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面齿轮齿面创成方法及啮合特性研究
一、面齿轮齿面创成方法
Facegear是一种新型的齿轮传动装置，相较于传统齿轮具有多种优点，如粘附力更大、接触应力分散、传动效率更高等，越来越受到研究者的关注。而面齿轮作为这种齿轮传动装置的主要形式之一，在航空、机床和医疗设备等领域中有着广泛的应用。
面齿轮齿面的创成方法一般分为加工法和制造法两种。
1.加工法
在加工面齿轮齿面时，通过刮齿、滚压、砂轮磨削等方法，将齿轮轮齿表面加工出所需的齿形，从而完成制造过程。
（1）刮齿法
刮齿法是一种用刮刀在齿面划出齿形，进行凸轮插入加工，使齿形轮廓满足要求的加工方法。刮齿法一般分为两种类型：手工刮齿和自动刮齿。
手工刮齿法是用手工工具进行加工，因为操作成本低，适用范围广，因此仍然是主要的加工方法之一。然而，由于工具和加工方法的限制，手工刮齿法一般要求加工过程中有多次修正，对于高精度的齿轮要求可能无法满足。
自动刮齿法则是通过专用设备进行齿面刮削工艺，加工效率高、精度高、自动化程度高，能够满足大批量生产的需求。
（2）滚压法
滚压法是将螺旋小齿轮和滚压机上的滚轮进行啮合，通过塑性变形来创造齿形。因为滚压法操作简单、成本低，同时具有较高的加工准确度，因此在大批量生产面齿轮时，是一种常用的加工方法。
（3）砂轮磨削法
砂轮磨削法是通过磨削来创造齿形，先将齿面进行修正，然后通过进给和旋转两个运动，在砂轮和齿面之间制造差速滚动来磨削齿形。该方法需要比较高精度的机床设备，因此成本相对较高。
2.制造法
面齿轮齿面的制造可以通过投影法、锥盘刀法、数控等多种方法完成。制造面齿轮的大多数方法都是从齿轮轮齿的旋转轴上进行凸轮插入的。
（1）投影法
投影法是通过一条射线将正侧齿面和抛物线的角端面投影到一个平面上进行加工。此外，投影法还可以通过这些投影线来描绘出齿形，差分方程或差分机构可以将投影线转换成轴线上的坐标来控制加工设备的运动。
（2）锥盘刀法
针对切面变化非常明显的拥有不规则齿距变化的轮齿，锥盘刀法是一种适合的加工方法。
（3）数控加工
数控加工在制造面齿轮时也可以用到，在达到一定精度的同时也可批量生产，同时还具有克服机械误差的优点。
二、面齿轮啮合特性
面齿轮的特点是在其啮合过程中，轮缘之间的接触面积非常小。在正确设计的面齿轮中，啮合底圆的直径和齿顶圆相等，这样就能够保证啮合过程中出现的静弯曲和动弯曲力矩都很小，从而保证面齿轮的传动效率和运行平稳性。
在设计面齿轮时要考虑到所需的参数，如模数、压力角、齿数、齿向厚度和漏量等。同时，设计者也要特别考虑齿形变形对传动性能的影响。由于面齿轮齿形的复杂性，一些传统的设计方法不再适用于面齿轮，因此需要一些新的设计方法来保证其最佳的传动性能。
总体来讲，面齿轮传动是一种高精度和高可靠性的传动装置，可以满足各种特殊要求，例如精确位置、多轴传动等。面齿轮的发展历程尤为漫长，现今加工技术和制造工艺已经取得了很大的进步。特别是在投影法中，数控设备的出现，更是加快了面齿轮制造工艺的进步。而制造面齿轮的方法也将会成为未来发展的一个重要方向。