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1、第32卷第5期上海交通大学学报Vol.32No.51998年5月JOURNALOFSHANGHAIJIAOTONGUNIVERSITYMay1998综述渐开线齿轮修形方法的进展王统,贾毅,邱良恒,李伟(上海交通大学动力与能源工程学院)摘要对渐开线齿轮修形的原理、方法和进展等进行了综合论述.讨论了渐开线齿轮修形技术的新进展,并在齿轮三维综合弹性变形曲线和三维修形曲线研究的基础上,提出了开展齿轮目标修形研究的新观念.关键词齿轮修正;弹热变形修形;目标修形中图法分类号TH132.413;TH132.417ProgressOutlineofGearToothProfi
2、leModificationWangTong,JiaYi,QiuLiangheng,LiWeiSchoolofPowerandEngineering,ShanghaiJiaotongUniversity,ChinaAbstractTheprinciples,methodsandprogressoutlineofgeartoothprofilemodificationaregiveninthispaper.Andsomenewdevelopmentsofprofilemodificationtechniquesarealsodiscussed.Basedonth
3、estudyofElasticDeformationCurvesofaPinionShaftand3DModificationCurvesofGearTooth,anewconceptofObjectiveModificationofToothProfileisputforward.Keywordsprofilemodification;modificationforelasticandthermaldeformation;objectmodifi-cation齿轮修形技术是高精度齿轮传动设计和制造的关键技术,过去国内外齿轮公司都把它作为自己的“核心技术”,因
4、而往往渲染上奥秘的色彩.自1940年Walker提出轮齿修缘以来,许多学者和工程技术人员对这问题进行了理论研究和实验分析,并根据各自的理解和实践提出了多种修形理论和方法.在分析了国内外各时期有关渐开线齿修形技术的大量资料(包括国际联机检索)基础上,对齿轮修正方法的进展进行了探讨,以期推动齿轮修形技术和理论研究的深入发展.1齿廓修形1.1齿廓修形的原理在一对齿的啮合过程中,由于参与啮合的轮齿对数变化引起了啮合刚度变化,在极短的时间内,啮合刚度急剧变化将引起严重的激振.为使啮合刚度变化比较和缓;为减小由于基节误差和受载变形所引起的啮入和啮出冲击;或为了改善齿面润滑
5、状态防止胶合发生,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,使该处的齿廓不再是渐开线形状,这种措施或方法就是所谓的齿廓修正(齿廓修形).收稿日期:1997-08-11*国家自然科学基金资助项目(5957008)王统:男,1940年生.教授.邮编:200030134上海交通大学学报第32卷1.2齿廓修形量的确定(1)Dr.N.Sigg推荐按以下方法确定齿廓修形的起点和深度.图1给出一对齿在啮合过程中的负荷变化规律.如分别以O1和O2为圆心,以O1C2及O2B1为半径作圆弧,与主、从动轮的齿廓线相交,从[2]而求得修形的起始点.齿顶修形量可通过公式
6、算出.Sigg的修形方法主要为使齿轮啮合过程中负荷变化曲线成为无突变的曲线,而修形量的最终确定仍然是以轮齿的强度能否通得过为原则.[3](2)杨廷力等给出了一种较为详细的计算方法.要点有:齿顶的最大修形量计算式.修形区分为长短两种:长修形起点为单齿副啮合起点;短修形只有长修形的1/2.长修形适用于大螺旋角和大重合度的宽斜齿轮.短修形适合于直齿轮或螺旋角较小的斜齿轮.负荷曲线与修形曲线的函数关系为:(y)=npB[1-2p(y/tan)/Pb].杨廷力等确定修形量方法的原则是:整个啮合过程中的负荷变化呈平稳过渡;适应负荷变动的能力较强;有较好的
7、工艺性.[4](3)李敦信指出,齿轮传动装置无论采用何种标准的齿形曲线,都将由于齿的受载变形而使相啮合的静态共轭齿廓平衡条件遭到破坏.据此,提出新的平衡条件为tb=(wzx+wyx)+j计算后若发现该式不能成立,就应对主、被动齿轮的齿顶分别进行修形.李敦信的方法不但考虑了齿轮受载后的弯扭变形,而且考虑了热变形和接触变形的影响,故考虑的因素比较全面,图1齿轮修形原理图但是对修形量的讨论有待深入.Fig.1Theprincipleofgeartoothmodification[5](4)寺内喜男运用三维弹性理论和保角变换函数求得齿根过渡曲面处的真实应力的理
8、论解.所得出的全齿变形和齿廓修整计算公
