一個經(jīng)典的案例是，制造過程如何影響齒輪的性能，是在一個更簡單的磨齒機上生產(chǎn)齒長鼓形。在斜齒齒輪齒的連續(xù)展成磨削過程中，砂輪的運動會導致一個特定的偏差誤差，稱為“自然扭曲”。這種偏差包括一個扭曲和一個小的覆蓋的齒廓鼓形(圖4)?，F(xiàn)代磨齒機可以彌補制造造成的扭曲，但機械式的磨齒機不能彌補。這種扭曲會極大地影響嚙合中的接觸區(qū)域和激勵特性，通常是不被允許出現(xiàn)的。

圖4 當采用展成磨削時，因加工鼓形而產(chǎn)生的齒面扭曲

　　然而，在一個斜齒齒輪在某些情況下，齒面扭曲有時是故意被使用的一種修型。這表明，由制造引起的扭曲有時是有用的。如果設計軟件能夠在接觸分析中計算并考慮由機械制造引起的齒面扭曲，則可以在齒輪尺寸設計階段包含由此產(chǎn)生的制造偏差。這大大簡化了磨削過程，并更容易實現(xiàn)的目標齒廓。

　　齒輪齒廓設計時對生產(chǎn)過程的考慮

　　如上所述，在調(diào)整齒輪齒的幾何形狀和修型時，考慮制造材料的性能是有用的。不同制造方法也會影響成本，因此可能非常重要，特別是在較大的批量生產(chǎn)的情況下。例如，對于大批量生產(chǎn)時，齒輪珩齒工藝是一種非常具有成本效益的方法，但只能使用最大的模數(shù)為6mm。另外，與使用切削刀具相比，車齒加工是一種非常有效的方法，但有必要檢查工件和工具是否會碰撞。

　　然而，通常情況下，齒輪設計師在生產(chǎn)方面沒有足夠的專業(yè)知識來克服不同工藝中固有的限制。由于這個原因，KISSsoft努力在其尺寸調(diào)整軟件中集成生產(chǎn)專業(yè)知識。該軟件的作用可以完成在設計師不知道的細節(jié)的情況下檢查一種特定制造方法的通用性。例如，應該避免讓設計者被要求進入一個他可能不知道的車齒刀具的軸的直徑。這使得制造驗證項目的發(fā)展成為一個挑戰(zhàn)。

　　現(xiàn)在的KISSSOFT軟件已經(jīng)歸屬于GLEASON，所以，可以在設計時與制造工藝進行更加緊密的結(jié)合。

　　制造質(zhì)量對于NVH性能的影響

　　問題的產(chǎn)生

　　如前所述，如果要生產(chǎn)預定義的齒面修型，特別是精確地齒形修正，可能是比較困難的。當然，設計者希望根據(jù)所定義的齒面修型，例如，特別是為電動汽車應用的低振動的齒輪修型參數(shù)，能夠進行大批量準確的生產(chǎn)。

　　在實踐中，特別是齒廓形式的偏差，往往受到很大的限制。在這增加了周期時間，從而增加了制造成本。這就回避了一個問題，即關于所需的高質(zhì)量是否真的產(chǎn)生了任何真正的改進。例如，一個大尺寸的齒面形貌修正是否比減少允許的制造誤差更有效。當齒面齒廓和齒長方向利用齒輪檢測機進行測量分析時，相關信號總是分散的，通常覆蓋一個基本波形。因此，波紋的數(shù)量直接影響所產(chǎn)生的齒廓和齒長方向的偏差。

　　合乎邏輯的是，齒面的波紋是，或可能是引起振動的原因。另一方面，也證實了振動激勵不一定與波度的振幅或長度成正比。一定程度的波紋甚至可以改善噪聲特性。這已經(jīng)在TU Munichs FZG(齒輪研究中心)的測試中進行了研究，相關研究已經(jīng)證明了通過精確預定義的波形可以顯著降低噪聲。

　　這就產(chǎn)生了一種思路，即在理論上最佳大小的輪齒上施加額外的波紋(有無修型都進行分析)，然后測試這種設計對所需性能的影響。首先，應該在理論上用接觸分析(載荷下)研究無誤差狀態(tài)下的齒輪副，以確定通常的摩擦特性，如傳動誤差、激勵力、赫茲壓力、效率損失等。之后，對輪齒施加額外的波紋度，再次進行重復計算，并確定與第一次計算結(jié)果的偏差。波度的數(shù)量級應對應預期的精度等級(如根據(jù)ISO 1328)的標準定義偏差(齒長和齒廓方向)。

　　計算中的應用

　　為了能夠執(zhí)行此計算，在KISSsoft中的“制造”選項卡中添加了一個表。(圖5)，用戶可以在其中對制造設備進行設置(圖6)。

圖5 KISSsoft軟件中的“制造”模塊相關內(nèi)容

圖6 KISSsoft中不同波紋度的選擇

　　制造形式的偏差可以模擬為齒廓方向、齒長方向或用于制造齒輪的刀具的法向偏差，如表1所示。輸入內(nèi)容也可以通過多次輸入偏差來累積。

表1 波紋度的定義

　　與確定波紋度對嚙合的影響有關的一個重要問題是，制造產(chǎn)生的波紋可能因不同的輪齒而存在差異異，或因不同的工件而存在差異。波長、波起始點(圖7)和振幅將不斷變化。

圖7 齒廓圖形中的波紋度顯示

　　這在齒輪測量機的分析中是顯而易見的。因此，必須進行大量的計算來分析這些參數(shù)的差異和離散性。我們分析產(chǎn)生振幅、長度和起始有效值的不同的加工變量。對每個變量進行接觸分析，以計算出最重要的結(jié)果，然后進行顯示出來。

圖8 腳本程序中提取

　　要完成這一過程，通常我們將需要大量的時間來一步一步地進行手工計算。集成到KISSsoft中的腳本語言的使用在這種情況下是一個很好的解決方案。執(zhí)行計算的工程師可以使用腳本編輯器在軟件中編寫和運行他們自己的功能。這使得針對不同波紋的接觸分析可以自動計算很多次，并將不同結(jié)果進行比較和顯示。