少齿数齿轮副齿形设计及制造关键技术研究

针对少齿数齿轮副因承载能力低难以广泛应用的问题，提出了高承载能力的少齿数齿轮传动的新型齿形设计及其制造关键技术研究。主要研究内容有: 为齿形设计提供基础的高承载能力的平面啮合齿轮传动基本齿形的设计理论和方法研究；在此基础上，重点研究小齿轮齿数为1至5的平行轴齿轮传动新型齿形副的设计方法，并对新型齿形齿轮副的啮合传动性能和承载能力开展分析；针对小齿轮扭转变形大的特点，开展针对性强的少齿数齿轮传动的轮齿修形方法研究；针对小齿轮制造困难、加工效率低的问题，开展新型少齿数齿轮副的制造关键技术及加工方法研究，并进行小齿轮齿数少于5的齿轮副的试制和传动试验研究。以提高承载能力为主要目的的少齿数齿轮传动新型齿形的设计理论、制造技术和试验研究的成果，将突破以渐开线齿形为主导的少齿数齿轮传动的设计理念，为提升少齿数齿轮传动的设计制造水平，开发和推广应用传动比大、结构紧凑的少齿数齿轮传动奠定坚实基础。

本项目开展了高承载能力的少齿数齿轮传动的新型齿形设计及其制造关键技术研究。主要研究内容有: 为齿形设计提供基础的高承载能力的平面啮合齿轮传动基本齿形的设计理论和方法研究，包括几何模型及其啮合数学模型的建立与联动求解的研究；适用于少齿数齿轮传动设计的新型的基本齿形曲线研究。开展了高承载能力的齿形优化设计理论研究，包括强度准则的确立以及齿形优化设计方法的研究。对新型齿形齿轮副的啮合传动性能和承载能力进行分析；针对小齿轮扭转变形大的特点，开展了少齿数齿轮传动的动力学和轮齿修形方法研究；针对小齿轮制造困难、加工效率低的问题，开展了少齿数齿轮副的制造关键技术及加工方法研究。开展了少齿数齿轮副传动的齿面损伤、耐久试验和传动性能试验研究。..提出了基于强度条件的齿形副廓形设计界限域及其应用方法。提出了一种能够实现新型齿形设计的基本曲线---变渐开线及其形成方法。在变渐开线齿形设计基础上得到了一种S型廓线齿轮，其承载能力可比渐开线齿廓齿轮副提高20%至30%。提出了适用于少齿数齿轮传动的强度计算和设计理论，获得了强度高、啮合性能好的少齿数齿轮副齿形参数优化设计方法。提出了少齿数齿轮副螺旋角的修形方法。实现了对具有切向和径向变位的少齿数齿轮的成形加工和滚齿加工。 ..项目研究成果提升和突破了少齿数齿轮传动的设计理念，形成适用于少齿数齿轮副齿形设计的理论和方法，为提升少齿数齿轮传动的设计和制造水平奠定了坚实基础。