齒輪作為最常見的一種傳動零件，是所有機器和儀器中必不可少的零件。隨著人類社會的發(fā)展和科學技術的進步，人們對齒輪傳動系統(tǒng)的小振動、低噪聲提出越來越高的要求。而齒輪的質量直接影響著變速器整體的質量，特別是噪音性能指標。因而目前控制齒輪誤差是提高齒輪系統(tǒng)質量的主要途徑。

一、齒輪加工方式

1、滾齒

滾齒加工是按螺旋齒輪嚙合原理進行加工的。滾刀的外形似蝸桿，其本質是一個螺旋角很大的斜齒輪，滾刀的頭數即是滾刀齒數。由于漸開線滾刀制造困難，實際上均采用近似的阿基米德滾刀和法向直廓滾刀。

滾齒時機床具有下列幾個基本運動：1）滾刀的轉動即切削運動，滾刀每轉一轉，刀齒沿軸向移動一個導程；2）工件的轉動即分齒運動，由機床分齒運動鏈保證工件與滾刀的展成運動，當滾刀刀齒移動一個齒距時，工件轉動一個齒；3）滾刀架沿齒輪軸線的緩慢移動，即軸向進給運動；4）加工斜齒輪時，在軸向進給過程中，該通過差動機構和分度蝸輪副獲得對應于螺旋角β的附加轉動，當滾刀軸向進給一個導程時，工件附加轉動一圈。

2、插齒

插齒是按照齒輪副的嚙合原理進行加工的，其中一個齒輪是插齒刀，另一個齒輪是工件。在展成過程中，被切齒形就是插齒刀相對于工件的運動軌跡的包絡線。插齒刀實際上是一個變位齒輪，為了形成切削刃和進行切削，其一端面磨成錐面以形成刀齒的前角，在齒寬方向將漸開線齒形磨成錐形以形成刀齒的后角。

插齒時，機床有如下五個運動：1）插齒刀的快速往復切削運動，沖程數用掛輪來調整；2）插齒刀和工件作展成運動，此運動用分齒掛輪來調整；3）插齒刀的徑向進給運動。在插齒刀開始接觸工件以后，在圓周進給的同時，插齒刀向工件作徑向進給，直至切出全齒高為止，而圓周進給繼續(xù)進行，直至工件轉一周時齒輪加工完畢；4）讓刀運動。在插齒刀向上的空行程中，為了避免工件和插齒刀的摩擦，工件應相對有于插齒刀退讓一個距離；5）加工斜齒輪時，插齒刀在沿齒輪軸線縱向移動過程中，還要作相應于齒螺旋角β的附加轉動。

3、剃齒

剃齒也是根據螺旋齒輪嚙合原理進行加工的，剃齒加工是自由嚙合展成法。即工件與刀具之間無剛性的運動聯系。剃齒刀本身是一個漸開線螺旋齒輪，在其齒面上從齒頂到齒根開有槽，以形成切削刃而進行切削。剃齒時，由于刀具和工件的軸線互相交叉，在齒面上沿其母線方向產生滑動速度分量（即切削運動），剃齒刀的切削刃就從輪齒表面上剃下很薄的一層金屬。

二、齒輪加工誤差

切齒加工時所產生的各種誤差的作用，可以歸結為如下四種：①徑向加工誤差：刀具被切齒輪之間徑向距離的變化；②切向加工誤差：刀具與工件的展成運動遭到破壞或分度不準確而產生的加工誤差；③軸向加工誤差：刀具沿工件軸線移動的誤差；④齒輪刀具產形面的誤差。

