成形法磨齿是一种被广泛采用的硬齿面精加工方法。但在成形砂轮磨齿过程中,当磨削工况如磨齿工艺参数的选用不当时,磨削接触区内产生的瞬时高温很容易造成齿面热损伤,严重时直接导致齿轮无法使用。为防止齿面发生磨削烧伤等问题,很有必要研究磨削齿面温度和热应力的实时变化情况。因此,论文中运用理论计算、有限单元法、计算机仿真和磨削实验等方式对成形磨齿的温度场和热应力场进行了较为细致的研究。论文主要完成了以下工作:1.基于单颗磨粒的切削过程,分析了成形法磨齿原理以及磨削区热量的产生和传递。根据移动热源理论,探讨了磨齿过程中四种热源模型的应用场合。推导了湿磨工况时磨削液的对流换热系数。对磨削区内的热量分配进行了理论分析,推导出成形磨齿工艺参数与磨削区热量分配的计算公式。2.分析了磨齿温度场的三类边界条件。根据有限单元法,推导了齿面瞬态温度场的有限元模型。利用软件ANSYS12.0中的热分析模块和编制的APDL语言对成形磨削齿面进行了三维瞬态温度场有限元仿真,获得了干湿磨工况下的齿面温度场分布状况,并分析了两种热源模型对齿面温度的影响。通过改变磨齿工艺参数(砂轮线速度、砂轮进给速度、磨削深度)分析了齿面温度的变化规律。3.对磨削残余应力进行了探讨,分析了磨齿热应力的产生原因和表现形式。利用ANSYS提供的间接法对齿面热应力进行了三维热-力耦合仿真,得到了热应力的分布情况以及随磨削时间的变化规律。4.使用数控成形磨齿机进行了磨齿烧伤实验。按照部分不同的磨齿用量进行了直齿轮磨削加工,并利用扫描电子显微镜观察了齿面磨削烧伤前后的形貌特征,间接验证了温度场仿真结果的合理性。通过对齿面磨削区热量传递和分配的理论分析与计算,对齿面瞬态温度场和热应力场进行的有限元仿真,以及进行的磨齿烧伤实验,最终获得了磨齿过程中齿面温度和热应力的分布规律。这对预测齿面易发生磨削烧伤的区域以及合理选用磨齿工艺参数有重要的应用价值。