，而且容易造成根切，除非齿顶采用大修形都不能满足要求，否则尽量不采用。
多数采用两个齿轮同时对齿顶薄修，这样每个齿轮的修形量可以小一些。
2、齿廓倾斜修形与齿顶修形相似，不同的是修形起始点不同，从评价起始点开始进行整个齿廓修形，也称为压力角修形。
但由于其所改变的角度很小，导致加工量不容易控制，不利于加工。
3、齿廓鼓形修形齿廓鼓形修形是指通过修形后使轮齿在齿宽中部鼓起，两边呈对称形状布置，一般这种鼓是按等半径圆弧来设计。
齿轮在传动过程中齿面承受正压力，微观上齿面会产生弹性变形，为保证变形后齿廓曲线更接近渐开线，因此需要对渐开线齿廓进行鼓形修正从而提高传动的平稳性。
齿轮的渐开线齿形磨损时的维修办法
齿轮的渐开线齿形磨损时的维修办法
齿轮啮合部位的渐开线齿形由于长期啮合转动、输送液体，如果被吸人压出的液体中杂质较多(如金属磨损粉末或坚硬的颗粒混入液体中)或者是支撑齿轮轴的滚针轴承磨损严重，使高速转动的齿轮产生径向不规则的跳动。
齿轮转动时不能得到正确的啮合位置，产生啮合转动干涉现象。
这些不利的工作条件加剧齿轮渐开线齿形的磨损，逐渐使齿面变得粗糙，甚至破坏渐开线齿形。
如果滚动轴承磨损严重，齿轮在工作转动时，其轴向窜动量加大，这样使齿轮的两端面与前后盖产生摩擦，造成齿轮两端侧面和前后端盖的磨损。
如果磨损间隙加大，将会影响齿轮泵的工作效率，使齿轮泵的工作转动噪声加大，此时齿轮泵必须进行维修。
1.齿轮的渐开线齿形磨损轻微而端面磨损严重时的维修。
对于油泵的齿轮端面磨损较严重，而齿轮的渐开线齿形磨损不明显的齿轮维修，通常用平面磨床把这一对齿轮端面磨平修复：修磨后的后齿轮端面两侧平面应平行，不平行度允差不超过0.005mm。
保证两齿轮的厚度尺寸相同，两齿轮的厚度误差应不大于0.005mm。
齿轮孔中心线与端面的不垂直度误差应不大于0.005mm。
磨损不明显的渐开线齿形，仅用细油石修磨一下齿面上的毛刺或局部压痕点即可。
2.齿轮的渐开线齿形磨损严重时的维修。
如果齿轮泵的齿轮齿形渐开线磨损严重，但是齿轮的两侧端平面没有磨损，在没有齿轮备件的情况下，可把这组齿轮翻转180°，重新装配。
让没有磨损的齿轮另一侧渐开线齿形啮合受力转动，这样齿轮泵的工作噪声和工作效果可略有好转，可避免停产等待备件等情况发生。
当然，这只是暂时的应急措施，新的油泵齿轮制造好后应立即更换。
渐开线齿轮齿廓的优化设计与研究
渐开线齿轮齿廓的优化设计与研究渐开线齿轮齿廓的优化设计与研究渐开线齿轮齿廓的优化设计与研究张伟何家宁昆明理工大学机电机电工程学院，昆明，650093 摘要：首先，本文讨论了传统的渐开线齿轮存在的问题，从而引出了对齿廓的优化设计。
其次，基于UG/NX参数化地建立齿轮模型，理论上对比分析了渐开线-圆弧齿轮与渐开线直齿轮的弯曲应力，并且说明了渐开线-圆弧齿轮对弯曲疲劳寿命的改善。
最后，分别建立渐开线直齿轮和渐开线-圆弧齿轮的装配模型，并导入ADAMS中进行运动学仿真，提取相关图表进行对比分析，说明了渐开线-圆弧齿轮对传动性能的改善。
通过本文的研究，将为渐开线-圆弧齿轮的优化设计及实际加工制造提供理论依据。
关键词：数学建模；渐开线-圆弧齿轮；UG；弯曲疲劳寿命；ADAMS 0 引言齿轮作为传递运动和动力的机械零件，用于传递空间任意两轴之间的运动和动力，是现代机械中应用最广泛的一种传动机构[1]。