1、徑向加工誤差

切齒加工的徑向誤差是由齒坯在機床上的定位誤差、刀具的徑向跳動、齒坯軸或刀具軸位置的周期變動（工作臺擺動）引起的。

（1）齒坯定位誤差所產生的幾何偏心：所謂幾何偏心，是指齒輪在加工和使用（或檢驗）時旋轉軸線的不重合度。

（2）刀具的安裝誤差：①滾刀的安裝誤差：在加工直齒輪時，滾刀的安裝誤差形成齒形誤差，破壞齒輪的工作平穩(wěn)性，減少齒高接觸區(qū)。在加工斜齒輪時，滾刀的安裝誤差形成接觸線的波度，使齒的接觸區(qū)減少。②插齒刀的安裝誤差：插齒機刀具軸的徑向跳動、插齒刀的安裝偏心以及插齒刀本身的徑向跳動綜合造成插齒刀的徑向跳動，或稱插齒刀有幾何偏心。這種偏心不僅使齒輪產生徑向誤差，而且對公法線長度也有較大的影響。除了上述誤差外，插齒刀的徑向跳動還會使被切齒輪在接刀區(qū)產生誤差。

2、切向加工誤差

切向加工的切向誤差，對于滾齒和插齒來說，主要是由于刀具和齒坯的展成運動遭到破壞而產生的。機床運動鏈各構件的誤差，主要是最終的分度蝸輪副的誤差，是產生切向誤差的根源。分度蝸輪的誤差使被切齒輪和滾刀的嚙合產生運動偏心。

3、軸向加工誤差

切齒加工的軸向誤差主要是由于機床導軌的不精確、齒坯軸線的歪斜所造成的，在某些情況下，機床運動鏈也有影響。

4、刀具產形面的誤差

刀具產形面的誤差是由于刀具產形面的近似造形，及其制造和刃磨誤差而產生的。刀具產形面的齒形角誤差使工件產生基節(jié)偏差和接觸線方向誤差，從而影響直齒輪的工作平穩(wěn)性，并破壞直齒輪和斜齒輪的齒面接觸。

三、齒輪質量控制

1、齒坯質量控制

齒坯加工是齒輪機械加工的第一階段，它對齒形加工有著直接的影響，需十分重視。傳統(tǒng)的齒坯加工方法，對于盤類件多采用鉆孔—粗車—拉孔—多刀車—上錐度芯軸精車端面的方法。軸類齒輪一般采用齊端面打中心孔—仿形車—磨削的工藝方法。可以看出這種排布工序較多、基準位置易磕碰劃傷。目前已廣泛采用數控車床加工齒坯的工藝方法，使得盤類零件只需兩道工序便可完成：先精車內孔及一端面，然后以此作基準精車其余部分；而軸類齒輪的加工，采用專門的卡盤甚至可一次裝卡精車完成。這不僅減少工裝數量及機床占地面積，減少了工件磕碰劃傷幾率，而且工件尺寸一致性好，大大地提高了齒坯的精度。

2、刀具質量

刀具（包括滾、插、剃刀）的制造、安裝及重磨的質量對切齒加工也有著直接的影響。刀具的制造精度一般由刀具廠家來保證，而刀具的安裝與重磨需要齒輪廠家的技術水平來保證。刀具的安裝要求嚴格按照操作規(guī)程進行，確保安裝精度；刀具的重磨不僅需要專業(yè)技術指導，還需要高精度的專門設備。特別是剃刀的重磨很關鍵。

3、工裝設計的控制

切齒夾具的設計與制造水平是齒輪加工的重要保證。盤類齒輪加工夾具在設計上采用雙錐面彈性漲套結構。這種結構夾緊時，彈性變形均勻，有效地實現了無隙定心，消除了齒輪加工的幾何偏心。軸類齒輪加工夾具在設計上體現了加工基準從始至終基準不變的原則，使軸類齒輪獲得較高加工精度及穩(wěn)定性。

4、機床

制齒設備的精度是對切齒精度的又一保證。機床的加工精度是由機床的各運動部件的制造及運動精度的良好保持來決定的。因此熟悉機床性能，恰當地調整及定期維護、保養(yǎng)，使機床處于良好工作狀態(tài)是十分重要的。

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