在齿廓修形的诸多设计因素中，修形量的选取是决定修形效果好坏的关键所在。当修形量不足时，齿轮副的啮合干涉无法消除，容易导致接触应力过高；而修形量过大则会使齿轮副的实际啮合线偏离理想位置，造成啮合接触性能下降。只有当修形量处于合适范围内时，才能避免上述问题的出现。因此，深入探究不同修形量对齿轮啮合性能的影响，对于优化齿轮传动效果具有重要的现实意义。
为确定不同的修形量取值Ca对齿轮啮合性能的影响，本文在齿轮弹性变形量范围内分别选取10、15、20µm的齿顶修形参数对其进行排列组合，同时添加组合1为未修形对照组，具体分组情况见表4。选取齿轮的传动误差和赫兹接触应力作为齿轮副啮合性能的评价指标，齿面法向力和齿根应力作为齿轮强度安全指标。分别研究在不同修形量组合下的齿轮啮合性能和强度安全指标的变化情况，进而选取最优修形组合。
表4 不同修形量组合
图8和图9分别所示为不同修形组合下齿轮的传动误差和接触应力曲线图，Ca=0µm是齿轮副未修形的对照组，此时齿轮在啮入端存在较大的应力突变，传动误差幅值达到11.73µm，这对齿轮的啮合性能产生不利影响。对比修形组合2、3、4，随着齿廓修形量的增大，齿轮的传动误差曲线逐渐趋于平稳，在齿廓修形量为20µm时，齿轮的传动误差幅值最小，达到8.84µm，相比于未修形时的11.73µm，降幅达24.6%。齿轮的最大应力的变化趋势如图10所示，随着修形量的增大，啮入端的最大应力也随之增大。表明在理论修形量范围内，并不是修形量取值越大，齿轮的啮合性能就越优。
图8 不同修形组合对应的传动误差曲线图
图9 不同修形组合对应的接触应力曲线图
图10 不同修形组合对应的传动误差幅值与最大应力
齿轮强度是齿轮传动系统平稳运行的基础保障。表5所示为不同修形量对应的齿轮法向力计算结果，
表5 齿面法向力计算结果
由表5可知，未修形时齿轮副的啮入力最大数值为1.303N/mm，随着齿廓修形量的增加啮合起始点处的法向力逐渐减小，当齿顶修形量取值20µm时，啮入点处的法向力数值为0.068N/mm。啮出点的法向力变化趋势和啮入力保持一致，随着修形量的增大，啮出点处的法向力由3.496N/mm下降为1.608N/mm，可以看出齿廓修形对齿轮啮入和啮出时的啮合冲击具有一定的改善效果。表6所示为不同齿顶修形量下的齿轮齿根弯曲应力计算结果，随着修形量的增加两齿轮的齿根弯曲应力均有不同程度的增大。
表6 齿根弯曲应力计算结果
综上所述，结合修形量对齿轮啮合性能和强度的影响趋势发现，当Ca=15µm时，既能达到改善齿轮的接触性能，又可以保证齿轮啮合时的强度要求，因此本文选取修形组合3作为最终修形方案。