渐开线齿轮由于传递运动准确，运行平稳，并且具有一定的承载能力，长期以来被广泛地应用于工业生产中。
但是，由于渐开线齿轮特有的齿形，会带来许多问题，例如：由于齿轮轮齿交变应力的作用，以及因轴的弯曲变形引起的载荷沿接触线不均匀分布等因素的影响，故振动噪声较大，传动不平稳；由于齿轮间的啮合方式为齿廓线接触的外啮合，故传动中接触应力较大，降低了承载能力。
本文所研究的渐开线-圆弧齿轮是对传统的渐开线直齿轮进行齿廓修形的齿轮，这种齿轮除具有传统渐开线齿轮的优点外，还有效地改善了传统齿轮的传动性能。
本文通过理论研究和计算机仿真说明了渐开线-圆弧齿轮相较于传统齿轮在传动性能上的优化，为渐开线-圆弧齿轮的实际加工与制造奠定的理论基础。
1 渐开线-圆弧齿轮的数学建模所谓渐开线-圆弧齿轮，即相互啮合的一对齿轮，其齿廓接触线为圆弧的渐开线齿轮。
如图1所示为该齿轮的齿廓形状，这种齿轮的齿廓是由两条渐开线沿各自的两条圆弧平行移动后形成的曲面。
渐开线直齿圆柱齿轮参数化修形与应用软件开发
２１ ０ ２年 ｌ ０月
文章编号 ：０ １ ３ ９ （０１ ）０ ０ ５ － ２ １０ — ９ ７ ２ ２ １ — ０ １０
机 械 设 计 与 制 造
Ｍａ ｈ ｎ ｒ Ｄｅ ｉ ｎ ｃ ｉｅｙ ｓｇ ＆ Ｍａ ｕ ａ ｔ ｒ ｎ ｆｃｕｅ ５ｌ
渐开线直齿 圆柱齿轮参数化修形与应 用软件 开发 术
｝ ｕｎｉ ｂ ｉ ｄｂ ｍ ａ ｎ ｅ ａ ｅｏ ｏｉ ｕ ｏｔ ｔｔ ｓ ｂｔｅｎｔ ｔ ｄ ｄｇａ ｄｔ ｑ ａｔ ｉｏｔ ｎ ｙ ｏ ｐ ｉ ｔ ｌ ｍ￣ｍ ｍ ｃｎ ｃ ｓ ｅ ｅ ｅ ｅ ａ ａ ｒ ａ ｅ ｔ ｓ ａｅ ｙ ｃ ｒ ｇｈ ｖ ｕ ｆ ａ ｒｓ ｗ ｈｓ ｒ ｅ ｎ ｈ ｎ
应用软件 ， ＡＮ Ｙ 后 台调 用 ， 对 ＳＳ 实现 了参数化有 限元分析 。 关键词 ： 开线 ； 渐 圆柱 齿轮 ； 修形 ； Ｎ Ｙ Ａ Ｓ Ｓ调 用 ； 开发 软件
ｌ
【 ｂｔ ｃ】 ｃｏｄ ｇｔ ｔ ｅｒｏｔ ｐｏｌ ｅ ｕｔ ｎ ｆ ｈ ｖｌ ｅ ｐ ｒ ａ ， Ｎ Ｙ ａ ｍｅ ｉ Ａ ｓ ａｔ Ａ ｃｒｉ ｅ ａ ｏ ｒ ｅ ｑａ ｏ ｔ ｉ ｏ ｔ ｓｕ ｇｒ Ａ Ｓ Ｓ ｒ ｔｃ ｒ ｎ ｏｈ ｇ ｔ ｈ ｆ ｉ ｉ ｏ ｅｎ ｕ ｓ ｅ ｐ ａ ｒ
；ｍ ｄ ｅ ｅ ．ａｅ ｎＶ ｓａ Ｂ ｓ ６０ｉｖ ｌｔ ｓ ｕ ｇ ａ ｐ ａ ｅｅ ｐ ｒ ｏ ａｐ ｉ ｉ ｆｗ ｅｉｃ 一 ｏ ｉ ｄｇ ａ Ｂ ｓｄＯ ｉ ｌ ａｉ ． ｎ ｏｕｅ ｐ ｒ ｒ ａ ｍ ｔ ｒ ａ ｆ ｐ ｌ ａ ｏ ｓ ｔａ ｅ ｆ ｒ ｕ ｃ ｅ ｒ ｒ ｅｉ ｃ ｎ ｏ ｒ ｓｆ ｔ
王 丹 １ 杜金 成 １ 闫玉涛 杨 兰松
（． １ 东北大学 机械工 程与 自动 化学 院 ， 阳 １０ ８ ；． 阳科技 咨询 中心 ， 阳 １ １０ ） 沈 １０９２辽 辽 １００
渐开线齿轮齿形齿向修整
目录1，基本思路2，渐开线直齿轮齿的负载特性3，防止啮合冲击4，齿形修形的目的和原理5，对直齿轮和斜齿轮分别进行齿形修形的建议6，影响齿宽负载分布的因素7，对直齿轮和斜齿轮分别进行齿向修形的建议8，现场经验简介负载齿轮的传动试验研究表明，随着齿轮进入啮合和脱离啮合时，由于角速度脉动的变化而增加了啮合冲击。
