面齿轮传动是传递相交轴或交错轴运动的重要机械传动系统。由于面齿轮齿面形状复杂和加工过程难度大,使获取高精度齿面成为一个关键问题。本文旨在提高面齿轮磨削质量和生产加工效率,对碟形砂轮磨削正交面齿轮的磨削力及工艺参数优化方面进行研究,主要包括以下内容:基于碟形砂轮磨削正交面齿轮。国内对碟形砂轮磨削面齿轮的技术研究是近些年开始的,本文就碟形砂轮磨削正交面齿轮关键技术原理等进行阐述,介绍了面齿轮齿面成形加工运动及包络方式。面齿轮磨削力形成机理。根据面齿轮点接触式磨削原理与磨削理论,介绍了磨削力的形成原因与过程,阐述了格里森瞬时椭圆接触理论与曲面有关知识;重点对磨削力的几何影响因素(磨削接触弧长和接触宽度等)的数学公式进行了分析及推导。面齿轮磨削力的建模及工艺影响分析。理论上重点分析了磨削用量对磨削力的影响趋势;此外,介绍了磨削力对工件的影响以及磨削力的测量方法;从单颗磨粒在磨削过程中的受力分析入手,结合面齿轮齿面曲率大小,将面齿轮复杂曲面转换为倾斜面,综合倾斜面磨削理论,建立了面齿轮磨削力的数学模型;通过对磨削力的实例仿真分析,得到了磨削用量对磨削力不同的影响规律;最后,利用实验验证所建磨削力的数学模型与仿真结果,通过对比仿真结果与实测结果发现两者数据基本相符。面齿轮磨削力的建模及工艺影响分析可为后续工艺参数的优化提供一定理论依据。面齿轮磨削加工工艺参数的优化研究。着眼于生产效率与表面质量的提高,对面齿轮磨削加工工艺参数进行了分析;在此基础上,以生产效率和表面粗糙度为优化目标函数,考虑表面粗糙度、磨削功率、磨削烧伤为约束条件,并且综合考虑磨削用量的边界范围,建立了多目标非线性的优化数学模型;针对所建的优化模型,介绍了遗传算法与内点法有关理论,利用遗传算法与内点法相结合的方法对所建的优化数学模型进行求解,最终结合面齿轮实际磨削加工情况以及磨削力因素,得到了三组优化工艺参数方案;为了验证优化后的工艺参数,设计并实施了有关实验,通过对比优化仿真结果,两者相对误差在可信范围内。这为实际加工面齿轮的生产厂家提供了参考。