CN109977579B - 改善准双曲面齿轮啮合质量的机床加工参数优化方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种改善准双曲面齿轮啮合质量的机床加工参数优化方法，给定大轮的齿坯几何参数、切齿刀具尺寸参数和机床加工参数，并给定小轮的齿坯几何参数和切齿刀具尺寸参数后，通过优化调整小轮机床加工参数改善准双曲面齿轮啮合质量。优化过程结合齿轮机床加工参数计算、计算机轮齿啮合分析和参数化啮合性能评价，采用遗传算法进行迭代寻优计算，最终得到满足预设啮合性能评价目标值的个体，获得与其对应小轮机床加工参数，实现准双曲面齿轮副啮合性能的可控优化，并能有效避免边缘接触和角接触的不良啮合状态。

Description

改善准双曲面齿轮啮合质量的机床加工参数优化方法

技术领域

本发明涉及准双曲面齿轮的机床加工参数优化方法，更具体地说是用于改善准双曲面齿轮啮合质量的机床加工参数优化方法。

背景技术

准双曲面齿轮因具有减速比大、体积小等优点，常被应用于大载荷、高转速的机构中，对其运转平稳性、静谧性要求较高。齿轮副良好的振动噪声性能与理想的齿面接触特征密切相关，目前准双曲面齿轮的啮合检验通常将齿轮副安装在滚动检验机上运转，观察齿面啮合印痕的位置、大小和方向，据此修正小齿轮的机床加工参数并重新加工再次检验，直至获得满足要求的啮合印痕。现有方法不仅试验周期长，需要耗费大量的人力物力，调整参数繁多、优化目标不明确，且只能控制使啮合点附近的接触区满足要求，不能控制啮合齿面上的整个接触区域，也未能消除传动误差曲线可能存在的缺陷。

公开号为CN106369139A的发明专利申请说明书中公开了“一种满足高次传动误差的准双曲面齿轮加工参数获取方法”，其采用的是预设高次传动误差曲线的方法来计算小轮齿面继而获得机床加工参数。此方法首先需要预设高次传动误差曲线形态，获得新的小轮齿面，对该齿面进行修形，再根据预设接触印迹对修形面重新调整，最后利用高阶误差反求的方法获得满足预设高次传动误差曲线和预设接触印记的小齿轮修行面后的新齿轮对应的机床加工参数。该方法需要三次求解计算小轮齿面，步骤较多，也未涉及对边缘接触和角接触的等不良接触状态的优化过程。

发明内容

本发明是为避免上述现有技术所存在的问题，提供一种改善准双曲面齿轮啮合质量的机床加工参数优化方法，避免对准双曲面齿轮齿轮副进行滚动检验并反复调整机床加工参数试切的过程，降低试制成本；将机床加工参数选择问题转化为啮合质量优化问题来求解，方便设计、加工人员直接调控齿面啮合印痕特征参数，简化操作。将齿面啮合印痕约束在有效啮合区域内，避免边缘接触和角接触的不良啮合状态，降低齿轮副失效的发生概率，提高齿轮副使用寿命，同时降低啮合时的振动噪声。

本发明为解决技术问题采用如下技术方案：

本发明改善准双曲面齿轮啮合质量的机床加工参数优化方法的特点是：

所述机床加工参数优化方法是指：给定大轮齿坯几何参数、大轮切齿刀具尺寸参数和大轮机床加工参数，并给定小轮齿坯几何参数和小轮切齿刀具尺寸参数，优化调整小轮机床加工参数，所述小轮机床加工参数包括：机床安装根锥角γ_m、床位ΔX_B、水平轮位ΔX_D、垂直轮位ΔE_m、径向刀位S_r、角向刀位q、刀倾角i、刀转角j和切削滚比m_cp，所述优化调整小轮机床加工参数是按如下步骤进行：

步骤1、根据准双曲面齿轮副设计要求，给定大轮齿坯几何参数、大轮切齿刀具尺寸参数，及小轮齿坯几何参数和小轮切齿刀具尺寸参数，针对切齿机床根据相应的齿制加工原理分别计算获得大轮机床加工参数和小轮机床加工参数，并以计算获得的小轮机床加工参数作为小轮机床初始加工参数；

