齿轮加工常见误差问题分析

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1、万方数据2009年8月第37卷第8期机床与液压MACHINET00L＆HYDRAULICSAug．2009V01．37No．8DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2009．08．017齿轮加工常见误差问题分析刘继胜1，罗姜2(1．西南科技大学制造学院，四川绵阳621010；2．绵阳职业技术学院，四川绵阳621000)摘要：对常见的齿轮加工误差问题进行了系统的探讨和分析，包括对齿轮误差的不同项目分类、齿轮误差的主要来源及问题分析，并最终将它们归结到为几何偏心和运动偏心的两类问题。最后给出了消

2、除几何偏心和运动偏心误差的常用方法及注意事项。关键词：齿轮；加工误差中图分类号：THl6文献标识码：B文章编号：1001—3881(2009)8—055—31齿轮加工原理用齿轮滚刀加工齿轮，其传动原理与一对螺旋齿轮的啮合原理相同，而滚刀可以看成是一个齿数无穷多(头数可以为1)的螺旋齿轮。切削运动是滚刀的转动；分齿运动是随着滚刀的转动，齿坯也要相应转动，要求滚刀转速／1,刀与齿坯转速rl,T之间严格保持着相当于齿条与这个被加工齿轮啮合的关系。也就是滚刀转动中刀齿在轴向移动一个齿距，齿坯也相应地转过相应的齿距，这个

3、运动是滚齿加工最重要的运动。垂直进给运动即滚刀沿齿坯齿宽方向的垂直进给(走刀)S。加工过程如图1所示‘1

4、。中线l厂_p专t八I少肛⋯≮秽粼／!／7j7’心＼。乃l图1齿轮滚齿加工示意图2齿轮JjⅡ-r误差的成因齿轮加工误差传动误差ll回转轴位置误差Il刀具误差ll其他误差翡墓憔孙非图2齿轮加工误差的成因引起齿轮加工误差的因素很多，既有低频长周期误差，也有高频短周期误差。但是，各种误差源在加工过程中所引起的啮合关系的变化规律却不相同。按照齿轮加工过程中的啮合关系及其变化规律，作者对齿轮加工误差的成因进行了归类，

5、如图2所示。传动误差是刀具与工件间运动不协调的差值。其中，运动偏心可以看成是这种不协调运动的一次频率分量。回转轴位置误差是指工件的瞬时回转中心与其理想回转中心即齿轮的几何中心——孔心的偏离。其中，几何偏心可以看成是这种偏离的一次圆误差运动分量。刀具误差有多种，这里仅列出几种有代表性的误差，其他还有刀具主轴回转误差、造形误差、重磨误差等等‘21。此外，造成齿轮加工误差的其他因素还有机床立柱导轨误差、进给丝杠的周期性误差、热变形误差、切削过程中的振动等等。齿轮制造时，由于工艺系统的各种误差引起齿轮的制造误差一般具有

6、4种形式：(1)径向误差。被切齿轮和刀具之间径向距离变化，产生径向误差的主要原因是齿坯在机床上的安装偏心和刀具径向跳动等，如图3所示。蕊斡滚封，为滚齿时的分度圆半径，，为以孔轴心O，为旋转中心时，齿圈的分度圆半径图3几何偏心引起的径向误差(2)切向误差。刀具和被切齿轮间的展成运动被破坏或分度不准确。如齿轮机床分度传动链误差，收稿日期：2008—07—31作者简介：刘继胜(1976一)，男，汉族，讲师，四川绵阳人，主要研究领域为金属加工设备设计、制造工艺技术以及智能制造系统方面。电话：13890105928，E—

7、mail：liujisheng@swust．edu．cno万方数据·56·机床与液压第37卷滚刀轴向跳动或断续分度切齿时分度机构的分度误差等所造成的误差。(3)轴向误差。刀具沿被切齿轮轴线位移的误差，它主要由机床导轨与工作台回转轴线的平行度、齿坯轴歪斜以及进给传动链误差引起的。(4)展成面误差。切齿刀具展成面的误差，主要由刀具的制造误差和刃磨误差以及采用近似成形的方法的理论误差引起的。根据齿轮误差对齿轮传动使用性能的主要影响，将齿轮误差归纳为3组：(1)主要影响传递运动准确性的误差项目；(2)主要影响传动平稳性

8、的误差项目；(3)主要影响载荷分布均匀性的误差项目。2．I主要影响传递运动准确性的误差项目(1)切向综合误差AF。切向综合误差AF：是被测齿轮与理想精确的测量齿轮单面啮合传动时，在被测齿轮一转内的实际转角与公称转角之差的总幅度值，以分度圆弧长计值。AF：反映齿轮一转的转角误差，说明齿轮运动的不均匀性，是几何偏心、运动偏心及各项短周期误差综合影响的结果。(2)齿距累积误差△FP齿距累积误差AF，是分度圆上任意两个同侧齿面问的实际弧长与公称弧长之差的最大绝对值。它主要是切齿过程中几何偏心和运动偏心所致。(3)齿圈径

9、向跳动△F齿圈径向跳动△F，是在齿轮一转范围内，测量仪的测头在齿槽中与齿高中部双面接触，测头相对于齿轮轴线的最大变动量。(4)径向综合误差△只径向综合误差At：是被测齿轮与理想精确的测量齿轮双面啮合时，在被测齿轮一转内的双啮中心距的最大变动量。它是评价齿轮传递运动准确性的一项较好的指标。(5)公法线长度变动△，。公法线长度变动△F。是齿轮一周范围内，实际公法线长度的最大值与最小值之差。