赵昕

摘 要 列举常用的齿轮修形方法，及其估算公式。基于KISSsoft软件设计齿轮修形参数，软件能够模拟试验过程，得到应力分布图及载荷分布图等图表，获得较理想的修形参数，提高齿轮承载能力及寿命，并且极大的缩短设计周期。

关键词 齿轮 KISSsoft 齿廓修形 齿向修形

中图分类号：TH132 文献标识码：A

0引言

齿轮作为传动系统的重要部件，齿轮的振动噪音过大是发生异响的主要来源，但该问题的发生往往并不是因为齿轮参数设计的不合理，而是由于齿面接触状况不好导致的。齿轮在系统绝对刚性且无任何安装制造误差的情况下，齿面接触状况最理想，传递误差曲线在理想条件下为一条直线。而在实际工作中，齿轮会因传动系统箱体、轴、轴承及其自身等变形而出现误差，导致齿轮接触出现严重的偏载，传递误差过大，最终导致齿轮承载能力及寿命严重下降，最终导致噪音过大。因此，为了校正齿面接触状况不良和提高齿轮传动平稳性，必须对齿轮进行修形，优化齿面接触状况，使接触斑点达到最优。

1齿轮的修形方法

齿轮修形，指有意识地微量修整齿轮的齿面，使其偏离理论齿面的工艺措施。按修形部位的不同，齿轮修形可分为齿廓修形和齿向修形。

（1）齿廓修形是微量修整齿廓，使其偏离理论齿廓，包括修缘、修根和挖根等。修缘是对齿顶附近的齿廓修形，通过修缘可以减轻轮齿的冲击振动和噪声，减小动载荷，改善齿面的润滑状态，减缓或防止胶合破坏。修根是对齿根附近的齿廓修形，修根的作用与修缘基本相同，但修根使齿根弯曲强度削弱。挖根是对轮齿的齿根过渡曲面进行修整。对于齿廓修形的具体参数，暂无准确详细的计算方法，多凭经验和多次试验得到。

ISO6336为齿轮强度计算标准，其中给出初始的估算公式。推荐主、从动齿轮顶处的最大修形量△max（总修形量）为：

△max = （1）

式中：KA为工况系数；Ft为圆周力，N；b为工作齿宽，mm； 为端面重合度；C 为轮齿综合刚度，N/（mm m）。

（2）齿向修形是指沿齿向方向微量修整齿面，使其偏离理论齿面。通过齿向修形可以改善载荷沿轮齿接触线的不均匀分布，提高齿轮承载能力。齿向修形的方法主要有齿端修薄、螺旋角修整、鼓形修形和曲面修整等。齿向修形中，应用最广泛的就是鼓形修形。

对于一般精度齿轮，通常取10 m到40 m，加上5～10 m的制造误差。

实际应用中，当齿轮结构刚度较大，鼓形修形量可按下式计算：

Cc=fH （2）

对于较高精度、高可靠性的动力传动齿轮箱，为补偿安装偏斜的影响，鼓形修形量为上述计算值的60%-70%，即鼓形修形量应为：

10 m≥Cc≤ 25 m （3）

可以看出，无论是齿廓修形还是齿向修形，依据现有的标准只给出一个取值范围，对于具体的生产情况，可能并不适用，而不恰当的修形反而进一步降低齿轮传动性能，起到相反的效果。

2基于KISSsoft软件的齿轮修形

KISSsoft是一款实用的齿轮设计分析软件，也是全球唯一一款正向齿轮设计软件，在齿轮传动设计中运用非常广泛。KISSsoft软件能够针对上述问题给出良好的解决方案。借助KISSsoft软件进行修形时，可以很好地模拟实验过程，能够自动计算出修形参数，也可以自行指定修形参数。软件基于用户所选的计算标准，充分考虑轮齿受载变形及安装误差，给出相应的修形量建议值，也可根据自身状况进行相应修改。

KISSsoft软件具有强大的参数优化计算和微观分析功能，能够便捷可靠地实现齿形的优化。在软件中能够得到载荷分布图，通过对比修形前后或不同修形参数间的载荷分布图，就相当于试验得到的齿轮接触斑点位置，可以判断是否偏载，以及齿轮的传递误差及啮合冲击情况。在软件中能够输出啮合应力分布图（图1），齿面载荷分布图（图2），能夠直观判断齿面载荷分别情况，及时调整修形参数，模拟试验情况，已得到最为理想的修形参数。

3结论

齿轮修形具有提高齿轮承载能力，延长使用寿命，降低噪音等作用，在齿轮传动系统中对轮齿进行修形是十分必要的。KISSsoft软件能够模拟试验过程，得到接触斑点，自动计算出修形参数；也可设计人员自行修改修形参数，查看啮合情况及传递误差曲线等，调整得到较为理想的修形参数，大大的节省成本并缩短周期。