滚齿机加工误差分析

滚齿机精度检验标准一、齿形精度齿形精度是滚齿机加工质量的关键指标。

为确保齿形精度，需要检查以下几个因素：1. 齿形的对称性：通过观察齿形的左右两侧是否完全对称来判断。

可以使用测量工具进行精确测量。

2. 齿形的完整性：需要检查齿形是否有缺失或不规则部分。

可以通过对比加工出的齿形与理论齿形进行判断。

3. 齿顶圆的圆度：需要保证齿顶圆的圆度公差在允许范围内，以避免齿顶磨损和噪音的产生。

可以使用测量工具进行精确测量。

二、齿向精度齿向精度是指齿轮的螺旋线方向与理论方向之间的偏差。

为确保齿向精度，需要检查以下几个因素：1. 螺旋线的直线度：需要使用测量工具检查齿轮的螺旋线是否平直，无弯曲或扭曲现象。

2. 螺旋线的方向：需要确保齿轮的螺旋线方向与理论方向一致，以避免齿轮运转时的振动和噪音。

3. 齿距的一致性：需要检查同一齿轮上各齿距是否一致，以避免齿轮运转时的冲击和振动。

可以使用测量工具进行精确测量。

三、齿厚精度齿厚精度是指加工出的齿轮厚度与理论厚度之间的偏差。

为确保齿厚精度，需要检查以下几个因素：1. 齿厚的均匀性：需要使用测量工具检查齿轮的各齿厚是否均匀一致，以避免齿轮运转时的冲击和振动。

2. 齿厚的偏差：需要将实际齿厚与理论齿厚进行比较，以判断是否存在偏差。

可以使用测量工具进行精确测量。

3. 齿厚的稳定性：需要检查同一批次的齿轮之间是否存在较大的厚度差异，以确保齿轮运转时的稳定性。

可以使用测量工具进行精确测量。

四、表面粗糙度表面粗糙度是指加工后的齿轮表面微观不平整程度。

为确保表面粗糙度符合要求，需要检查以下几个因素：1. 表面粗糙度的值：需要使用表面粗糙度测量仪检查齿轮表面的粗糙度值是否符合要求。

一般而言，表面粗糙度越小，齿轮的耐磨性和使用寿命越好。

2. 表面缺陷：需要检查齿轮表面是否存在划痕、烧伤、裂纹等缺陷，这些缺陷会影响齿轮的运转性能和使用寿命。

可以使用目视观察或借助放大镜进行检查。

3. 热处理质量：热处理质量对齿轮的表面粗糙度有很大影响。

滚齿加工建模仿真及误差分析3张金,黄筱调(南京工业大学机械与动力工程学院,江苏南京　210009)摘要:应用包络法对齿轮加工进行仿真,通过包络曲线族获得齿轮齿廓曲线,并分析了加工过程中对齿形误差产生影响的因素。

应用Pr o/E软件对获得的曲线族进行修正,实现了齿轮三维模型的建立。

关键词:包络法;三维建模;齿廓曲线;展成法中图分类号:TH132.41 文献标识码:A 文章编号:1001-2354(2009)04-0068-03 机械行业中,齿轮机构是应用最为广泛的传动机构,自从其产生以来,发挥着不可替代的作用。

齿轮本身的制造精度对整个机器的工作性能、承载能力及使用寿命都有很大的影响。

齿轮加工方法很多,以展成法(也叫范成法)和仿形法(也叫成形法)为主。

展成法是根据啮合原理来实现齿轮的成形,仿形。

这两种方法在齿轮加工精度、效率及成本方面各有优势,根据现场的情况进行合理的配制,可以实现更大的效益。

从20世纪60年代以来,高效滚齿加工一直是应用展成法进行齿轮加工中最主要也是效率较高的一种方法,同时也是兼容性非常好的方法,可加工链轮、蜗轮和花键轴等,还可加工圆弧、摆线等齿形[1]。

文中主要介绍滚齿加工对齿轮成形的影响。

1　滚齿加工过程及误差来源在滚齿机上用齿轮滚刀加工齿轮,其原理相当于一对螺旋齿轮作无侧隙强制性的啮合。

一般滚齿加工传动如图1所示。

图1　滚齿加工机床典型传动示意图通过分析加工过程得出引起齿轮误差的因素,可以分为两类:(1)静态误差。

静态误差指机床、工件、刀具及夹具在某一瞬时的相对位置下,按照啮合关系进行加工所得到的齿轮与理论齿轮之间的误差。

包括:滚刀安装垂直进给导轨与工作台轴线的平行度误差,滚刀安装轴线与垂直进给导轨的平行度误差,滚刀的轴向齿距误差、齿形误差及前刃面非径向性和非轴向性误差,滚刀的轴向和径向圆跳动,齿坯几何偏心和安装偏心,分度蜗杆和分度蜗轮齿距误差及与工作台回转轴线同轴度误差。