啮合冲击，既使是制造很精确的齿轮也是难以避免的，因为这种冲击部分是由齿轮负载时的弹性变形引起的。
啮合冲击的强度决定于负载量以及齿的精确度和壳体内传动齿轮与从动齿轮的相互位置，其他影响因素还有如：节线速度，齿轮惯性矩，齿面质量和润滑情况等。
齿轮间的波动引起齿轮自身和齿轮轴及壳体的振动从而产生噪音。
只有当更高的速度和负载需求及传动噪音要求更高的情况非常紧急时，才能考虑采用通过齿形修形（齿顶，齿根修缘）减小啮合冲击。
一旦实施了热后磨齿，那么就能承载更高的传动负载，在这种情况下就要求进行齿形修形。
但是随着传动负载的增加，对齿向修形（或是鼓形修整）也就有了要求。
以下将对齿向修形做更深的说明。
虽然鼓形修整的主要目的是是齿宽的负载分布均匀，不过设计良好的鼓形修整还可以减小啮合冲击。
换句话说，也就是抵消各种与良好齿轮轴承条件相斥的影响。
两种类型的齿轮修形（齿形和齿向修形）的思路是不相同的。
因此本论文将分别对两种不同的修形模式进行说明。
通常，实际的修形量都比较小，不管是齿顶修缘，齿根修缘还是端面修缘，通常在7.62∪到25.4∪之间。
尽管修形量很小，可在修形设计和应用良好的情况下，这一点点的修形可以提高齿面的负载能力。
然而，如果要求进行齿形修形以提高齿面负载力，那么必须修形确保达到最小制造精度。
从振幅的序方面考虑，如果齿形误差接近齿形修形量时，那么对齿轮啮合性能的改善就还有所怀疑，特别是当修形和误差同时出现时。
通常认为，如果要使用齿形和齿向修形的方法增加齿宽负载能力，那么必须确保在振幅上齿形误差比修形量小。
本文给予的建议都是基于专业的斜齿硬化和磨齿经验提出的。
渐开线直齿圆柱齿轮修形优化探讨
渐开线直齿圆柱齿轮修形优化探讨渐开线直齿圆柱齿轮修形优化探讨
渐开线直齿圆柱齿轮是机械工程中一种常用的传动部件，由于其关键尺寸及形
状受刻录条件及材料性能很大程度上决定，因此其参数设计以及修形优化非常重要。
本文将重点介绍如何对渐开线直齿圆柱齿轮进行参数设计及修形优化。
首先，应该注意的是，渐开线直齿圆柱齿轮的设计应采用三维参数设计的方法。
首先，应提前确定出齿轮齿数和参考模数，这是由齿轮和齿轮传动的应用原理决定的。
其次，应按照要求确定齿轮模数以及模制径，并以此计算出其其他参数，如外形尺寸、压力角等。
最后，应根据实际情况确定各个齿槽的尺寸及布局，包括齿距、齿顶圆半径、齿根圆半径等。
其次，在进行修形优化时，需要考虑的检验项目也是很多的，包括形状误差、
尺寸公差、平整度以及噪声分析等等。
由于各种检验项目之间可能存在冲突，因此在进行修形优化时，还要根据齿轮应用环境和技术要求来权衡，具体可以采取内部模拟技术，以对各检验项目之间的冲突进行有效调整和优化。
最后，在渐开线直齿圆柱齿轮的参数设计修形优化过程中，应当充分考虑运转
状态及其传动效果，及时调整其参数，以实现其应用效果的最优化。
最后，在完成实际应用时，应遵循相关标准，保证渐开线直齿圆柱齿轮具有稳定、质量可靠的传动性能。
总之，渐开线直齿圆柱齿轮是机械工程中一种重要的传动部件，其设计及修形
优化涉及到许多内容，在参数设计时要注意按照规范要求确定各项参数；在修形优化时则要有的放矢的权衡各项检验项目，为了保证其运转状态和传动效果而进行及时调整，以达到最优效果。
渐开线圆柱齿轮修形及动力接触特性研究