步骤2、利用所述大轮齿坯几何参数、大轮切齿刀具尺寸参数和大轮机床加工参数根据相应的齿制加工原理建立大轮齿坯坐标系下的大轮齿面方程；由小轮齿坯几何参数、小轮切齿刀具尺寸参数和小轮机床初始加工参数根据相应的齿制加工原理建立小轮齿坯坐标系下的小轮齿面方程；

按照预先设计的齿轮副偏置距离，对所述大轮齿面方程和小轮齿面方程进行虚拟装配，获得啮合坐标系下的啮合齿面方程，针对所述啮合齿面方程通过计算机轮齿啮合分析，获得齿轮副齿面啮合印痕和齿轮副传动误差曲线；

步骤3、依据准双曲面齿轮啮合分析及评价理论，根据所述啮合印痕和传动误差曲线评价齿轮副啮合质量，确定参数化分析啮合印痕和传动误差曲线的评价指标，所述评价指标是指：啮合印痕瞬时接触椭圆长轴平均长度L_mean、啮合印痕方向角γ，以及传动误差曲线左侧交点纵坐标值δ_left和传动误差曲线右侧交点纵坐标值δ_right；

步骤4、根据所期望的啮合印痕尺寸大小、啮合印痕方向角及传动误差曲线的幅值，针对所述评价指标确定评价指标目标值和优化精度，并建立评价指标目标函数；

所述确定评价指标目标值是指：啮合印痕瞬时接触椭圆长轴平均长度目标值L_opt，啮合印痕方向角目标值γ_opt，传动误差曲线左侧交点纵坐标目标值δ_{left_opt}和传动误差曲线右侧交点纵坐标目标值δ_{right_opt}；

所述优化精度是指：瞬时接触椭圆长轴平均长度优化精度ε_L，啮合印痕方向角优化精度ε_γ，传动误差曲线左侧交点纵坐标优化精度ε_{δ_left}和传动误差曲线右侧交点纵坐标优化精度ε_{δ_right}；

所述评价指标目标函数由式(1)所表征：

Min f(L_mean,γ,δ_left,δ_right)为评价指标目标函数值，是指求取函数最小值；

步骤5、采用遗传算法对所述评价指标目标函数进行寻优计算，所述寻优计算的过程中，以小轮机床加工参数为迭代变量，初始化数遗传算法种群，将种群中个体数设定为N，算法迭代次数设定为M；对所述种群中每个个体代表的机床加工参数根据相应的齿制加工原理建立本代N个小轮迭代齿面方程；

步骤6、将所述大轮齿面方程分别与本代各小轮迭代齿面方程进行计算机轮齿啮合分析，得到用于评价齿轮啮合质量的N组评价指标值；将所述N组评价指标值利用由式(1)所表征的目标函数计算获得本代所有个体评价指标目标函数值；

步骤7、设定齿面有效接触区域，避免边缘接触、角接触的不良接触状态；所述齿面有效接触区域是指：从齿轮的实际齿面边缘按照设定的缩放比例系数i_D向内移动，所形成的人为设定的约束区域，实际齿面边缘保持不变，所述实际齿面边缘包括齿顶线、齿根线、大端边线和小端边线；所述缩放比例系数i_D是指：约束区域的齿顶线、齿根线在节点处的齿高与齿轮节点处的实际齿高之比，以及大端边线、小端边线在节点处的齿长与齿轮节点处的实际齿长之比；针对大轮齿面和小轮齿面均设定约束区域；

步骤8、以齿面有效接触区域为约束，按步骤5和步骤6的过程不断迭代计算，最终得到使评价指标目标函数值Min f(L_mean,γ,δ_left,δ_right)等于ε_L、ε_γ、ε_{δ_left}、ε_{δ_right}之和的优化个体，则啮合印痕瞬时接触椭圆长轴平均长度L_mean、啮合印痕方向角γ和传动误差曲线左侧交点纵坐标值δ_left和右侧交点纵坐标值δ_right均达到优化精度，迭代计算停止，优化过程结束。

