齿轮设计中dFf＞dNf场景下的齿根修形技术要点

在齿轮传动系统设计中，若齿根成形圆直径dFf大于有效齿根圆直径dNf，意味着齿根渐开线的实际起始位置，高于啮合过程中真正参与工作的起始点。这种情况下，若未采取针对性修形措施，极易引发啮合干涉、传动振动加剧及噪声超标等问题，直接影响齿轮传动的稳定性与使用寿命。

一、核心参数精准解析

•齿根成形圆直径（dFf）：取决于加工刀具的具体参数，是齿轮加工完成后，齿根处渐开线实际开始形成的对应直径。

•有效齿根圆直径（dNf）：由配对齿轮的齿顶结构参数决定，代表齿轮在实际啮合过程中，渐开线真正参与动力传递的起始直径。

当dFf＞dNf时，齿根渐开线的起始位置超出了实际啮合所需的范围，此时必须对齿根进行专门修形，才能从根本上避免啮合过程中的干涉问题。

二、修形起始点的科学确定原则

结合行业成熟实践及专业齿轮设计软件（如KISSsoft）的应用经验，修形起始点的设定需遵循以下核心原则：

1.修形起始点对应的直径需≤dNf，确保修形覆盖全部实际啮合区域，避免未修形部分引发干涉。

2.修形需从dFf位置起步，向齿顶方向逐步延伸，保证渐开线起始段的不合理部分被完全修正。

3.建议修形起始点选取dFf与dNf之间的中间值，优先靠近dFf设置，且严格不超过dNf的上限。

4.修形后齿廓需与配对齿轮的齿顶保持合理间隙，无干涉风险，该要求需通过啮合仿真或专业软件自动计算验证。

5.需兼顾安装误差与制造公差，预留0.1-0.2倍模数的余量，提升设计的容错性。

三、工程实践中的修形实施建议

•以dFf作为修形基准，向齿顶方向开展修形加工，修形起始点可按以下公式确定：

d修形起始 = dFf + Δ

其中Δ为经验补偿余量，通常取值为0.1-0.2倍模数，具体数值需根据齿轮精度等级、传递载荷大小等实际工况灵活调整。

•修形终点建议设置在齿顶附近区域，确保整个啮合工作段都处于修形覆盖范围内，保障传动平稳性。

•修形量的确定需综合考量传递载荷、运行转速及噪声控制要求，工程中常用抛物线修形或圆弧过渡修形方式，实现平滑过渡。

四、核心结论

当齿根成形圆直径dFf大于有效齿根圆直径dNf时，齿根修形需以dFf为起点，向齿顶方向延伸修形，核心是确保修形区域完整覆盖dNf以下可能产生干涉的部位。修形起始点的具体位置，需结合配对齿轮参数、啮合仿真结果及制造公差进行综合测算，必要时借助KISSsoft、ETAGEAR等专业齿轮设计软件开展精准计算与验证，确保传动系统的可靠性与稳定性。