螺旋锥齿轮因其传动比大和承载能力强等特点而被广泛应用于各种传动系统中,在全球工业化日新月异的时代,螺旋锥齿轮作为传动系统中的主体,一直被视为机械系统中的关键传动零件。随着现代科学技术的不断发展,越来越多的机器设备在工作过程中都需要保持较高的平稳性和较低的噪声,螺旋锥齿轮作为这些机器设备中的关键传动部件,它在运转过程中的噪声及平稳性严重影响着整个机器设备的工作性能,因而提高螺旋锥齿轮的传动质量、降低其运转噪声有着格外重要的工程实践意义。螺旋锥齿轮轮齿的啮合状态主要由齿轮副的齿面形状决定,通过对齿轮副进行齿面修形可以改善螺旋锥齿轮啮合性能,从而达到减振降噪的目的。本文从螺旋锥齿轮的成形理论和现代数控铣齿机的高柔性出发,研究了螺旋锥齿轮机床调整参数高阶修正和刀具修形对轮齿接触特性的影响,为更有效优化螺旋锥齿轮的传动性能提供了理论支撑和实践指导。本论文完成的主要研究内容如下:1.在螺旋锥齿轮基本分析模型下,根据齿轮啮合原理以及现代数控铣齿机的运动特点,分析了切齿加工过程中机床、刀具和工件的相对位置关系,推导了机床调整参数高阶修正时刀具和工件的相对速度表达式,建立了螺旋锥齿轮的理论齿面求解模型,为螺旋锥齿轮的修形研究、接触分析和几何建模奠定了理论基础。2.从改变螺旋锥齿轮切齿运动的角度分别对径向刀位、水平轮位、床位和垂直轮位进行了高阶修正。通过构建径向刀位、水平轮位、床位和垂直轮位高阶修正后的偏差曲面研究了径向刀位、水平轮位、床位和垂直轮位高阶修正对齿形的影响;运用螺旋锥齿轮齿面接触分析的方法,对径向刀位、水平轮位、床位和垂直轮位高阶修正前后的齿面接触区、传动误差和VH调整值进行了求解,研究了径向刀位、水平轮位、床位和垂直轮位高阶修正对理论齿面接触特性的相关影响,为设计人员在实践中正确、有效应用机床调整参数高阶修正来改善传动性能提供了指导。3.从改变第一曲面形状的角度引入了突端修根刀具和圆弧刀具两种修形刀具并建立了相应的数学模型。通过对齿面边界线进行求解精确获得了刀具各切削刃部分所对应的齿面网格点,从而完整的构建了螺旋锥齿轮齿面模型;采用单齿剖分的方法完成了螺旋锥齿轮有限元分析模型的构建,给出了有限元分析前处理关键技术并建立了齿面接触应力、齿根弯曲应力以及啮入冲击力的计算模型;对比分析了不同刀具修形对螺旋锥齿轮接触性能的影响并得出相应的结论。4.基于机床调整参数高阶修正和刀具修形的研究成果,利用最小二乘法齿面逼近和高阶修正的方法完成了螺旋锥齿轮加工参数的数值优化,并通过有限元分析的方法验证了加工参数数值优化后的齿面接触性能,最终结果表明螺旋锥齿轮整体接触性能得到改善,从而论证了本文研究成果的正确性和可行性。