圓柱齒輪齒形加工方法和加工方案

展成法是應(yīng)用齒輪嚙合的原理來進行加工的，用這種方法加工出來的齒形輪廓是刀具切削刃運動軌跡的包絡(luò)線。齒數(shù)不同的齒輪，只要模數(shù)和齒形角相同，都可以用同一把刀具來加工。用展成原理加工齒形的方法有：滾齒、插齒、剃齒、珩齒和磨齒等方法。其中剃齒、珩齒和磨齒屬于齒形的精加工方法。展成法的加工精度和生產(chǎn)率都較高，刀具通用性好，所以在生產(chǎn)中應(yīng)用十分廣泛。

　　一、滾齒

　?。ㄒ唬L齒的原理及工藝特點

　　滾齒是齒形加工方法中生產(chǎn)率較高、應(yīng)用最廣的一種加工方法。在滾齒機上用齒輪滾刀加工齒輪的原理，相當于一對螺旋齒輪作無側(cè)隙強制性的嚙合，見圖9-24所示。滾齒加工的通用性較好,既可加工圓柱齒輪，又能加工蝸輪；既可加工漸開線齒形，又可加工圓弧、擺線等齒形；既可加工大模數(shù)齒輪，大直徑齒輪。

滾齒可直接加工8~9級精度齒輪，也可用作7 級以上齒輪的粗加工及半精加工。滾齒可以獲得較高的運動精度，但因滾齒時齒面是由滾刀的刀齒包絡(luò)而成，參加切削的刀齒數(shù)有限，因而齒面的表面粗糙度較粗。為了提高滾齒的加工精度和齒面質(zhì)量，宜將粗精滾齒分開。

　?。ǘL齒加工質(zhì)量分析

　　1.影響傳動精度的加工誤差分析

　　影響齒輪傳動精度的主要原因是在加工中滾刀和被切齒輪的相對位置和相對運動發(fā)生了變化。相對位置的變化(幾何偏心)產(chǎn)生齒輪的徑向誤差；相對運動的變化(運動偏心)產(chǎn)生齒輪的切向誤差。

　　(1)齒輪的徑向誤差齒輪徑向誤差是指滾齒時，由于齒坯的實際回轉(zhuǎn)中心與其基準孔中心不重合，使所切齒輪的輪齒發(fā)生徑向位移而引起的周節(jié)累積公差，如圖9—4所示。

　　齒輪的徑向誤差一般可通過測量齒圈徑向跳動△Fr反映出來。切齒時產(chǎn)生齒輪徑向誤差的主要原因如下：

　?、僬{(diào)整夾具時，心軸和機床工作臺回轉(zhuǎn)中心不重合。

　?、邶X坯基準孔與心軸間有間隙，裝夾時偏向一邊。

　?、刍鶞识嗣娑ㄎ徊缓?，夾緊后內(nèi)孔相對工作臺回轉(zhuǎn)中心產(chǎn)生偏心。

　　(2)齒輪的切向誤差齒輪的切向誤差是指滾齒時，實際齒廓相對理論位置沿圓周方向(切向)發(fā)生位移，如圖9-5所示。當齒輪出現(xiàn)切向位移時，可通過測量公法線長度變動公差△Fw來反映。

切齒時產(chǎn)生齒輪切向誤差的主要原因是傳動鏈的傳動誤差造成的。在分齒傳動鏈的各傳動元件中，對傳動誤差影響最大的是工作臺下的分度蝸輪。分度蝸輪在制造和安裝中與工作臺回轉(zhuǎn)中心不重合（運動偏心），使工作臺回轉(zhuǎn)中發(fā)生轉(zhuǎn)角誤差，并復(fù)映給齒輪。其次，影響傳動誤差的另一重要因素是分齒掛輪的制造和安裝誤差，這些誤差也以較大的比例傳遞到工作臺上。

　2.影響齒輪工作平穩(wěn)性的加工誤差分析

　　影響齒輪傳動工作平穩(wěn)性的主要因素是齒輪的齒形誤差△ff和基節(jié)偏差△fpb。齒形誤差會引起每對齒輪嚙合過程中傳動比的瞬時變化；基節(jié)偏差會引起一對齒過渡到另一對齒嚙合時傳動比的突變。齒輪傳動由于傳動比瞬時變化和突變而產(chǎn)生噪聲和振動，從而影響工作平穩(wěn)性精度。　　滾齒時，產(chǎn)生齒輪的基節(jié)偏差較小，而齒形誤差通常較大。下面分別進行討論。

　　(1)齒形誤差

　　齒形誤差主要是由于齒輪滾刀的制造刃磨誤差及滾刀的安裝誤差等原因造成的，因此在滾刀的每一轉(zhuǎn)中都會反映到齒面上。常見的齒形誤差有如圖9-6所示的各種形式。圖a為齒面出棱、圖b為齒形不對稱、圖c為齒形角誤差、圖d為齒面上的周期性誤差、圖e為齒輪根切。