面齿轮传动是一种特殊的锥齿轮传动形式,是应用于现代工业行业中的一种重要的传动方式。但是随着对面齿轮加工精度的逐步提高,怎样加工出具有高精度复杂齿面的面齿轮成为工业制造业的一个关键性问题。对于高精度的面齿轮的加工,一般采用的是磨齿加工技术。本文就以研究面齿轮磨齿磨削温度场及表面残余应力方面进行了一系列的研究。基于齿轮啮合原理、微分几何等理论,建立面齿轮的加工坐标系和加工刀具、加工机床的坐标系。通过相关矩阵计算得到蝶形砂轮加工面齿轮的齿面方程。再应用MATLAB的离散点的坐标进行相关的拟合,得到面齿轮齿面模型。最后在PRO/E中得到面齿轮的三维实体模型,为后面温度场、应力场分析打下很好的基础。通过椭圆接触原理,在面齿轮齿面点磨削的基础上,求解出面齿轮温度场点磨削分析中的相关分析参数,如接触弧长,接触宽度等。对面齿轮齿面的各个方向上的点进行点磨削温度场分析,由ANSYS有限元分析导出分析结果。通过齿长方向和齿高方向对齿面上的磨削温度进行总结,并通过齿面曲率的理论分析对分析结果做出解释。最后使用红外测温仪对齿面进行实际温度测量,得到的结果与有限元分析结果相一致。对面齿轮磨齿齿面残余应力做了ANSYS有限元模拟与分析。结果表明:磨削后的面齿轮齿面上为残余压应力,齿面里层为残余拉应力;其齿面的残余应力的大小跟磨削条件和磨削用量有关,并着重分析了几个磨削用量对其造成影响的变化。并通过采用x射线衍射法测量出面齿轮齿面的表层残余应力分布,并与仿真模拟出来的结果进行对比,误差率较小,证明了有限元研究磨削残余应力的可行性。分析了齿面误差及残余应力产生的裂纹对面齿轮的影响,并根据齿面误差的产生规律分析出裂纹易产生的分布,得出消除磨削裂纹的本质在于消除齿面表层残余应力。并提出了一些消除残余应力的方法和建议。