摘要：为了解决齿轮超声加工纵向振动系统设计问题，基于纵向振动动力学方程，利用结合面的力、位移振动耦合与边界条件，提出纵向振动变幅器的非谐振设计方法，推导了频率方程；应用Matlab2011Ra对变幅器未知尺寸、振型分布进行理论数值求解，并利用ANSYS12．0对所设计变幅器进行模态分析与谐响应分析．设计加工了不同模数齿轮的纵向振动变幅器，基于C6140车床搭建了齿轮超声加工纵向振动系统的激光测振仪测试系统，进行谐振实验．变幅器的谐振频率和振幅经理论求解、有限元分析、实验测试对比，各自的最大求解偏差都小于5％，可以满足工程应用需要．研究表明：可应用力、位移耦合非谐振设计方法，完成中小模数齿轮变幅器的纵向振动系统设计，对齿轮超声振动系统设计具有理论指导和工程应用价值．

关键词：非谐振设计 纵向振动 变幅器 谐振实验 振动特性 

单位：太原理工大学机械工程学院 山西太原030024 中北大学机械工程与自动化学院 山西太原030051