楊越　姚鑫　蔣安全

（重慶三峽學(xué)院）

摘　要：軸齒輪是減速機(jī)的重要零部件。而滾齒的加工精度是影響軸齒輪工作效率的最重要因素，本文將主要通過對軸齒輪加工精度指標(biāo)進(jìn)行具體分析，重點(diǎn)分析產(chǎn)生這些加工精度不達(dá)標(biāo)的原因，從而為提高整體的加工精度做支撐。

關(guān)鍵詞：軸齒輪滾齒；加工精度；滾齒成形過程裝備

0　引言

軸齒輪主要應(yīng)用在減速機(jī)中，并且和減速機(jī)的質(zhì)量和效率有著直接的關(guān)系。如果軸齒輪在工作過程中產(chǎn)生精度等相關(guān)問題就會影響減速機(jī)的正常工作。對于軸齒輪來說，最難控制的精度就是滾齒加工精度，因?yàn)檩S齒輪的工作部分就是由滾齒來控制的，傳統(tǒng)的加工軸齒輪滾齒的方法就是采用滾齒磨齒相結(jié)合的方法，在這個過程中容易產(chǎn)生一系列的加工誤差問題，影響最終的成齒精度。因此為了提高軸齒輪的加工質(zhì)量，最先要保證加工的軸齒輪滾齒的加工精度符合要求。因此本文將主要通過對控制軸齒輪滾齒的加工精度的幾個因素進(jìn)行分析，然后從軸齒輪滾齒加工過程，加工誤差的控制以及設(shè)備影響等多個方面進(jìn)行原因分析，從而在今后的軸齒輪滾齒加工的過程中可以將加工精度這一標(biāo)準(zhǔn)控制的更加嚴(yán)格，生產(chǎn)出高質(zhì)量的軸齒輪，從而不斷的提高齒輪加工的整體競爭力。

1　軸齒輪滾齒加工精度分析

軸齒輪是一個具有高度互換性的標(biāo)準(zhǔn)零部件。在各個方面應(yīng)用廣泛，尤其是在減速機(jī)之中，減速機(jī)的組成大致主要有四個行星齒輪，還有一個行星齒輪軸，二個軸齒輪以及減速機(jī)殼體等部分組成。對于精度影響最大的就是軸齒輪的輪齒精度將直接影響減速機(jī)的卞效率，因此在這個過程中首先需要分析影響軸齒輪滾齒加工精度的幾個重要的加工精度參數(shù)，下面來分別進(jìn)行討論。

1.1  軸齒輪滾齒徑向跳動

滾齒徑向跳動的合理性是保證軸齒輪滾齒能夠正常工作的重要參數(shù)之一。徑向跳動在滾齒中主要反映的是齒輪的幾何偏心，或者是在齒坯在安裝過程中產(chǎn)生的偏心情況。目前對于軸齒輪滾齒的徑向跳動誤差的測量主要是通過圓柱體外徑向跳動的測量方法，此套設(shè)備如圖 1 所示。這套設(shè)備在測量滾齒的徑向跳動誤差的過程中可以依據(jù)滾齒的具體型號來進(jìn)行升降的調(diào)節(jié)，并且精度較高，對于測量的誤差是十分小的，但是仍然存在著加工精度的問題，在下文中會進(jìn)行具體的討論。

圖1   軸齒輪輪齒徑向跳動測量裝備

1.2  軸齒輪滾齒齒面粗糙度精度

對于軸齒輪滾齒加工過程中，對于齒面的粗糙度控制也是十分嚴(yán)格的，需要嚴(yán)格的控制，一般的粗糙度為 0.5C，但是根據(jù)具體的應(yīng)用場景還需要制定不同的加工粗糙度。但是滾齒加工的粗糙度將是影響軸齒輪滾齒加工精度不能忽視的關(guān)鍵問題，需要在制定合理的粗糙度區(qū)間內(nèi)進(jìn)行加工，從而提升滾齒的工作效率，提高齒輪的整體壽命等。

