为了提升曲线圆柱齿轮副的啮合性能,提出了一种可调整齿面接触区的成形方法。首先,制定了调整齿面接触区的基本方案,即,大齿轮采用双刃面铣刀加工,小齿轮凹齿面和凸齿面分别采用半径可调的外刃和内刃面铣刀加工;其次,基于啮合理论,推导了齿轮副的齿面数学模型;然后,基于轮齿接触分析(Tooth contact analysis,TCA),建立了装配误差下齿面接触和传动误差的数学模型;最后,通过8组算例从理论上验证了所提出方案的可行性。研究结果表明,所提出的成形方法是可行的,调整刀盘曲率半径可形成任意长度接触区的齿轮副,较大的齿面接触区可以提升齿轮的力学性能,但是齿面接触区过大会增加传动误差的敏感性。

传统的小模数弧齿锥齿轮的加工方法为双重双面法铣齿加工,采用专用的小模数铣齿机。大、小轮均采用双面法铣齿加工,加工效率高,但齿面啮合质量难以控制,从根本上限制了其传动性能的提高。针对双重双面法加工小模数弧齿锥齿轮接触区不良的情况,研究利用TCA技术,修正和优化齿轮加工参数,进而改善齿轮齿面的接触情况,提高齿轮副的啮合质量。这样既保证了使用双重双面法加工小模数弧齿锥齿轮的生产效率,又可以提高了齿轮副的啮合质量。

综合滚子链和无声链的优点,创新设计了双目齿形链,根据啮合曲面理论进行运动分析,采用TCA进行了模拟分析,得出了链片的完整啮合过程,结果反应出链条耐磨性较好、噪音降低了,应用于实际生产具有一定的价值。

基于考虑系统啮合错位量的齿面接触分析原理,以某航空减速器弧齿锥齿轮齿面设计为例,分析并建立啮合错位量计算模型,计算在制造误差、装配误差及加载变形等影响因素下的系统啮合错位量,开展了考虑系统啮合错位量的齿面设计,获得了齿面接触印痕(简称TCA)、加载印痕(简称LTCA)、传动误差、齿面相对滑动速度、齿面温升及工程应用中的装配印痕和磨合印痕,生成了齿轮副加工参数。实物齿轮通过疲劳试验考核,验证了上述设计方法的准确性,对弧齿锥齿轮的设计、生产和应用提供了一种参考。

为进行螺旋锥齿轮的小轮控制参数的优化，以大轮的齿面方程为例，进行了TCA（Tooth Contact Analysis）的数学模型的建立。依据所建模型，并利用Matlab进行了参数优化程序的编写。通过对小齿轮控制参数的不断调整，最终使实际接触区域和传动误差达到较为理想的状态。最终结果表明，文中所采用的方法可以很好地实现小轮控制参数方面的优化。