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齿轮成形磨削万能性好、工艺范围宽,甚至能磨削各种修整齿形,特别适合大模数、大齿宽、少齿数齿轮磨削,磨削效率高、精度高,应用日益广泛。齿轮成形磨削,关键是砂轮修形,特别对斜齿轮,被修整砂轮廓形和选取砂轮安装参数若不合理,导致砂轮母面与齿轮左右渐开螺旋面干涉,空间接触线的几何形状和分布位置不佳,增大磨削冲程的超程量、延长空磨削时间,齿槽两侧磨削力不平衡,出现让刀,恶化齿轮表面精度,甚至报废工件。如何防止磨削干涉、定量分析与主动控制砂轮廓形和接触线、选取和优化砂轮安装参数以及工艺参数是齿轮成形磨削研究的主要问题。(1)将空间曲面啮合干涉的诱导法曲率判别法应用到齿轮成形磨削,探讨砂轮母面与齿轮渐开螺旋面在接触点的邻近结构,推导了啮合诱导法曲率计算模型,得到了磨削干涉区域,研究砂轮安装角和砂轮半径对干涉作用规律,得出了合理的安装角取值范围。(2)研究了砂轮安装角、安装中心距与固定弦间点的关系,安装角不变,调整中心距,所有接触线在齿面上相交,交点即为固定弦间点;改变安装角,固定弦间点在齿根到齿顶之间变动,当固定弦间点越靠近分度圆时,接触线曲率越小。调整固定弦间点的位置,可以控制接触线的形态。(3)通过无瞬心包络法得到的接触线方程属于高度非线性,且接触线拐点众多,高阶震荡。研究了接触线方程的特解以及其稳定、收敛的数值解,并推导出特解表达式。(4)研究了砂轮安装角与砂轮廓形的关系,安装角大小不同,砂轮修形所需去除的材料量、形状、修整效率、精度不同。以安装角为变量对砂轮廓形进行了优化研究,获得了满足高效率、低齿形误差磨削的砂轮廓形和砂轮安装角。(5)在完成砂轮廓形优化基础上,深入研究了成形磨削中磨削用量的优化问题,建立了以齿面表面质量、效率为目标函数,利用MATLAB遗传算法进行了优化研究,编制了斜齿轮成形磨削砂轮廓形与工艺参数优化程序。本文通过理论分析与仿真结合,研究了成形磨削中的干涉、砂轮修形理论廓形控制以及工艺参数优化,为齿轮成形磨削奠定了理论基础,提供了关键技术支撑。