特大型直齿锥齿轮是我国大型装备的重要零部件,它的制造精度对维持整个大型装备的稳定运作起关键作用。根据特大型剖分式直齿锥齿轮的结构特点可知,其精度主要取决于单个剖分体的切齿精度,而剖分体切齿后的结构变形是影响其切齿精度的主要因素。因此,预测单个剖分体结构变形的理论将为剖分体变形的控制奠定基础,对提高齿轮的制造精度有着重大意义。特大型剖分式直齿锥齿轮的结构变形主要是由于材料去除所导致的刚度、内应力变化而产生的形变。根据剖分轮坯的结构和主要变形原因,论文使用弯曲应变能等效刚度的方法计算剖分轮坯在切齿加工过程中的刚度并探究刚度的演变规律。从得出的计算结果可以看出剖分轮坯的刚度在切齿过程中持续下降,刚度的下降程度也受切齿位置不同的影响。论文根据毛坯材料的初始应力分布状态和之前计算出的轮坯刚度,建立剖分轮坯刚度变化-残余应力演变-变形映射关系的模型,通过这个模型计算后发现轮坯的变形量随着加工的继续持续增大。同时,论文使用ABAQUS软件建立有限元模型并模拟轮坯的切齿加工过程,仿真结果显示剖分轮坯在加工过程中的变形方式呈弯曲变形。将有限元软件仿真加工的变形结果与映射模型计算出的结果对比后发现,两种计算结果的相似度较高。论文在改变剖分轮坯的各个参数后,对不同尺寸的轮坯进行有限元仿真,从仿真结果可以发现轮坯的参数对其加工变形有显著影响。在探究参数变化对轮坯变形的影响规律后,论文可以通过得出的规律合理选择剖分轮坯的参数使其加工变形在可控制的范围内。为了更准确的预测剖分轮坯的变形,论文在UG中通过剖分齿轮的三维模型生成用于切齿的数控加工代码,将代码经过机床仿真软件验证后导入到实际数控机床进行切齿加工。用三坐标测量仪可以测量加工过程中轮坯的变形,将测量出的变形结果与有限元仿真结果对比后,可以看出两种计算结果基本一致,这验证了解析法模型和有限元模型的正确性。论文建立的轮坯有限元模型和刚度-应力-变形的映射模型都能很好的预测轮坯加工过程中的变形,这对轮坯加工变形控制的研究奠定了坚实的基础。