圆弧齿轮相比渐开线齿轮具有承载能力大、使用寿命长、易形成动压油膜以及对安装误差和变形的低敏感性等优点。但是,由于尚未采用先进的成形磨齿工艺,这种性能优越的齿轮以中软齿面工艺状态供货,这大大限制了其弯曲强度的提高以及应用范围。究其原因,主要是因为高精度硬齿面圆弧齿轮的加工方法(主要是磨齿)一直没有解决。近年来,随着数控成形磨齿技术在渐开线齿轮中的成熟运用,从理论上讲,任何曲线齿廓齿轮的硬齿面加工都可采用成形磨齿工艺。本论文旨在探讨数控成形磨齿工艺在圆弧齿廓齿轮硬齿面加工中的理论以及工艺问题。主要内容如下：1.圆弧齿轮的成形磨削原理由于成形磨齿对齿廓有极强的适应性,从而打破了展成法磨齿加工一统天下的局面,摆脱了对展成法刀具的依赖,为高精度硬齿面圆弧齿轮的磨削提供了条件。本文从成形磨削的原理入手,研究了成形磨削的工艺特点,并对工作砂轮的选择和修整进行了初步研究。2.硬齿面圆弧齿轮磨齿前的热处理工艺在硬齿面齿轮磨削前的热处理工艺中,齿面渗碳淬火工艺是提高齿面硬度、提高承载能力最有效的方法,本文从渐开线渗碳齿轮有效硬化层深度入手,寻找其取值的一般规律,进而结合圆弧齿轮的特点,探讨了圆弧齿轮渗碳的有效硬化层深度的确定方法。3.适应成形磨削的圆弧齿轮齿廓设计以及砂轮截形设计研究了具有高齿面精度的多圆弧齿廓齿轮的几何建模方法,使之符合共轭原理,并与经过模拟加工的齿形进行对比,以验证模型的精确度。在成形磨齿中,齿轮轮齿的最终形状由成形砂轮轴截面的形状保证,本文分析了成形砂轮轴截面几何形状的求解方法,为圆弧齿轮成形磨削以及生成工作砂轮修整数控代码提供理论基础。为提高工作砂轮的强度,将目前的双圆弧和四圆弧基本齿廓中的尖角部分进行了修改,以适应成形磨削工艺,并通过有限元分析软件进行验证,确保不降低修改后齿轮轮齿的弯曲强度。4.四圆弧齿轮样机制造及性能试验中的有关问题本文研究了在设计和加工四圆弧齿轮减速器时的一般问题,并针对齿轮弯曲疲劳强度试验的现状,指出了当前学术界常用的脉动疲劳试验的加载方式对于齿廓形状的变化不敏感,与齿轮实际的工作形态差别较大,致使结果可靠性难以保证,不适用于进行分阶式多圆弧齿廓齿轮的弯曲强度疲劳试验。