Klingelnberg齿制摆线齿锥齿轮是目前常用的螺旋锥齿轮三种齿制之一,具有振动小、噪声低,能够适应高速传动要求等特点,能够承载较大的传动力矩和实现较大的传动比,工业上的应用极为广泛,尤其在船舶、冶金和建材等行业的重载、大功率传动领域。随着我国重型机械行业的高速发展以及与欧美日韩企业的合作日益密切,先进的Klingelnberg摆线齿锥齿轮加工机床逐步被引进到国内企业。由于从国外引进的机床价格非常昂贵,国内的机床制造企业曾试图仿制这种机床,但是由于该机床刀具主轴的结构过于复杂而未能成功。本文基于国产数控螺旋锥齿轮铣齿机上采用整体刀盘加工的Klingelnberg摆线齿锥齿轮,研究了摆线齿锥齿轮的啮合传动性能。建立了考虑圆弧刀刃的摆线齿锥齿轮齿面方程,运用二元迭代算法计算了齿面离散点坐标以及法矢参数,并完成齿轮副的齿面接触分析和齿面加载接触分析研究。论文主要研究工作如下:1、基于采用整体刀盘加工Klingelnberg摆线齿锥齿轮的切齿原理以及切齿加工过程中刀具、产形轮以及齿坯之间的相对位置和相对运动关系,建立了采用圆弧刀刃刀齿加工的摆线齿锥齿轮大、小轮精确齿面方程。为求得理论齿面坐标参数,对大、小轮齿面进行了离散化处理,并采用二元迭代算法进行求解。在Visual Basic软件平台下,编制了摆线齿锥齿轮齿面离散点坐标及其法矢参数的计算软件。2、基于齿轮啮合理论,建立了摆线齿锥齿轮在初始接触位置的接触方程。计算了初始接触点的参数,推导了决定接触椭圆长、短轴大小的两齿轮啮合接触点处的法曲率和短程挠率。考虑到齿轮副的安装位置误差对啮合接触性能的影响,通过对V/H参数的调整,利用Visual Basic编程软件开发了齿面接触分析程序,并仿真分析了齿轮副在中点、大端、小端位置的接触区以及传动误差曲线。3、通过对齿面离散点数据的处理,利用Creo 维软件创建了摆线齿锥齿轮的几何实体模型,运用有限元前处理软件HyperMesh对大、小轮进行了全齿模型的网格划分,并在全齿对网格模型上切割出了用于加载啮合性能分析所需的5齿对有限元网格模型。在ABAQUS软件环境中进行了摆线齿锥齿轮加载啮合传动性能的分析,分析出了大、小轮不同加载工况、不同安装位置对齿面最大接触应力、齿根最大弯曲应力、接触区以及传动误差曲线的影响规律。4、基于国产H1250C型螺旋锥齿轮铣齿机和整体刀盘,试验加工出了齿数比为12:37的齿轮副。通过L65G齿轮测量中心检测了齿面齿形误差,验证了基于整体刀盘切齿加工原理建立的摆线齿锥齿轮齿面方程以及齿面离散点坐标及法矢参数计算软件的正确性。通过H1250T滚动检验机对齿轮副进行了接触性能的啮合滚动检验,验证了齿面接触分析方法的正确性。