与所述优化个体相对应的小轮切齿机床加工参数即为小轮切齿机床最优加工参数，采用所述小轮切齿机床最优加工参数加工得到的小轮与大轮按照设定的齿轮副相对位置进行装配，装配后完成计算机轮齿啮合分析得到的齿面啮合印痕和传动误差曲线能够达到设定的瞬时接触椭圆长轴平均长度L_mean、啮合印痕方向角γ和传动误差曲线左侧交点纵坐标值δ_left和右侧交点纵坐标值δ_right的目标值；

本发明改善准双曲面齿轮啮合质量的机床加工参数优化方法的特点也在于：所述以齿面有效接触区域为约束，是指在每代种群中所有个体代表的机床加工参数得到的所有小轮齿面方程与大轮齿面方程进行计算机轮齿啮合分析后，如果有个体得到的齿面啮合印痕超出齿面有效接触区域，则该个体判断为不合格，将不合格个体从当代种群中删除。

与已有技术相比，本发明有益效果体现在：

1、本发明方法不依赖于齿轮设计和加工人员的机床加工参数调整经验，针对设定的优化目标值L_opt、γ_opt、δ_{left_opt}、δ_{right_opt}通过计算获得达到预设啮合性能评价指标值的小轮机床加工参数，其方法简单，便于推广应用。

2、本发明方法中根据齿面啮合印痕和传动误差曲线能够直观展现齿轮副的啮合特征，人工设定优化目标值L_opt、γ_opt、δ_{left_opt}、δ_{right_opt}的过程方便对预期啮合特征实时进行调整。比如，根据观察到的优化结果随时调整啮合印痕方向角优化目标值γ_opt，适当范围内减小啮合印痕方向角可降低啮合时的振动噪声，并且提高齿轮副的承载能力。

3、本发明方法将齿面啮合印痕约束在有效啮合区域内，可有效避免边缘接触、角接触的不良接触状态，进而降低点蚀、斑痕的失效形式的发生概率，提高齿轮副使用寿命，同时可降低啮合时的振动噪声。

附图说明

图1为本发明方法流程图；

图2为本发明方法中待优化的小轮机床加工参数示意图；

图3为本发明方法中齿面有效啮合区域示意图；

图4为本发明方法中有效啮合区域约束示意图；

图5为本实施例中优化前齿轮副齿面啮合迹线及传动误差曲线图；

图6为本实施例中优化后齿轮副齿面啮合迹线及传动误差曲线图；

图7为本实施例中遗传算法迭代过程各代种群个体评价指标目标函数值曲线图；

图中标号：1摇台转速，2角向刀位，3径向刀位，4刀转角，5刀倾角，6刀盘转速，7 垂直轮位，8齿坯转速，9水平轮位，10机床安装根锥角，11床位，12有效啮合区域边线， 13齿顶线，14有效齿根线，15大端边线，16小端边线，17有效啮合区域齿长，18有效啮合区域齿高，19实际齿长，20实际齿高，21实际齿根线，22瞬时接触椭圆，23瞬时接触椭圆长轴，24齿面啮合迹线，25传动误差曲线，26种群中最优个体评价指标目标函数值，27种群中所有个体评价指标目标函数平均值。

具体实施方式

本实施例中，改善准双曲面齿轮啮合质量的机床加工参数优化方法是指：给定大轮齿坯几何参数、大轮切齿刀具尺寸参数和大轮机床加工参数，并给定小轮齿坯几何参数和小轮切齿刀具尺寸参数，优化调整小轮机床加工参数，小轮机床加工参数包括：机床安装根锥角γ_m、床位ΔX_B、水平轮位ΔX_D、垂直轮位ΔE_m、径向刀位S_r、角向刀位q、刀倾角i、刀转角 j和切削滚比m_cp，以达到改善准双曲面齿轮副啮合质量的目标。

