摘要
强力球面珩齿技术在降低齿轮噪音、提高齿轮承载能力和减少加工成本方面较传统磨齿工艺表现突出。强力球面珩齿机床，利用电子齿轮箱系统实现内珩轮和加工齿轮间的强制传动，通过机床运动球面运动方式实现任意形式的齿向修形，有效改善了齿轮齿面几何形状，减小了齿圈径向跳动和齿轮分度误差。采用新型复合材料珩磨轮，能够去除较大的加工余量，其单边齿面最大加工余量可以达到40μm~80μm，同时在齿面产生非周期性齿形纹理，有效降低齿轮噪音。球面珩齿技术为精加工硬齿面提供了一种低成本高性能的方式，但目前该技术被国外垄断，限制了在国内的应用与发展。对此本文开展了如下研究： (1)对球面珩齿加工的相关设备和工艺技术进行研究，依据实际生产加工对齿轮加工鼓形量的要求，利用软件仿真分析齿轮接触应力与理论推导齿轮承载能力相结合的方式，分析求解齿轮鼓形量的理论计算方法。采用ANSYS软件进行仿真模拟，分析经过鼓形处理的标准渐开线齿轮受力情况，设计、验证并优化鼓形形状； (2)对硬齿面球面珩齿过程进行机理分析，建立内啮合齿轮参数方程，推导内珩轮与工件齿轮的球面啮合复合运动关系式，分析轴交角与齿轮加工鼓形量的关系，探索内啮合珩齿机床球面鼓形加工方法。借助 UGNX、Adams、Matlab 等计算机软件进行模拟仿真，检验鼓形加工方法的有效性； (3)生产加工实际检验。通过生产实际在（机床的型号）强力球面珩齿机床上设置齿轮加工参数，对加工出的齿轮鼓形量以及鼓形形状进行检测，验证加工参数的准确性。 本课题采用理论分析与仿真模拟相结合的方法探索了强力球面珩齿齿面鼓形的设计方法，推导了齿轮鼓形量的计算公式，构建了啮合齿轮参数方程，得到了轴交角与啮合齿轮鼓形加工的关系。通过了强力球面珩齿机床（Gleason-150SPH）的实际生产加工检验。本课题的研究为球面珩齿机床的应用提供了一定的理论依据。
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