1.3  齒形與齒向誤差

對于軸齒輪滾齒的齒形主要是工作部分的齒形，進(jìn)行齒形確定的方法主要是輪廓線方法，在機(jī)械原理中應(yīng)用理想的齒形輪廓線方法可以描繪出應(yīng)用軸齒輪滾齒齒形的具體形狀，通過輪廓線方法來最終加工出所需要的齒形，一般情況下，對于軸齒輪滾齒來說齒形的選擇大多是選擇漸開線齒形，因?yàn)闈u開線齒形有著良好的傳動效率，對于齒輪來說，高傳動效率是其他傳動方式所不能比的，整體的傳動效率有時候會超過百分之90，這是非常高的傳動效率，并且可以應(yīng)用到大多數(shù)的工程之中。

而對于齒向誤差來說，齒向誤差主要是和齒輪寬度的選擇有關(guān)系，對于處在一定范圍內(nèi)的齒寬，也就相對應(yīng)產(chǎn)生一定范圍的齒向誤差，這一誤差是不可能消除的，需要根據(jù)具體的條件下，將齒向誤差控制在一定的范圍內(nèi)，從而可以有效控制齒向誤差。

2　影響軸齒輪滾齒加工的原因分析

2.1 影響軸齒輪滾齒徑向跳動誤差原因分析

在前文中提到，滾齒徑向跳動誤差主要反映的是齒輪的幾何偏心以及在齒坯安裝的過程中出現(xiàn)的偏心情況，因此歸根結(jié)底還是加工過程中設(shè)備產(chǎn)生的誤差擴(kuò)大化的問題。主要是由于兩個孔與徑向跳臺之間不能進(jìn)行安裝上的重合，在對圖 1 徑向跳動設(shè)備進(jìn)行分析的過程中發(fā)現(xiàn)在測量支架在使用的過程中需要手動的進(jìn)行調(diào)試，要將被測量件的滾齒，本文主要是軸齒輪滾齒要和下方的兩個中心孔以及測量支架之間三者要在同一條線上，但是在這個過程中由于設(shè)備自身存在一定的誤差，導(dǎo)致在測量的過程中不能進(jìn)行完全的安裝重合，并且沒有傳感器進(jìn)行檢測是不是完全的重合，如果不能完全的重合就會產(chǎn)生一定的徑向跳動誤差，從而影響軸齒輪輪齒的加工精度，因此為了能夠盡量的減小軸齒輪滾齒的徑向跳動誤差需要在成套設(shè)備上下功夫，從而可以將幾何偏心控制在一定的范圍內(nèi)，提高效率。

2.2 影響軸齒輪滾齒端面跳動原因分析

對于軸齒輪滾齒的端面跳動誤差主要反映的是運(yùn)動偏心的問題。其實(shí)滾齒出現(xiàn)了運(yùn)動偏心的問題主要還是公法線的長度出現(xiàn)問題。由于現(xiàn)階段的生產(chǎn)軸齒輪滾齒過程中，主要是機(jī)械化進(jìn)行生產(chǎn)，整體的生產(chǎn)效率不斷的提高，在生產(chǎn)滾齒的過程中工作圓臺會受到一定的磨損，在這個過程中由于圓臺的磨損會導(dǎo)致出現(xiàn)生產(chǎn)出的滾齒端面產(chǎn)生一定的運(yùn)動偏離，從而產(chǎn)生較大的端面跳動誤差；另外在加工軸齒輪的過程中需要進(jìn)行滾齒的加工，在這個過程需要蝸輪副的作用，蝸輪副產(chǎn)生回轉(zhuǎn)運(yùn)動，從而進(jìn)行滾齒的加工生產(chǎn)，但是在這個過程中如果蝸輪副的回轉(zhuǎn)精度達(dá)不到要求將會直接影響最終的成形滾齒，因此對于蝸輪副的回轉(zhuǎn)精度將是影響運(yùn)動偏心最重要的因素。在實(shí)際的過程中需要特別重視蝸輪加工滾齒，需要定期的進(jìn)行檢查，如果發(fā)現(xiàn)回轉(zhuǎn)的精度與實(shí)際加工制定的滾齒精度有差別需要調(diào)好蝸輪副的回轉(zhuǎn)精度，這樣才能在加工的過程時刻注意運(yùn)動偏心產(chǎn)生的端面跳動誤差。