具体实施中，优化调整小轮机床加工参数是按如下步骤进行：

步骤1、根据准双曲面齿轮副设计要求，给定大轮齿坯几何参数、大轮切齿刀具尺寸参数，及小轮齿坯几何参数和小轮切齿刀具尺寸参数，针对切齿机床根据格里森制齿制加工原理分别计算获得大轮机床加工参数和小轮机床加工参数，并以计算获得的小轮机床加工参数作为小轮机床初始加工参数。

步骤2、利用所述大轮齿坯几何参数、大轮切齿刀具尺寸参数和大轮机床加工参数根据相应的齿制加工原理建立大轮齿坯坐标系下的大轮齿面方程；由小轮齿坯几何参数、小轮切齿刀具尺寸参数和小轮机床初始加工参数根据相应的齿制加工原理建立小轮齿坯坐标系下的小轮齿面方程。

按照预先设计的齿轮副偏置距离，对大轮齿面方程和小轮齿面方程进行虚拟装配，获得啮合坐标系下的啮合齿面方程，针对啮合齿面方程通过计算机轮齿啮合分析(TCA，Tooth Contact Analysis)获得齿轮副齿面啮合印痕和齿轮副传动误差曲线；虚拟装配是指按照齿轮副预先设定的偏置距离，根据笛卡尔坐标系右手定则，采用坐标变换的方法将大轮齿面方程、小轮齿面方程装配至啮合坐标系中。原大、小轮齿坯坐标系原点位于啮合坐标系原点，大轮原轴线X轴方向平行于啮合坐标系Y轴，小轮轴线X轴方向沿啮合坐标系X轴，大、小轮轴线距离为偏置距离。并将大轮齿面方程、小轮齿面方程分别旋转一定角度，使啮合坐标系下大、小轮齿面在计算参考点处的径矢相等，且计算参考点处的啮合传动比等于齿轮副设计时的理论传动比。

步骤3、依据准双曲面齿轮啮合分析及评价理论，根据啮合印痕和传动误差曲线评价齿轮副啮合质量，确定参数化分析啮合印痕和传动误差曲线的评价指标，评价指标是指：啮合印痕瞬时接触椭圆长轴平均长度L_mean、啮合印痕方向角γ，以及传动误差曲线左侧交点纵坐标值δ_left和传动误差曲线右侧交点纵坐标值δ_right。

步骤4、根据所期望的啮合印痕尺寸大小、啮合印痕方向角及传动误差曲线的幅值，针对评价指标确定评价指标目标值和优化精度，并建立评价指标目标函数。

确定评价指标目标值是指：啮合印痕瞬时接触椭圆长轴平均长度目标值L_opt，啮合印痕方向角目标值γ_opt，传动误差曲线左侧交点纵坐标目标值δ_{left_opt}和传动误差曲线右侧交点纵坐标目标值δ_{right_opt}；

优化精度是指：瞬时接触椭圆长轴平均长度优化精度ε_L，啮合印痕方向角优化精度ε_γ，传动误差曲线左侧交点纵坐标优化精度ε_{δ_left}和传动误差曲线右侧交点纵坐标优化精度ε_{δ_right}；

评价指标目标函数由式(1)所表征：

Min f(L_mean,γ,δ_left,δ_right)为评价指标目标函数值，是指求取函数最小值。

步骤5、采用遗传算法对评价指标目标函数进行寻优计算，寻优计算的过程中，以小轮机床加工参数γ_m、ΔX_B、ΔX_D、ΔE_m、S_r、q、i、j和m_cp为迭代变量，初始化数遗传算法种群，将种群中个体数设定为N，算法迭代次数设定为M；对种群中每个个体代表的机床加工参数根据格里森制齿制加工原理建立本代N个小轮迭代齿面方程。

步骤6、将大轮齿面方程分别与本代各小轮迭代齿面方程进行计算机轮齿啮合分析(TCA)，得到用于评价齿轮啮合质量的N组评价指标值；将N组评价指标值利用由式(1)所表征的目标函数计算获得本代所有个体评价指标目标函数值。

