提出了一种新型多圆弧齿廓齿轮的几何设计方案,该设计解决了公切线式双圆弧齿轮非工作面接触问题。并且这种新型齿廓较双圆弧齿廓增加了一个啮合点。根据此方案,设计出法面相切式四圆弧齿轮基本齿廓,给出相切式四圆弧基本齿廓参数的计算方法。提出了公切线式双圆弧齿廓以及相切式四圆弧齿廓非工作面间隙的近似计算方法,同时提出了非工作面不发生接触的判别标准,并加以验证。与分阶式设计相比,公切线式设计方案由于齿廓上不存在尖点因而适于数控成形硬齿面磨削。

非零正变位设计的弧齿锥齿轮具有较高的强度,对该齿轮副法进行大重合度加工参数设计,可弥补正传动设计由于啮合角增大而使得重合度降低的不足。对比了非零正变位设计与常规设计的几何参数与加工参数,并对设计参数进行了TCA分析;基于UG对大轮进行了齿根受力分析。进行了齿轮的铣齿加工与滚动检查实验,结果表明,利用局部综合法与非零变位技术可以设计高强度的弧齿锥齿轮,实际加工的齿轮副啮合状况良好。