1、直齒錐齒輪是轎車變速器的重要零件，其工作性能對整個傳動系統(tǒng)有著至關重要的影響。 本文圍繞轎車錐齒輪修形問題（包括齒廓修形和齒向修形），采用齒輪嚙合傳動理論分析和數值模擬方法進行了研究。 目前，在分析直齒錐齒輪嚙合傳動過程時，一般都是采用背錐漸開線建模，雖然背錐漸開線與球面漸開線非常接近且建模方便，但該法建?？偸谴嬖谡`差，當球面半徑R 與齒輪的模數m 之比越小時，其誤差就越大，轎車上的圓錐齒輪其m R 很小，采用背錐漸開線

2、建模誤差更大。針對這一情況，根據直齒錐齒輪嚙合原理，分析推導出齒輪的球面漸開線公式，運用CAD 軟件PRO、ENGINEER 中可變截面掃描法和三維造型軟件中齒輪通用設計方法，建立了直齒錐齒輪的參數化精確模型。利用該模型，只需修改齒數/球面半徑/壓力角等任一參數，通過再生就可得到一個新的齒輪模型。 這不僅提高了建模精度，而且便于修改，大大提高了建模效率。 運用有限元軟件MSC.MARC 分析了齒輪接觸問題，在PATRAN

3、 里通過分割模型的方法，解決了作為整體模型難以采用六面體單元進行網格劃分的難題。給出了齒輪嚙合仿真的邊界條件及約束的施加方法。對齒輪嚙合過程進行靜態(tài)模擬分析，研究接觸過程的接觸應力/彎曲應力/傳動誤差/輪齒的“端嚙”/嚙合剛度以及載荷分配系數等，得到了一些基本規(guī)律，為齒輪的齒向修形和齒廓修形打下了理論基礎。 運用有限元方法對輪齒的低階固有頻率和相應的振型進行了分析。結果表明，準靜態(tài)條件下輪齒剛度的研究成果可應用于齒輪傳動的動態(tài)變

4、形結果。 通過“端嚙”現象說明了齒向修形的必要性；仔細研究了整個嚙合周期內輪齒大/小端的變形情況，給出了最大修形量。對于直齒錐齒輪可采用兩種不同齒向修形方法： 一種是齒端修形，另一種是齒向修鼓。通過研究發(fā)現，齒向修鼓對裝配誤差不敏感，而齒端修形承載能力大。齒端修形也有兩種形式：即直線修形和曲線修形。在相同的彈性變形情況下，曲線修形的承載面積要大于直線修形的承載面積，故接觸應力小，強度條件好，所以最好采用曲線修形。

5、 齒輪嚙合時的傳動誤差被認為是齒輪的噪聲和振動的主要原因之一。大量的文獻中有的是測量齒輪的傳動誤差，有的是對齒輪振動進行分析。但這主要基于傳統(tǒng)的方法。因而，仍然有必要采用現代數值模擬即有限元技術模擬分析進而預測齒輪振動的剛性，特別是修形（包括齒廓修形）的齒輪行為特征。包括齒輪嚙合性能/傳動誤差/局部變形比率和載荷分配系數等，這給齒輪設計提供了可選擇的方法。 分析了齒輪傳動誤差對噪聲的影響，提出對于直齒錐齒輪齒廓修形，只能采用直線

6、/圓弧和旋轉漸開線三種曲線修形；采用Harris 圖表所表達的傳動誤差來表述包括短修形和長修形在內的不同曲線類型的齒廓修形的效果。分別采用三種曲線對錐齒輪進行短修形和長修形時，所得結果如下： 1) 即使直線修形是最經濟的修形方法，但是最好不要采用它進行齒頂或齒廓修形；從傳動誤差/載荷分配系數等角度來分析，因為直線修形引起的噪聲最大。 2) 三種曲線修形方法中，短修形單齒區(qū)域的傳動誤差保持不變，不受齒廓修形的影響（忽略過渡

7、區(qū)傳動誤差）；雙齒區(qū)域中間的部分仍然有小的傳動誤差不受齒廓修形影響，這適用于所有的載荷和曲線修形類型；雙齒區(qū)的傳動誤差不會超過單齒的傳動誤差，或者雙齒區(qū)的傳動誤差數值落在單齒區(qū)域里傳動誤差數值范圍內，當載荷增加時，單齒區(qū)相應地延長；短修形不能使噪聲顯著降低，必須采取長修形進行修形。 3) 旋轉漸開線齒頂長修形后的齒輪在一個嚙合周期內會得到穩(wěn)定和平滑的傳動誤差曲線，旋轉漸開線齒廓修形將得到最好的效益并且容易制造。 4) 三