步骤7、设定齿面有效接触区域，避免边缘接触、角接触的不良接触状态；齿面有效接触区域是指：从齿轮的实际齿面边缘按照设定的缩放比例系数i_D向内移动，所形成的人为设定的约束区域，实际齿面边缘保持不变，实际齿面边缘包括齿顶线、齿根线、大端边线和小端边线；缩放比例系数i_D是指：约束区域的齿顶线、齿根线在节点处的齿高与齿轮节点处的实际齿高之比，以及大端边线、小端边线在节点处的齿长与齿轮节点处的实际齿长之比；针对大轮齿面和小轮齿面均设定约束区域。

步骤8、以齿面有效接触区域为约束，按步骤5和步骤6的过程不断迭代计算，最终得到使评价指标目标函数值Min f(L_mean,γ,δ_left,δ_right)等于ε_L、ε_γ、ε_{δ_left}、ε_{δ_right}之和的优化个体，则啮合印痕瞬时接触椭圆长轴平均长度L_mean、啮合印痕方向角γ和传动误差曲线左侧交点纵坐标值δ_left和右侧交点纵坐标值δ_right均达到优化精度，迭代计算停止，优化过程结束；与得到的最优个体相对应的小轮切齿机床加工参数即为小轮切齿机床最优加工参数。

采用小轮切齿机床最优加工参数加工得到的小轮与大轮按照设定的齿轮副相对位置进行装配，装配后完成计算机轮齿啮合分析得到的齿面啮合印痕和传动误差曲线能够达到设定的瞬时接触椭圆长轴平均长度L_mean、啮合印痕方向角γ和传动误差曲线左侧交点纵坐标值δ_left和右侧交点纵坐标值δ_right的目标值。

本实施例中，以齿面有效接触区域为约束是指：在每代种群中所有个体代表的机床加工参数得到的所有小轮齿面方程与大轮齿面方程进行计算机轮齿啮合分析后，如果有个体得到的齿面啮合印痕超出齿面有效接触区域，则该个体判断为不合格，将不合格个体从当代种群中删除。

具体实施中设置：L_opt为14.8mm，γ_opt为45°，δ_opt为-9×10^-5rad；ε_L、ε_γ、ε_{δ_left}和ε_{δ_right}均为0.01。

实施例：

以一对偏置距为38mm的准双曲面齿轮副为例，大轮齿数为7，小轮齿数为36，基本几何参数见表1，根据格里森法计算出的大、小轮初始机床加工参数见表2和表3。

表1.准双曲面齿轮副几何参数

表2.大轮加工参数

对采用上述加工参数得到的齿轮副进行轮齿啮合分析(TCA)，得出的结果如图5所示，图5中(a)图为大轮齿面啮合印痕，图5中(b)图为小轮齿面啮合印痕，图5中(c)图为齿轮副传动误差曲线25。由图5可知此时大轮齿面啮合印痕方向角约为70度，且相邻两条传动误差曲线没有交点，根据齿轮啮合理论可判断出该对齿轮接触将出现啮合冲击现象，因此需要对加工参数进行优化。根据该对齿轮副的承载能力要求，将优化目标值定为：

L_opt＝14.8mm，γ_opt＝45°，δ_opt＝-9×10^-5rad

考虑及啮合性能精确度要求及优化过程的复杂程度，优化精度定为：ε_L＝ε_γ＝ε_δ＝0.01。

按图1所示流程完成优化后，大轮加工参数不变，小轮机床加工参数调整为如表3：

表3.优化前后的小轮加工参数

表3中，包括机床安装根锥角、水平轮位、床位、垂直轮位、径向刀位、角向刀位、刀倾角、刀转角和切削滚比值共9个参数为调整参数。

图2为待优化的小轮机床加工参数示意图，包括角向刀位2、径向刀位3、刀转角4、刀倾角5、垂直轮位7、水平轮位9、机床安装根锥角10、床位11，以及摇台转速1、刀盘转速 6和齿坯转速8。优化过程中的齿面有效啮合区域如图3所示，图3示出了有效啮合区域边线12、齿顶线13、有效齿根线14，大端边线15，小端边线16、有效啮合区域齿长17、有效啮合区域齿高18、实际齿长19、实际齿高20和实际齿根线21。