渐开线圆柱齿轮修形及动力接触特性研究一、本文概述随着机械工业的不断发展，齿轮作为重要的传动元件，其性能优化与设计精度提升一直是工程界和学术界的研究热点。
渐开线圆柱齿轮作为一种广泛应用的齿轮类型，其动力接触特性及修形技术的研究对于提高齿轮传动效率、降低噪音和磨损、延长齿轮使用寿命具有重要意义。
本文旨在深入探讨渐开线圆柱齿轮的修形技术及其对动力接触特性的影响，为齿轮设计的优化和实际应用提供理论支持和实践指导。
本文首先概述了渐开线圆柱齿轮的基本几何特性和传动原理，为后续研究奠定理论基础。
随后，详细分析了渐开线圆柱齿轮修形技术的原理和方法，包括齿廓修形、齿向修形等多种修形方式，并探讨了修形参数对齿轮性能的影响。
在此基础上，通过建立渐开线圆柱齿轮的动力学模型，分析齿轮在啮合过程中的动态接触特性，揭示修形技术对齿轮动力性能的影响机制。
本文还将通过实验验证理论分析的准确性，对比不同修形参数下齿轮的传动性能，为齿轮修形技术的实际应用提供指导。
本文还将讨论当前研究中存在的问题和未来的发展趋势，为相关领域的研究者提供参考和借鉴。
通过本文的研究，期望能够为渐开线圆柱齿轮的修形设计及动力接触特性优化提供有效的理论支持和实践指导，推动齿轮传动技术的发展和应用。
二、渐开线圆柱齿轮的基本理论渐开线圆柱齿轮是机械传动中最常用的一种齿轮类型，其基本理论主要涉及齿轮的几何形状、啮合原理和运动特性。
渐开线是指一个点在固定圆上滚动时，其轨迹上任意一点的法线在固定圆上的包络线。
在渐开线圆柱齿轮中，齿轮的齿廓曲线即为渐开线。
渐开线具有一些重要的性质，如基圆的切线在渐开线上、渐开线上任一点的法线必与基圆相切等。
这些性质对于理解齿轮的啮合原理和运动特性至关重要。
齿轮的基本参数包括齿数、模数、压力角等。
齿数是指齿轮上齿的数目，它决定了齿轮的传动比。
模数是齿轮尺寸的一个重要参数，它与齿轮的齿距、齿高等尺寸相关。
压力角是指齿廓曲线在任意一点的法线与该点速度方向之间的夹角，它影响齿轮的传动性能和承载能力。
浅谈渐开线直齿圆柱齿轮修形的优化方案
浅谈渐开线直齿圆柱齿轮修形的优化方案齿轮传动是机械传动中重要的传动之一，而实际齿轮的传动往往受到齿轮失效因素的影响，因此提出齿轮齿廓修形来减小齿轮变形对传动产生的影响。
国内外不少学者对齿轮齿廓修形进行了大量研究，Muthusamy Nataraj利用ANSYS软件建立啮合齿轮，并分析齿轮修形前后的应力变化及分布；国内的杨延力、周志峰等人详细地给出了齿轮齿廓修形参数的计算方法；孙建国基于有限元计算齿轮修形对啮入冲击的影响。
上述研究虽然提出了齿轮修形参数的确定方法，但是没有考虑实际状况造成齿轮的传递误差对修形参数的影响。
而在实际应用中，传动齿轮由于振动而引起疲劳断裂的可能性会急剧增加，严重危及了传动齿轮的寿命。
故本文以齿轮齿廓修形为基础，采用遗传算法，以减小齿轮传动误差波动为目标，优化齿轮修形参数，并应用ANSYS软件对优化前后齿轮分析和验证。
1 渐开线齿轮修形参数齿轮齿廓修形的具体操作方法就是把原来的渐开线齿廓在接近齿根圆角或者齿顶的地方修去很小一部分，使其偏离理论齿廓。
该修形可减轻主动轮与从动轮之间，由受载变形所引起的啮合冲击以及传动误差。
目前齿轮齿廓修形通常有以下两种方法：一种方法是在一个齿轮的齿顶和齿根上进行修形，相啮合的另一个齿轮不进行修形；另一种方法是同时对啮合齿轮进行修形。
