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HGT准双曲面齿轮传动的轮齿接触分析

王星;方宗德;李声晋;高正国;宁程丰

【摘要】InmachininghypoidgearwiththeHGTmethod,thelargegearis

machinedwithgeneratedmethodandthepinionismachinedwithtilt

method.BasedonthemachiningprincipleandmethodofGleasonhypoid

gearsmachinedbytheHGTmethodandonthebasisoftraditional

machinetoolswithcradlemechanism,themathemati-calmodelof

machiningwasestablishedandthetheoreticaltoothsurfaceequations

werederived;onthisbasis,thetoothcontactanalysis(TCA)including

toothcontactanalysisandedgecontactanalysiswascarriedout.The

abovestepsareprogrammedonthecomputer;usingnumericalsimulation,

wecandisplaythedifferentparameters,gearmeshingprocessand

performancewithdifferentmisalignment,verifyingthatthemathematical

modelandtheoreticalderivationiscorrect;webelievethatthismayserve

asthefoundationforLoadedToothContactAnalysis(LTCA).%HGT准双曲

面齿轮，大轮采用展成法加工，小轮采用刀倾法加工。根据格里森HGT准双曲面

齿轮的加工原理和加工方法，并以传统的摇台型机床为基础，建立了切齿加工数学

模型，推导了理论齿面方程，并对齿轮进行了轮齿接触分析（toothcontact

analysis，TCA），包括齿面接触分析和边缘接触分析。将切齿设计与相应的

TCA编制成计算机程序，通过计算机数值仿真，可准确显示不同参数、不同误差

的齿轮啮合过程和性能，验证了数学模型与理论推导的正确性，为下一步轮齿承载

接触分析（loadedtoothcontactanalysis，LTCA）打下了基础。

【期刊名称】《西北工业大学学报》

【年(卷),期】2014(000)003

【总页数】6页(P475-480)

【关键词】边缘接触分析;HGT方法;准双曲面齿轮;齿面接触分析

【作者】王星;方宗德;李声晋;高正国;宁程丰

【作者单位】西北工业大学机电学院，陕西西安710072;西北工业大学机电学院，

陕西西安710072;西北工业大学机电学院，陕西西安710072;青岛中集冷藏运输

设备有限公司，山东青岛266300;西北工业大学机电学院，陕西西安710072

【正文语种】中文

【中图分类】TH132.41

准双曲面齿轮是齿轮传动中最为复杂的一种，其几何形状与啮合理论非常复杂，一

直是齿轮制造过程中的难点。同时它又是汽车驱动桥中的关键零部件，而准双曲面

齿轮的啮合质量是通过正确的切齿设计来保证的，国内不少学者对这方面的工作做

了深入的研究。

格里森准双曲面齿轮常用的切齿方法有4种，代号分别为HFT、HFM、HGT和

HGM。由于HFT大轮采用成形法加工，工件和摇台均不转动，由刀盘直接回转加

工出齿面，从而具有加工效率高的特点，因此，在汽车工业中得到了广泛应用，它

也是目前使用最多的准双曲面齿轮的切齿方法。唐进元等[1]针对HFT准双曲面齿

轮，推导了齿面方程和过渡曲面方程。方宗德等[2]针对HFT准双曲面齿轮，推导

了齿轮传动的轮齿接触分析方法。李慧[3]针对HFM法利用空间啮合几何学和空

间坐标变换，建立了大、小轮切齿加工的数学模型和齿面表达的非线性方程组。

Simon[4]