迭代过程中将齿面啮合印痕约束在有效啮合区域内，约束策略如图4，图4中还示出了瞬时接触椭圆22、瞬时接触椭圆长轴23和齿面啮合迹线24。图4中(a)图为啮合印痕未超出有效啮合区域上端边线示意图，图4中(b)图为啮合印痕超出有效啮合区域上端边线示意图，图4中(c)图为啮合印痕未超出有效啮合区域下端边线示意图，图4中(d)图为啮合印痕超出有效啮合区域下端边线示意图。其中图4中 (b)图 和图4中 (d)图 为不可接受状态，若是种群种个体出现了此状态则该个体将被从种群中删除。

优化后的齿面啮合迹线、传动误差曲线如图6所示，图6中(a)图为大轮齿面啮合印痕，图6中(b)图为小轮齿面啮合印痕，图6中(c)图为齿轮副传动误差曲线；由图6可知此时齿面啮合迹线相对于未优化前的集中于齿面中部的状态已经向齿轮大端与小端延伸，分布面积的增大可将齿轮啮合力较为均匀的分散在齿面上，有利于承载能力的提高和振动噪声的抑制。相邻传动误差曲线有了交点，且交点纵坐标与预设值吻合，证明优化后原先的啮合冲击现象已不存在。整体啮合区域位于预先设定的有效啮合区域内，证明有效啮合区域约束优化过程有效。遗传算法迭代计算的各代种群个体评价指标目标函数值曲线如图7所示，图7中包括种群中最优个体评价指标目标函数值26和种群中所有个体评价指标目标函数平均值27，经过80次迭代计算最优个体目标函数值即可收敛于预设值，证明采用的遗传算法可行且高效。

Claims (2)

1.一种改善准双曲面齿轮啮合质量的机床加工参数优化方法，其特征是：

所述机床加工参数优化方法是指：给定大轮齿坯几何参数、大轮切齿刀具尺寸参数和大轮机床加工参数，并给定小轮齿坯几何参数和小轮切齿刀具尺寸参数，优化调整小轮机床加工参数，所述小轮机床加工参数包括：机床安装根锥角γ_m、床位ΔX_B、水平轮位ΔX_D、垂直轮位ΔE_m、径向刀位S_r、角向刀位q、刀倾角i、刀转角j和切削滚比m_cp，所述优化调整小轮机床加工参数是按如下步骤进行：

步骤1、根据准双曲面齿轮副设计要求，给定大轮齿坯几何参数、大轮切齿刀具尺寸参数，及小轮齿坯几何参数和小轮切齿刀具尺寸参数，针对切齿机床根据相应的齿制加工原理分别计算获得大轮机床加工参数和小轮机床加工参数，并以计算获得的小轮机床加工参数作为小轮机床初始加工参数；

步骤2、利用所述大轮齿坯几何参数、大轮切齿刀具尺寸参数和大轮机床加工参数根据相应的齿制加工原理建立大轮齿坯坐标系下的大轮齿面方程；由小轮齿坯几何参数、小轮切齿刀具尺寸参数和小轮机床初始加工参数根据相应的齿制加工原理建立小轮齿坯坐标系下的小轮齿面方程；

按照预先设计的齿轮副偏置距离，对所述大轮齿面方程和小轮齿面方程进行虚拟装配，获得啮合坐标系下的啮合齿面方程，针对所述啮合齿面方程通过计算机轮齿啮合分析，获得齿轮副齿面啮合印痕和齿轮副传动误差曲线；

步骤3、依据准双曲面齿轮啮合分析及评价理论，根据所述啮合印痕和传动误差曲线评价齿轮副啮合质量，确定参数化分析啮合印痕和传动误差曲线的评价指标，所述评价指标是指：啮合印痕瞬时接触椭圆长轴平均长度L_mean、啮合印痕方向角γ，以及传动误差曲线左侧交点纵坐标值δ_left和传动误差曲线右侧交点纵坐标值δ_right；

