修形齿轮是克服高速重载工况下力热耦合变形的高端齿轮,被广泛应用于汽车、风电、船舶等行业的传动系统中,直接决定着传动系统的振动、噪声、疲劳寿命等服役性能。成形磨受限于几何运动特性,在加工修形齿面时不可避免地会产生原理性误差。该误差是由成形磨削强制啮合特性决定的,与机床加工误差有着本质区别,其研究难点在于误差模型建立与误差补偿。本文提出了一种通过优化多轴附加运动匹配接触线的方法以补偿原理性误差,该方法对拓扑修形齿面成形磨削精度的提高具有实际应用价值,并为成形磨削高精度复杂修形齿面提供了理论基础。论文主要研究内容包括:首先,建立了基于多轴附加运动的成形磨削修形齿面正反算模型。以标准渐开螺旋面为基础,在标准渐开线廓形以及标准螺旋线上叠加修形曲线,得到拓扑修形齿面。然后计算了砂轮廓形,并规划了砂轮运动轨迹,反算出了实际修形齿面,最后对正反算齿面进行了仿真验证。其次,对齿面扭曲误差进行了溯源分析,建立了齿面扭曲误差模型。通过截取仿真齿面上对应的多个端截面廓形并计算廓形偏差,显化整个齿面上的误差分布。然后分析了接触线以及x、y、c轴附加运动对齿面扭曲的影响,建立了相应的误差模型,并对x、y、c轴附加运动的综合误差模型进行了分析,为齿面扭曲误差补偿奠定基础。接着,提出了基于多轴附加运动优化的齿面扭曲补偿方法。首先通过优化砂轮安装角消除了接触线形态引起的齿面扭曲误差;接着提出通过优化x、y、c轴附加运动对齿面误差进行补偿,以遗传算法作为优化手段,对多轴附加运动量进行了优化,并对优化后的齿面误差进行显化,验证了该方法的有效性。最后,将研究的成果应用于数控成形磨齿机软件齿面扭曲补偿功能模块的开发中,并通过磨削实验,验证了所提方法的有效性。