齿廓修形主要围绕图，中三个基本要素最大修形量、修形长度和修形曲线展开。
三要素的修形示意图如图1所示：本文选择传动误差最小为优化的目标，可以化简计算的过程，在结合袁哲等人的方法前提下，对齿轮修形三要素进行改进。
令主从动齿轮的最大修形量分别为和，修形角度分别为和，使齿轮修形参数如图2所示。
设m为齿轮模数，则齿轮齿形修整量一般为0.02m以下，修整高度为0.6m以下。
把修整高度换算成修形角度，得到修形角度和修形量的最大值分别为64.331m 和0.06m，最小值为应用遗传算法在0.01和10范围内搜索最佳修形量。
2 确定优化目标函数为了让传动误差最小，为此将其作为目标函数，应用单目标遗传算法进行优化求解。
渐开线圆柱直齿轮范成实验
（1）按不根切条件计算最小移距量并将齿条刀移到所需的刻度，并用螺 钉紧住。
（2）松开圆盘2上压环，将白纸转过180度，重新再用压环紧住。 （3）用画标准齿轮齿廓一样的方法，画出修正齿轮的齿廓二至三个，并 观察有否根切现象，齿形和标准齿轮比较有何区别。 （4）按 m,Z,,ha*,C*, x ，算出修正齿轮分度圆、基圆、齿顶圆、齿根圆的 半径并填入实验报告，注意齿顶圆计算时用 0 来计算，以画出的修正齿
的是变位齿轮。
四、实验步骤：
l、范成标准齿轮
（1）将裁好的白纸用压环压在圆盘上，并注意尽可能使圆纸中心和圆 盘中心重合。
（2）调整齿条刀相对于滑架位置、使齿条刀刻尺基线对准滑尺零线， 然后用螺钉紧住。以保证刀具线和ra齿bof 轮分度圆相切。 （3）自左至右，将滑架沿底座导轨移动，每移2—3毫术．即用削尖铅 笔将齿条刀齿廓画在白纸上，相当于刀具范成齿轮坯一次。这样继续不 断移动滑架。刀具和齿坯还在不断地进行着范成运动，刀具齿廓在范成 运动中的各个位置相继地画在齿坯上。这一系列刀具位置的包络线即齿 坯轮齿的齿廓，直到范成出完整的二至三个齿为至．并观察是否根切现 象。
（5）用三角落尺测量分度圆弦齿厚，齿顶圆弦齿厚、基圆弦齿厚，记下 并填入实验报告。
式 任（算意6）出图据各半渐圆径开弦，线齿将齿厚算轮：得任结Si意果圆填2齿r入i 厚s实in公验Sr式i报i ，(告9算0，0得井) 分S比i一度较弦圆和齿齿实厚厚测，，的然S结i 一后果齿根，厚据如，下果r面出i 一算入 太大，应找出原因。
（4）根据范成法出来的齿，以圆弧上三点定固心的办法找出齿轮的转
心，并适应调整之。用三角尺量得齿条周节P，并计算其模数 m P /
进而算出齿轮齿数
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探讨渐开线圆柱齿轮齿廓修形的相关问题
探讨渐开线圆柱齿轮齿廓修形的相关问题
纪元;闫锋;杨晖
【期刊名称】《军民两用技术与产品》
【年(卷),期】2016(000)002
【摘要】齿轮是机械中常用的一种零件,它的用途是传递动力或传递运动.随着工业技术的不断发展,齿轮传动正朝着自动化、高效化、高速化、多样化、轻量化、高精度等方向发展.为改善齿轮的传动品质,提高运行的可靠性,齿轮修形成为一项行之有效的关键技术,齿廓修形一般可以选取直线修形和抛物线修形,而不同类型的修形曲线,应取的修形量也是不同的,而通过齿轮修形,使齿轮运转趋于平稳,减小了噪声和振动.