(2)动态误差。

齿轮精度出现偏差的5大原因来源：机械论坛（）1.齿圈径向跳动误差(即几何偏心)齿圈径向跳动是指在齿轮一转范围内，测头在齿槽内或轮齿上，与齿高中部双面接触，测头相对于轮齿轴线的最大变动量。

也是轮齿齿圈相对于轴中心线的偏心，这种偏心是由于在安装零件时，零件的两中心孔与工作台的回转中心安装不重合或偏差太大而引起。

或因顶尖和顶尖孔制造不良，使定位面接触不好造成偏心，所以齿圈径跳主要应从以上原因分析解决。

2.公法线长度误差(即运动偏心)滚齿是用展成法原理加工齿轮的，从刀具到齿坯间的分齿传动链要按一定的传动比关系保持运动的精确性。

但是这些传动链是由一系列传动元件组成的。

它们的制造和装配误差在传递运动过程中必然要集中反映到传动链的末端零件上，产生相对运动的不均匀性，影响轮齿的加工精度。

公法线长度变动是反映齿轮牙齿分布不均匀的最大误差，这个误差主要是滚齿机工作台蜗轮副回转精度不均匀造成的，还有滚齿机工作台圆形导轨磨损、分度蜗轮与工作台圆形导轨不同轴造成，再者分齿挂轮齿面有严重磕碰或挂轮时咬合太松或太紧也会影响公法线变动超差。

3.齿形误差分析齿形误差是指在齿形工作部分内，包容实际齿形廓线的两理想齿形(渐开线)廓线间的法向距离。

在实际加工过程中不可能获得完全正确的渐开线齿形，总是存在各种误差，从而影响传动的平稳性。

齿轮的基圆是决定渐开线齿形的惟一参数，如果在滚齿加工时基圆产生误差，齿形势必也会有误差。

基圆半径R=滚刀移动速度／工作台回转角速度x cos ao (ao为滚刀原始齿形角)，在滚齿加工过程中渐开线齿形主要靠滚刀与齿坯之间保持一定速比的分齿来保证，由此可见，齿形误差主要是滚刀齿形误差决定的，滚刀刃磨质量不好很容易出现齿形误差。

同时滚刀在安装中产生的径向跳动、轴向窜动(即安装误差)也对齿形误差有影响。

常见的齿形误差有不对称、齿形角误差(齿顶变肥或变厚)、产生周期误差等。

4.齿向误差分析齿向误差是在分度圆柱面上，全齿宽范围内，包容实际齿向线的两条设计齿向线的端面距离。

齿轮加工误差分析及提高加工质量方法摘要：齿轮在加工过程中，机床本身精度误差，工件与工装装夹误差，齿坯的加工误差，滚刀的制造和安装误差，齿坯的找正误差等因素都会影响齿轮的加工精度，造成齿轮的加工误差。

关键词：齿轮加工误差分析提高加工质量1 引言在机械行业的发展过程中，齿轮产品对机械的传动起到举足轻重的作用。

但是齿轮在加工过程中，机床本身精度误差，工件与工装装夹误差，齿坯的加工误差，滚刀的制造和安装误差，齿坯的找正误差等因素都会影响齿轮的加工精度，造成齿轮的加工误差。

本文就讨论齿轮误差产生的原因，并且如何来提高齿轮的加工精度。

2 齿轮加工方法及原理用齿轮滚刀加工齿轮，其传动原理与一对齿轮的啮合原理相同，而滚刀可以看成是一个齿数无穷多的螺旋齿轮。

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，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，这个运动是滚齿加工最重要的运动。

