【摘 要】
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弧齿锥齿轮是机械传动中用于能量和动力传输的关键部件,因其重合度大,承载力强,传动平稳,噪声小等优点,广泛应用于精密机械、大型舰船、以及空天装备的传动系统。良好啮合特性的获得是高强度、低噪声等高性能轮齿传动的关键。本文以轮齿传动接触分析（Tooth Contact Analysis,TCA）与含安装误差的TCA（Error Tooth Contact Analysis,ETCA）算法为基础,从安装调
【基金项目】
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“高载荷下人字齿轮传动点接触混合润滑机理与粘着磨损计算方法研究（国家自然科学基金:52075153）”; “高载荷下人字齿轮传动点接触混合润滑机理与粘着磨损计算方法研究（国家自然科学基金:52005051）”; “高功重比航空螺旋锥齿轮抗点蚀设计方法与试验研究（湖南省自然科学基金:2019JJ40020）”; 高性能微型伺服器设计制造关键技术（2020WK2032,湖南省重点研发计划项目）
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弧齿锥齿轮是机械传动中用于能量和动力传输的关键部件,因其重合度大,承载力强,传动平稳,噪声小等优点,广泛应用于精密机械、大型舰船、以及空天装备的传动系统。良好啮合特性的获得是高强度、低噪声等高性能轮齿传动的关键。本文以轮齿传动接触分析（Tooth Contact Analysis,TCA）与含安装误差的TCA（Error Tooth Contact Analysis,ETCA）算法为基础,从安装调整和加工参数调整两方面对啮合特性的主要评价指标（齿面接触印痕与传递误差曲线）进行优化。主要研究内容为:（1）以弧齿锥齿轮为研究对象,采用基于万能运动原理的螺旋锥齿轮通用建模方法完成齿面建模,建立考虑边缘接触的TCA,获得完整的齿面接触印痕和传递误差曲线。对齿轮副进行ETCA分析,研究各安装误差对于齿面啮合质量的影响,为齿轮副理想安装位置的确定和齿面优化设计打下基础。（2）基于安装误差,提出一种接触轨迹和传动误差的优化调整方法。结合ETCA算法,以安装错位为设计变量,设计的接触轨迹和传递误差特征参数为优化目标,建立目标函数,通过非线性优化算法完成求解。优化后接触轨迹向齿面小端移动,传动误差曲线下垂偏差量和波动幅值减小,表明该方法对接触轨迹和传动误差具有较好的优化效果,对提高齿轮啮合性能具有一定理论价值。（3）研究以二阶传递误差曲线设计为主,接触轨迹设计为辅的小轮齿面主动设计方法。预设重合度、波动幅值,设计传递误差曲线;基于曲面共轭理论,按照传递误差曲线反映的大小轮的转角及角速度关系,结合装配位置,求解与已知大轮齿面线接触的小轮基本齿面,并按照二阶接触参数沿各啮合线修形,获得目标齿面,利用机床加工参数反调确定相应的切齿参数。通过再设计的小轮齿面进行TCA分析,接触印痕和传递误差曲线基本符合预设参数,相比优化前,齿轮副啮合特性得到提高。
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