基于修形的齿轮啮合接触特性研究

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我国轨道交通行业的飞速发展推动了机车齿轮传动技术 向着高效 、高速 、重载方 向持续迈进 ，齿 轮传动的啮合特性、传动效率、传动的动态性能等技术指标也深受关 注。通过深入研究发现 ，随着齿轮 啮合传动的进行，齿面啮合接触区域的大孝形状和位置的改变将极大地影响齿轮副的承载、寿命和噪声等，因此啮合区域特性被视为评价齿轮传动性能的重要指标。

生产实践和理论研究均表明，仅采用修正齿轮副基本设计参数、提高齿轮制造 和安装精度等方法来改善啮合接触性能，势必会增加制造成本、延长设计周期 。目前在工业领域已经广泛采用合理的轮齿修形取代改变基本设计参数的方法来优化、改善齿轮啮合特性 。

1 齿面啮合接触区域形成原理渐开线斜齿轮副在啮合传动过程中理论上是进行线啮合接触，但由于在实际工况条件下不可避免地存在着轮齿的齿形误差 、齿轮副安装误差等因素 ，在这些误差因素的综合影响下，齿轮啮合传动的接触形式将 由线接触而转化为瞬时点啮合接触。这样齿轮啮合传动过程中每-瞬时接触点的集合就构成了齿轮传动实际啮合线，齿轮副正是沿着实际啮合线完成整个啮合传动的全过程 。

收稿 日期 ：2012-02-20作者简介 ：贾 鹏(1980-)，男 ，工程师 ，硕士。

随着轮齿啮合传动过程的开始，齿轮副两共轭啮合齿面最初在-个瞬时接触点实现彼此接触，经过施加载荷开始受载传动后，由于两啮合齿面受压弹性变形的影响，在瞬时接触点处两啮合齿面又开始沿着某-近似椭圆形的、微小的瞬时接触面积进行接触。啮合传动在完成从开始到结束的整个过程后，由所有的瞬时接触 面积集合形 成最终 的齿轮副齿面啮合接触区域 ，如图 1所示。

线齿向接触区域图 1 齿面啮合接触区域形成原理图2 轮齿修形轮齿修形是去除齿面上的部分材料，以减小由于系统和轮齿变形而引起的齿轮 啮合错位 ，旧能使齿轮在发生接触受载变形时，齿面压力分布均匀，使齿轮啮合接触区域分布更加合理，齿间、齿向载荷分布均匀，保证轮齿受载变形后依然能够相对平稳地传递扭矩。

轮齿修形的关键在于修形曲线、修形量和修形长度 3个要素的选择。 目前主要的修形方式大致可以分为齿形 、齿 向 2大类 。齿形修形主要包括齿顶5