步骤4、根据所期望的啮合印痕尺寸大小、啮合印痕方向角及传动误差曲线的幅值，针对所述评价指标确定评价指标目标值和优化精度，并建立评价指标目标函数；

所述确定评价指标目标值是指：啮合印痕瞬时接触椭圆长轴平均长度目标值L_opt，啮合印痕方向角目标值γ_opt，传动误差曲线左侧交点纵坐标目标值δ_{left_opt}和传动误差曲线右侧交点纵坐标目标值δ_{right_opt}；

所述优化精度是指：瞬时接触椭圆长轴平均长度优化精度ε_L，啮合印痕方向角优化精度ε_γ，传动误差曲线左侧交点纵坐标优化精度ε_{δ_left}和传动误差曲线右侧交点纵坐标优化精度ε_{δ_right}；

所述评价指标目标函数由式(1)所表征：

Min f(L_mean,γ,δ_left,δ_right)为评价指标目标函数值，是指求取函数最小值；

步骤5、采用遗传算法对所述评价指标目标函数进行寻优计算，所述寻优计算的过程中，以小轮机床加工参数为迭代变量，初始化数遗传算法种群，将种群中个体数设定为N，算法迭代次数设定为M；对所述种群中每个个体代表的机床加工参数根据相应的齿制加工原理建立本代N个小轮迭代齿面方程；

步骤6、将所述大轮齿面方程分别与本代各小轮迭代齿面方程进行计算机轮齿啮合分析，得到用于评价齿轮啮合质量的N组评价指标值；将所述N组评价指标值利用由式(1)所表征的目标函数计算获得本代所有个体评价指标目标函数值；

步骤7、设定齿面有效接触区域，避免边缘接触、角接触的不良接触状态；所述齿面有效接触区域是指：从齿轮的实际齿面边缘按照设定的缩放比例系数i_D向内移动，所形成的人为设定的约束区域，实际齿面边缘保持不变，所述实际齿面边缘包括齿顶线、齿根线、大端边线和小端边线；所述缩放比例系数i_D是指：约束区域的齿顶线、齿根线在节点处的齿高与齿轮节点处的实际齿高之比，以及大端边线、小端边线在节点处的齿长与齿轮节点处的实际齿长之比；针对大轮齿面和小轮齿面均设定约束区域；

步骤8、以齿面有效接触区域为约束，按步骤5和步骤6的过程不断迭代计算，最终得到使评价指标目标函数值Min f(L_mean,γ,δ_left,δ_right)等于ε_L、ε_γ、ε_{δ_left}、ε_{δ_right}之和的优化个体，则啮合印痕瞬时接触椭圆长轴平均长度L_mean、啮合印痕方向角γ和传动误差曲线左侧交点纵坐标值δ_left和右侧交点纵坐标值δ_right均达到优化精度，迭代计算停止，优化过程结束。

与所述优化个体相对应的小轮切齿机床加工参数即为小轮切齿机床最优加工参数，采用所述小轮切齿机床最优加工参数加工得到的小轮与大轮按照设定的齿轮副相对位置进行装配，装配后完成计算机轮齿啮合分析得到的齿面啮合印痕和传动误差曲线能够达到设定的瞬时接触椭圆长轴平均长度L_mean、啮合印痕方向角γ和传动误差曲线左侧交点纵坐标值δ_left和右侧交点纵坐标值δ_right的目标值。

2.根据权利要求1所述的改善准双曲面齿轮啮合质量的机床加工参数优化方法，其特征是：

所述以齿面有效接触区域为约束，是指在每代种群中所有个体代表的机床加工参数得到的所有小轮齿面方程与大轮齿面方程进行计算机轮齿啮合分析后，如果有个体得到的齿面啮合印痕超出齿面有效接触区域，则该个体判断为不合格，将不合格个体从当代种群中删除。

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