基于齿轮时变啮合过程的修形齿面设计方法研究

斜齿轮啮合过程中的理想齿面为渐开螺旋面，但在实际的服役过程中，由于齿轮受载、热变形以及支承变形等因素的影响，实际齿面与理想齿面存在一定的偏差，通常采用齿面修形的方法来减小由于位置偏差引起的齿面偏载及振动。现有的修形方式往往采用考虑载荷大小的公式法计算修形量，虽然能在一定程度上提高传动性能，但仍存在设计精度不高的问题。提出一种基于齿轮时变啮合过程的拓扑修形齿面设计方法，以此来提高齿轮副传动的啮合性能。首先，通过沿斜齿轮接触迹线划分齿面的方式对石川公式进行改进，建立斜齿轮副齿面时变刚度模型；然后，根据齿轮副的实际啮合过程建立6自由度动力学方程；最后，根据动力学方程计算的齿面综合变形量设计补偿齿面拓扑修形量，并进行了动力学仿真。通过与采用传统公式法设计的修形齿轮进行仿真对比，验证了提出方法的有效性。