3 齿轮加工误差的成因分析3．1 机床本身精度：包括工作台上、下顶尖径向跳动；两顶尖间不同轴；工作台分度误差。

3．2 工件与工装装夹误差：包括工件基准孔与夹具心轴之间误差；夹具心轴本身的径向跳动；工件端面与基准孔轴线的跳动误差；胎具中心与工作台回转中心不重合等。

3．3 基准端面定位不好，夹紧后内孔相对工作台回转中心产生偏心。

3．4 调整夹具时，心轴和机床工作台回转中心不重合。

3．5 齿坯基准孔与心轴间有间隙，装夹时偏向一边。

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。

4 提高齿轮加工质量的方法4．1 提高滚齿加工精度滚齿是一种常用的齿轮加工方法，在精度很高的滚齿机上，采用精密滚刀。

在普通级滚齿机上，用普通精度滚刀，只能加工出8级精度轮齿。

滚齿如何提高加工精度，可以从以下几方面来完成：(1)保证齿轮的中心与机床的回转中心重合，减少齿圈径向跳动误差；(2)提高滚齿机工作台蜗轮副回转精度，尽量减少传动链引起的分度不均匀，减少公法线长度误差；(3)调整机床、刀架的垂直进给方向与零件轴线的偏移量，使上尾座顶尖中心与工作台回转中心保持一致，提高差动挂轮计算精度；(4)滚齿时要控制留磨量，余量不能过大，否则磨齿后齿轮的表面渗碳硬度层会被磨掉，造成硬度下降，降低齿轮的接触疲劳强度。

滚齿机：主要用滚刀按展成法加工圆柱齿轮，蜗轮，链轮等齿面的齿轮加工机床。

滚齿机校正机构常见种类：行星式，复式偏心式，凸轮摆杆式，附加回转工作台式等。

决于齿轮机床的精度、刚度、刀具和齿轮毛坯的质量及其安装精度。

所以针对滚齿机工作台误差的滚齿机主要用滚刀按展成法加工圆柱齿轮、蜗轮、链轮等齿面的齿轮加工技术，在机械加工中占有重要地位。

因为在齿轮加工中出现了分度蜗轮的周节累计误差和周期误差，而齿轮加工精度取来源这一问题，本文使用滚齿机行星摆杆机构对其进行校正，用以减少分度蜗轮的周节累计误差和周期误差，使加工出来的齿轮达到满足加工精度的要求。

国内采用的滚齿机校正构，在机床制造行业中, 一开始制造精密机床, 由于各厂的设备条件差, 在滚齿机上不能加工精度较高的蜗轮, 分度精度满足不了产品的要求。

因而, 各厂先后在各型滚齿机上采用了各种类型的校正机构, 大都取得了不同程度的效果, 制出了精密分度蜗轮。

当时, 着重引进国外现成为结构, 近几年来, 无论在结构型式上, 或在简化结构, 或校正效果等方面均有较快的发展。

我国共采用了行星式、复式偏心式、凸轮摆杆式、和附加回转工作台式等多种类型的校正机构。

RS2 型滚齿机校正机构，只能能校正分度蜗轮副的周期误差。

但结构不够紧凑，校正机构在机床的外边，需要另置地基，并将机床的罩壳也换掉。

5355M型滚齿机校正机构也属于行星式，但没有周期误差校正凸轮, 机构是封闭的。

其结构复杂, 构件将近85 种, 使用不方便, 需将机床的双蜗杆传动改成单蜗杆传动, 此时, 必需拆除一根蜗杆。

由于校正机构安装位置不够妥当，使得一部分齿轮外露。

这种结构不太适用于大型滚齿机。

FO-10滚齿机行星式校正机构，该机构有一定的简化, 它省去了四根摆杆和一根长套筒, 结构就比较紧凑一些。

它装在机床分度挂轮箱处, 不需另置地基, 但其构件的种数仍然较多, 达45种, 放大比为0.182毫米每秒。

这种机构的轮廓尺寸较大。

滚刀对中性对齿形对称性的影响在齿轮加工中，滚齿齿形误差对后续加工(特别是剃齿加工)的精度及刀具寿命有较大影响。

滚齿齿形误差的种类及产生原因较多，滚刀的齿形角误差、机床的分度误差、刀具安装误差等均可能引起齿形误差。

本文仅就滚齿时滚刀对中性产生的齿形误差作一分析。

图1滚齿过程可视为被切齿轮与假想齿条作无侧隙啮合的过程。

滚齿时，齿轮的端面渐开线齿形由一些非连续的折线包络而成(如图1 所示)，折线与折线之间形成一夹角，该夹角的顶点与理论渐开线之间沿渐开线法线方向形成的距离称为棱度(即图1中的DH，图中DS 为包络形成渐开线的折线之间的距离)，DH 是滚齿时必然产生的原理误差。