【总页数】1页(P96)
【作者】纪元;闫锋;杨晖
【作者单位】沈阳鼓风机集团齿轮压缩机有限公司,沈阳 110869;沈阳鼓风机集团齿轮压缩机有限公司,沈阳 110869;沈阳鼓风机集团计量理化部,沈阳 110869【正文语种】中文
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3.渐开线圆柱齿轮齿廓修形相关问题研究 [J], 李瑞敏;刘乐平;谭智
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ｌ 渐 开线 齿轮修 形参数
齿轮 齿 廓修 形 的具体 操作 方 法 就 是把 原 来 的渐 开 线 齿 廓在 接 近 齿根 圆 角或 者齿 项 的地 方修 去 很 小一 部分 ， 使 其 偏 离 理 论 齿 廓 。该 修 形 可 减 轻 主 动 轮 与 从 动 轮 之 间， 由受载变形 所 引起的啮 合冲击 以及传 动误差 。 目前 齿 轮齿 廓 修形 通 常有 以下 两种 方 法 ：一 种 方法
ｅ Ａ＝ 一 （ １ ）
是 没 有考 虑 实 际状 况造 成 齿轮 的传 递 误差 对修 形 参数 的 影 响 。而 在 实 际应用 中，传 动 齿轮 由于振 动 而 引起疲 劳 断裂 的 可 能 性 会 急 剧 增 加 ，严 重 危及 了传 动 齿 轮 的 寿
命 。故本 文 以齿 轮 齿廓 修形 为 基础 ，采 用 遗 传算 法 ， 以
减 小 齿轮 传 动误 差波 动 为 目标 ，优 化 齿轮 修 形参 数 ，并 应 用Ａ Ｎ Ｓ Ｙ Ｓ 软件对优 化前后 齿轮 分析和 验证 。
能够 转化 为 啮 合线 上 的 位移 ，表 示为 ｅ，设 从动 轮 的基 圆半径 为 ｒ ｂ ，即：
ｅ ＝ ｅ Ａ ・ ２ （ ２ ）
细地给 出了齿轮齿廓修形参数的计算方法 ；孙建 国基于 佳 修形 量 。 有 限元计 算齿轮 修形 对啮入 冲击 的影 响。 ２ 确定 优化 目标 函数
上述 研 究 虽然 提 出 了齿轮 修 形 参数 的 确 定方 法 ，但
在 一对 齿 轮 啮合 传 中过程 中 ，当主 动 轮 转过 角度 时 ，从 动轮 转 过 的角 度应 为 ，但 是 由于 爱齿 轮弹 性变 形等 影 响 ，从 动轮 的 转角 变 为 。由此 ，齿 轮传 动 中产 生 的振动 便 可 以用 从动 轮 的转 角差 来进 行表 示 ， 即称为 齿轮 的传动 误差 ，表 达式为 ：
个齿轮不进行修形：另一种方法是 同时对啮合齿轮进行
修 形 。 齿廓 修形 主 要 围绕 图 ， 中三 个 基本 要 素最 大 修 形 量△ ｍ 奴、修 形 长度 和 修 形 曲线展 开 。三 要 素 的修 形示
意图如 图１ 所示 ：
Ａ ｅ ＝ｅ ｍ ａ ｘ —
（ ３ ）
令 齿轮 法 向增 加 为 正 ，在对 齿 轮修 形 的过 程 中 ，设