2.3 影響粗糙度的軸齒輪滾齒的加工精度原因分析

對于軸齒輪如果滾齒的粗糙度沒有達(dá)到實(shí)際要求的那樣就會產(chǎn)生崩齒、滾齒的撕裂以及鱗屑等現(xiàn)象。實(shí)際加工中造成軸齒輪滾齒粗糙度達(dá)不到生產(chǎn)要求的最關(guān)鍵因素還是出現(xiàn)在加工設(shè)備中，尤其是成套的設(shè)備，如數(shù)控機(jī)床的加工中，它和回轉(zhuǎn)刀架的精度，機(jī)床的夾具精度以及數(shù)控機(jī)床控制工作系統(tǒng)等都有關(guān)系，并且在成形的過程中還會綜合考慮這些成套設(shè)備帶來的不可避免的誤差，需要在要求的范圍內(nèi)制定這些不可避免的誤差，然后重點(diǎn)控制數(shù)控機(jī)床成套設(shè)備的精度問題。尤其是出現(xiàn)了滾齒之間間隙較大的情況下，主要是由于加工的滾刀與工件之間的相向的過程中出現(xiàn)一系列的問題，從而造成了滾齒之間間隙增大，粗糙度增大。另外滾刀如果沒有精磨到一定的精度生產(chǎn)加工出來的滾齒也會產(chǎn)生粗糙度和加工出現(xiàn)的粗糙度產(chǎn)生誤差等。這些都是產(chǎn)生粗糙度影響軸齒輪滾齒加工的原因。

3　軸齒輪滾齒加工精度控制措施分析

在前文中對于軸齒輪滾齒加工過程中產(chǎn)生影響加工精度的若干因素進(jìn)行具體分析。本小節(jié)將主要對一種加工精度也就是滾齒徑向跳動誤差控制措施進(jìn)行分析，從而可以為其他的影響加工精度的原因提供技術(shù)上的借鑒。在對軸齒輪滾齒加工過程中產(chǎn)生幾何偏心的原因是兩個孔與徑向跳臺之間不能進(jìn)行安裝上的重合。因此采用全新的徑向檢測裝置，通過傳感器的實(shí)時的控制誤差達(dá)到兩個孔與徑向跳臺之間進(jìn)行安裝上的重合，具體的如圖 2所示。

圖2  帶有傳感器的徑向跳動檢測裝置

從圖 2 中可以十分清晰的看到，當(dāng)軸齒輪滾齒被送到測量工位的基座上的時候，由傳感器固定架來實(shí)時的將零件與測量臺以及下方的定位孔之間的的垂直方向監(jiān)測是否在一條線上，通過自動調(diào)節(jié)基座的位置，將三者固定在一條線上，從而保證精度，另外回轉(zhuǎn)臺的回轉(zhuǎn)精度也會通過傳感器來進(jìn)行實(shí)時的傳遞信息，從而保證回轉(zhuǎn)精度控制在要求的范圍內(nèi)。工作控制系統(tǒng)主要采用的是 PLC 技術(shù)，由于 PLC 技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)就是靈活多樣化，可以將跳動測量數(shù)據(jù)快速的傳遞到總站之中，從而節(jié)約了大量的時間，并且測量的誤差也是十分準(zhǔn)確的，當(dāng)測量結(jié)束的時候，滑塊上升回到初始的狀態(tài)，整個系統(tǒng)也會回到初始的狀態(tài)，從而準(zhǔn)備下一個滾齒徑向跳動誤差的測量。

4　總結(jié)

綜上所述，本文主要通過對軸齒輪滾齒加工中影響加工精度的一些具體指標(biāo)進(jìn)行系統(tǒng)的闡述，然后通過這些指標(biāo)在實(shí)際的加工過程中產(chǎn)生的加工精度不達(dá)標(biāo)的原因進(jìn)行重點(diǎn)分析，尤其是對滾齒的徑向跳動與端面跳動誤差，齒向齒形誤差以及粗糙度等常見的加工精度因素進(jìn)行分析，然后簡述了如何控制滾齒的徑向跳動誤差從而為控制其他誤差提供技術(shù)支撐。

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來源：今日減速機(jī)

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