将形成棱度的夹角顶点用直线连接起来，即形成端面齿形上的渐开线，每个顶点在端面上对应一个齿形角，在齿宽方向形成一条直线。

滚刀对中性是指将滚刀安装在刀杆上时，滚刀任意一齿(或齿槽)的对称轴线与齿坯中心线的重合程度。

下面分别分析滚刀对中与不对中两种情况对齿形误差的影响。

在滚刀对中的情况下(如图2所示)，滚刀中心线与齿坯中心线重合，滚刀齿槽左右两侧刀刃与齿坯的切点M1、M2左右对称，其啮合线的交点P1在滚刀及齿坯的中心线上。

此时，形成棱度的切点在轮齿端面左右侧齿形上呈对称分布，齿廓左右侧所对应的棱度值DH 完全相等且对称，端面齿形的左右侧(包括形成齿廓曲线的折线)也完全对称，对应的DS 值也完全相同且呈对称分布。

由此可知，此时形成的齿形误差也是对称分布的。

图3 所示为在滚刀对中情况下模拟滚齿状态包络形成的齿廓曲线及各段折线(图中每一横线与齿廓曲线的交点即为构成齿廓曲线的折线与折线之间的夹角顶点)。

图2 图3图4 图5在滚刀不对中的情况下(如图4 所示)，滚刀在刀杆上的位置难以确定，滚刀中心线相对于齿坯中心线会偏移一定角度，滚刀齿槽左右两侧刀刃与齿坯的切点M3、M4不再呈对称分布，而是错开了一段距离，其啮合线的交点P2在齿坯中心线上而不在滚刀中心线上，即刀刃与啮合线的交点(即切削点)相对于节点与齿轮中心线的连线不对称。

滚齿机的加工误差分析与修正引言滚齿机是一种用于生产齿轮的重要工具，其精度对于齿轮的质量和性能起着至关重要的作用。

然而，由于各种因素的影响，滚齿机在实际加工过程中可能存在一定的误差。

本文将对滚齿机的加工误差进行分析，并介绍一些常见的修正措施，旨在帮助读者更好地理解和解决滚齿机加工误差的问题。

一、滚齿机加工误差的来源在滚齿机的加工过程中，存在许多可能引起加工误差的因素。

以下列举了一些常见的误差来源：1. 设备误差：滚齿机自身的结构、精度以及磨合程度会对加工精度产生影响。

2. 切削条件误差：包括切削速度、进给速度、工具刃磨质量等方面的误差。

3. 材料误差：齿轮所选用的材料、材料的硬度等也会对加工精度产生一定的影响。

4. 操作误差：操作人员的技术水平和经验程度也会对加工误差产生影响。

二、滚齿机加工误差的种类与影响滚齿机加工误差主要体现在以下几个方面：1. 齿形误差：用于刻画齿轮齿形曲线与理论齿形曲线之间的差异。

2. 齿距误差：指齿轮齿距与理论齿距之间的差异。

3. 轴向误差：表示齿轮齿高或齿距轴线与轴线的垂直度误差。

4. 转动误差：表示齿轮齿面转动中心与理论转动中心之间的差异。

这些加工误差在一定程度上会影响齿轮的传动性能和寿命，因此非常值得我们关注和解决。

三、滚齿机加工误差的修正措施为了确保滚齿机加工出的齿轮达到要求的精度，我们可以采取以下一些修正措施：1. 设备维护：定期检查和维护滚齿机的机械部件，保证其正常工作状态和精度。

2. 切削条件调整：优化切削参数，如切削速度、进给速度等，以减小加工误差。

3. 工具选择与刃磨：选择合适的切削刀具，并定期对刀具进行质量检查和刃磨操作，确保刀具的几何精度和尺寸精度。

4. 材料选择：选择适当的齿轮材料，材料的硬度、耐磨性等特性应符合实际使用要求。

5. 操作培训：加强操作人员的培训和技术指导，提高其对滚齿机操作技术和知识的掌握程度。

这些修正措施可以辅助我们降低滚齿机加工误差，提高齿轮的加工质量和性能。

齿轮齿面的接触状况直接影响齿轮传动中载荷分布的均匀性。

滚齿时，影响齿高方向的接触精度的主要原因是齿形公差△ff和基节极限偏差△fpb。

影响齿宽方向的接触精度的主要原因是齿向公差△Fβ。

产生齿向公差的主要原因：
（1）滚齿机刀架导轨相对于工作台回转轴线存在平行度误差，如9―7所示。

（2）齿坯装夹歪斜由于心轴、齿坯基准端面跳动及垫圈两端面不平行等引起的齿坯安装歪斜，会产生齿向误差，如图9－8所示。

（3）滚切斜齿轮时，除上述影响因素外，机床差动挂轮计算的误差，也会影响齿轮的齿向误差。