鉴于齿轮传送体系形态特征的剃齿改形探讨

　　前言随着齿轮传动向高速重载方向发展，齿轮传动的动态性能越来越受到人们的重视。

　　大量的实践和理论分析表明，正确的修形是提高齿轮传动质量的有效途径，修形技术已被广泛用于降低齿轮传动振动和噪声。

　　传统齿轮齿廓修形的原理，是将齿顶部分或齿顶齿根部分去掉部分材料，以补偿受载变形、基节误差，减少齿轮啮入、啮出冲击，达到减振、降噪的目的。齿廓修形参数，目前国内多采用计算轮齿静态弹性变形的方法进行估算，齿轮标准虽然制定了齿廓修形基本齿廓，但由于其只与法向模数有关，很难适应所有的工作条件。作者从B样条曲线、曲面的基本理论出发，在对齿轮齿面进行测量的基础上，利用三次B样条曲面重构齿轮修形处的齿面，并采用有限元法对齿面接触强度进行分析，在仿真研究和试验分析的基础上，提出了正弦修形曲线的设想，通过比较并结合B样条修形，以振动噪声小为目标优化确定了齿轮修形曲线及其参数，并得到了试验验证。

　　1NUBRS曲线、曲面的基本方程111NUBRS曲线插值已知空间数据点，采用积累弦长形式得到节点矢量T=[t0，t0，t0，t0，t1，t2，…，tn-1，tn，tn，tn，tn，tn]则三次NUBRS曲线方程为∑n2i=0Ni4(t)wiVi∑n2i=0Ni4(t)wi=Pj(j=0，1，2，…n)式中：Ni4=0ti=t15(2)小齿宽限制：82(4)小接触强度限制：1070m(z1z2)(i1)3kT1ib<855(MPa)(5)小弯曲疲劳强度限制：2kT1bd1my<26117(MPa)式中：k为载荷分布系数;i为传动比;T1为小齿轮传递的扭矩;b为齿宽;m为齿轮模数;y为齿形系数;z1，z2为主、从动齿轮齿数;d1为小齿轮直径。

　　314振动和噪声分析为了消除或减小传动误差，有必要对齿廓和齿向同时进行修形。以上对齿轮传动系统进行的动力学分析充分证明：与标准渐开线齿轮的试验结果，使之在剃齿时按所需要的轮齿曲线进行修正;其次还需对修正后的轮齿曲线进行合理的判断，即判定修正后的曲线图是否符合设计要求。齿形设计即以渐开线为基础，考虑制造误差和弹性变形，动载荷以及热处理变形等因素的影响加以修正。目前设计齿形的方法很多。

　　或标注在专门的工艺卡片上。检测人员采用该透明胶片对生产制造的齿轮进行检测和评定，以达到控制轮齿修形的手段。究竟采用何种设计齿形，目前还没有一个统一标准，每个企业可根据实际情况进行确定。

　　不同工作条件下几种修形曲线修形效果的比较为了完善轮齿曲线控制，有必要对剃齿后的曲线进行综合评定，虽然有些轮齿曲线完全落在设计齿形范围之内，但曲线的形态差异较大，设计师们期望得到的是具有齿顶或齿根修缘的理想的中凸齿形曲线，但在实际生产中往往较难获得。因此有必要对修正后的轮齿曲线进行规定，哪些是符合设计要求的齿形，哪些是不理想的齿形，需加以排除。在判断时可按以下方法判断：(1)修正后的轮齿曲线图是否在分度圆附近中凸，对于主动齿轮，轮齿曲线的中凸点是否略高于分度圆;对于被动齿轮，轮齿曲线的中凸点是否略低于分度圆;(2)剃齿后测量出的曲线应光滑，不应有很明显的凹凸点，个别凹凸点也不允许超过设计齿形框;(3)修形曲线应避免“S”形曲线;齿顶修缘长度不能太长，不允许接近分度圆或超过分度圆;有些虽然齿形中凸，但齿顶和齿根修缘曲线太陡，也应加以排除。

　　当然在进行轮齿曲线评定时，必须使设计的齿形与记录的曲线比例保持一致。列举了几种常见的轮齿曲线。

　　4结论随着齿轮传动研究和齿轮制造技术水平的提高，齿轮的修形技术有很大的发展，齿廓和齿向修形得到广泛应用，通过修形明显地改善齿轮传动的平稳性，降低齿轮的噪声和振动，提高齿轮的承载能力，延长齿轮的使用寿命，给齿轮制造厂和用户带来更大的经济效益。