如 果传 动 过 程 中没 有产 生 振 动 ，那 么 ｅ 的值 就 恒为 零 。但 是 实际 的齿 轮传 动 中 ，振动 是 不可避 免 的 ，所 以
需要将齿轮传动误差ｅ 控制在一个很小的范围以内变化。
若假 设齿轮 啮合 过程 中产生 的最大 传动 误差为 ‰ ，那 么 是 在 一个 齿 轮 的齿 顶和 齿根 上 进 行修 形 ，相 啮合 的 另 一 对 任 意啮合 点 ｉ 处到 最大值 啮合点 的传动 误差 的波动 为 ：
轮 啮合过 程 中的齿根 处４ ４ ． ４ ；遗传 算法 ；有 限元 分析 ；传 动误 差 ；接 触应 力 文献标识 码 ：Ａ 中图分类号：Ｔ Ｈ１ ２ ３ 文章编号：１ ０ ０ ９ － ２ ３ ７ ４（ ２ ０ １ ７ ） ０ ７ － ０ ０ ３ ７ — ０ ３ １ ３ ０ １ ：１ ０ ． １ ３ ５ ３ ５ ／ ｊ ． 础 ． １ １ — ４ ４ ０ ６ ／ ｎ ． ２ ０ １ ７ ． ０ ７ ． ０ １ ７ 齿轮 传 动是 机 械传 动 中重 要 的 传动 之 一 ，而 实 际齿 素进行 改进 。令主从动 齿轮 的最 大修 形量分别 为 Ｓ ｐ 和 ， 轮 的传 动 往往 受 到齿 轮 失效 因 素 的影 响 ，因此 提 出齿 轮 修 形角度分别为 ， 和 ，使齿轮 修形参数如 图２ 所示 。 齿 廓 修 形 来 减 小 齿 轮 变 形 对 传 动 产 生 的 影 响 。 国 内外 设ｍ 为齿 轮模 数 ，则 齿轮 齿 形修 整量 一 般为 ０ ． ０ ２ ｍ 以 不 少 学 者对 齿 轮 齿 廓修 形 进 行 了大 量 研 究 ，Ｍ ｕ ｔ ｈ ｕ ｓ ａ ｍ ｙ 下，修整 高度 为０ ． ６ ｍ 以下 。把修 整高度 换算成修形角 Ｎ ａ ｔ ａ ｒ ａ ｊ ￣ Ｕ 用Ａ Ｎ Ｓ Ｙ Ｓ 软件 建 立 啮合 齿轮 ，并分 析齿 轮修 形 度 ，得 到 修形 角 度 和 修形 量 的最大 值 分 别为 ６ ４ ． ３ ３ １ ｍ 和 前 后 的应 力 变化 及 分布 ； 国 内的杨 延 力 、周 志峰 等人 详 ０ ． ０ ６ ｍ ，最小 值为应 用遗 传算法 在０ ． ０ １ 和１ ０ 范 围内搜索最
啮合 齿轮对 在 啮合 点ｉ 的修形 量之 和为 Ｐ ，该啮合 点齿轮 对 的综 合变形 量为 ，则 ：
ｅ ｉ ＝Ｐ ｉ 一 （ ４ ）
．
渐开线直齿 圆柱齿轮修形优化探讨
孙 禹锋 陈凤腾 韦 欣
（ 徐 州工程 学院机 电工程 学院 ，江苏 徐 州 ２ ２ １ ０ ０ ０）
摘要 ：为 了减， Ｊ 、 齿轮 啮合过程 中的接触应力，在传统齿廓修形理论的基础上，以啮合齿轮的传动误差最小为 目标 函数 ，应 用遗 传 算法 对齿轮 的修 形 参数 进行 优化 ， 同时采 用有 限元 分析 的方 法对修 形前 后 的齿轮 进行 对 比分析。结果表明，在确保满足齿轮传误差最小的条件下，用该方法确定的齿轮优化修形参数 ，可以减小齿