齒輪作為最常見的一種傳動零件，是所有機(jī)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(xué)技術(shù)的進(jìn)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(zhì)量直接影響著變速器整體的質(zhì)量，特別是噪音性能指標(biāo)。因而目前控制齒輪誤差是提高齒輪系統(tǒng)質(zhì)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(jìn)行加工的。滾刀的外形似蝸桿，其本質(zhì)是一個螺旋角很大的斜齒輪，滾刀的頭數(shù)即是滾刀齒數(shù)。由于漸開線滾刀制造困難，實(shí)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(jī)床具有下列幾個基本運(yùn)動：1）滾刀的轉(zhuǎn)動即切削運(yùn)動，滾刀每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，刀齒沿軸向移動一個導(dǎo)程；2）工件的轉(zhuǎn)動即分齒運(yùn)動，由機(jī)床分齒運(yùn)動鏈保證工件與滾刀的展成運(yùn)動，當(dāng)滾刀刀齒移動一個齒距時，工件轉(zhuǎn)動一個齒；3）滾刀架沿齒輪軸線的緩慢移動，即軸向進(jìn)給運(yùn)動；4）加工斜齒輪時，在軸向進(jìn)給過程中，該通過差動機(jī)構(gòu)和分度蝸輪副獲得對應(yīng)于螺旋角β的附加轉(zhuǎn)動，當(dāng)滾刀軸向進(jìn)給一個導(dǎo)程時，工件附加轉(zhuǎn)動一圈。

2、插齒

插齒是按照齒輪副的嚙合原理進(jìn)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(yùn)動軌跡的包絡(luò)線。插齒刀實(shí)際上是一個變位齒輪，為了形成切削刃和進(jìn)行切削，其一端面磨成錐面以形成刀齒的前角，在齒寬方向?qū)u開線齒形磨成錐形以形成刀齒的后角。

插齒時，機(jī)床有如下五個運(yùn)動：1）插齒刀的快速往復(fù)切削運(yùn)動，沖程數(shù)用掛輪來調(diào)整；2）插齒刀和工件作展成運(yùn)動，此運(yùn)動用分齒掛輪來調(diào)整；3）插齒刀的徑向進(jìn)給運(yùn)動。在插齒刀開始接觸工件以后，在圓周進(jìn)給的同時，插齒刀向工件作徑向進(jìn)給，直至切出全齒高為止，而圓周進(jìn)給繼續(xù)進(jìn)行，直至工件轉(zhuǎn)一周時齒輪加工完畢；4）讓刀運(yùn)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(yīng)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(yīng)于齒螺旋角β的附加轉(zhuǎn)動。

3、剃齒

剃齒也是根據(jù)螺旋齒輪嚙合原理進(jìn)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(yùn)動聯(lián)系。剃齒刀本身是一個漸開線螺旋齒輪，在其齒面上從齒頂?shù)烬X根開有槽，以形成切削刃而進(jìn)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(chǎn)生滑動速度分量（即切削運(yùn)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(chǎn)生的各種誤差的作用，可以歸結(jié)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(yùn)動遭到破壞或分度不準(zhǔn)確而產(chǎn)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(chǎn)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(jī)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(chǎn)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(yàn)）時旋轉(zhuǎn)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(jī)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(chǎn)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(chǎn)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(yùn)動遭到破壞而產(chǎn)生的。機(jī)床運(yùn)動鏈各構(gòu)件的誤差，主要是最終的分度蝸輪副的誤差，是產(chǎn)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(chǎn)生運(yùn)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(jī)床導(dǎo)軌的不精確、齒坯軸線的歪斜所造成的，在某些情況下，機(jī)床運(yùn)動鏈也有影響。

4、刀具產(chǎn)形面的誤差

刀具產(chǎn)形面的誤差是由于刀具產(chǎn)形面的近似造形，及其制造和刃磨誤差而產(chǎn)生的。刀具產(chǎn)形面的齒形角誤差使工件產(chǎn)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(zhì)量控制

1、齒坯質(zhì)量控制

齒坯加工是齒輪機(jī)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?？梢钥闯鲞@種排布工序較多、基準(zhǔn)位置易磕碰劃傷。目前已廣泛采用數(shù)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(nèi)孔及一端面，然后以此作基準(zhǔn)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(shù)量及機(jī)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(zhì)量

刀具（包括滾、插、剃刀）的制造、安裝及重磨的質(zhì)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(shù)水平來保證。刀具的安裝要求嚴(yán)格按照操作規(guī)程進(jìn)行，確保安裝精度；刀具的重磨不僅需要專業(yè)技術(shù)指導(dǎo)，還需要高精度的專門設(shè)備。特別是剃刀的重磨很關(guān)鍵。

3、工裝設(shè)計的控制

切齒夾具的設(shè)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(shè)計上采用雙錐面彈性漲套結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)夾緊時，彈性變形均勻，有效地實(shí)現(xiàn)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(shè)計上體現(xiàn)了加工基準(zhǔn)從始至終基準(zhǔn)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(jī)床

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

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