为满足新能源汽车动力强和噪声小等性能要求,变速箱应具有高精度、高转速、低噪声的特点。齿轮作为汽车变速箱的关键部分,其设计加工对传动系统的精度、振动以及噪声有着至关重要的影响。齿轮的拓扑修形作为齿轮传动系统减振、降噪的最有效途径已被被广泛应用。此外,因蜗杆砂轮磨齿相较于其它齿轮加工方法在精度控制和效率保障等方面有独特优势,被广泛用于修形齿轮的精加工。目前,在拓扑修形齿轮齿面生成原理、理想修形齿面求解、齿面接触特性评估以及蜗杆砂轮磨齿加工过程分析等方面还存在明显不足。本文针对上述问题,主要研究内容如下:1.研究了齿轮齿面拓扑修形原理并提出生成一种拓扑修形齿面方法。首先,深入分析了拓扑修形齿轮齿面生成原理,设计了基于直线和抛物线的复合叠加修形曲线。然后,基于设计的曲线,在齿廓和齿向方向对齿轮齿面进行修形,获得了拓扑修形齿面,其最大鼓形量可随修形参数动态变化,可满足不同运动工况对齿轮性能的要求。最后,建立了齿轮三维模型,为拓扑修形齿轮齿面动态啮合分析和参数优化奠定了基础。2.研究了齿轮齿面动态接触特性并提出齿面拓扑修形参数优化方法。首先,分析了齿轮传动系统的啮合激励产生原因,探究了齿轮传动误差与啮合激励关联关系,建立了基于齿轮传动误差的啮合激励评价指标。其次,求解齿轮传动运动学方程,进行齿轮传动动态啮合分析,计算不同拓扑修形参数下齿轮的传动误差及其峰峰值。再次,以传动误差峰峰值为主要优化目标,对拓扑修形齿轮齿面参数进行多目标优化,获得了满足传动误差、齿面受载最优的修形参数,从而建立了齿面拓扑修形参数优化方法。最后,通过仿真对最佳拓扑修形参数下齿面动态承载特性分析,验证了提出的齿面拓扑修形参数优化方法可以有效改善齿轮的动态承载特性。3.研究了蜗杆砂轮磨齿加工修形齿轮过程和建立了蜗杆砂轮刀具几何廓形计算模型。首先,分析蜗杆砂轮磨齿加工原理,建立蜗杆砂轮刀具和工件齿轮运动关系。然后,基于齿轮啮合原理,结合拓扑修形齿轮齿面参数,推导蜗杆砂轮几何廓形的数学模型。最后,分析蜗杆砂轮常用修整方案特点,选择基于一种双锥面盘型金刚石修整轮的修整方案,提出了一种蜗杆砂轮几何廓形修整方法,从而实现考虑加工工况特点且动态接触性能良好的拓扑修形齿轮的数控加工。