楊越 姚鑫 蔣安全
（重慶三峽學院）
摘 要：軸齒輪是減速機的重要零部件。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進行具體分析，重點分析產生這些加工精度不達標的原因，從而為提高整體的加工精度做支撐。
關鍵詞：軸齒輪滾齒；加工精度；滾齒成形過程裝備
0 引言
軸齒輪主要應用在減速機中，并且和減速機的質量和效率有著直接的關系。如果軸齒輪在工作過程中產生精度等相關問題就會影響減速機的正常工作。對于軸齒輪來說，最難控制的精度就是滾齒加工精度，因為軸齒輪的工作部分就是由滾齒來控制的，傳統的加工軸齒輪滾齒的方法就是采用滾齒磨齒相結合的方法，在這個過程中容易產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備影響等多個方面進行原因分析，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準控制的更加嚴格，生產出高質量的軸齒輪，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準零部件。在各個方面應用廣泛，尤其是在減速機之中，減速機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，下面來分別進行討論。
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，此套設備如圖 1 所示。這套設備在測量滾齒的徑向跳動誤差的過程中可以依據滾齒的具體型號來進行升降的調節，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格的，需要嚴格的控制，一般的粗糙度為 0.5C，但是根據具體的應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鍵問題，需要在制定合理的粗糙度區間內進行加工，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，進行齒形確定的方法主要是輪廓線方法，在機械原理中應用理想的齒形輪廓線方法可以描繪出應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，因為漸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，并且可以應用到大多數的工程之中。
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系，對于處在一定范圍內的齒寬，也就相對應產生一定范圍的齒向誤差，這一誤差是不可能消除的，需要根據具體的條件下，將齒向誤差控制在一定的范圍內，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的偏心情況，因此歸根結底還是加工過程中設備產生的誤差擴大化的問題。主要是由于兩個孔與徑向跳臺之間不能進行安裝上的重合，在對圖 1 徑向跳動設備進行分析的過程中發現在測量支架在使用的過程中需要手動的進行調試，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備自身存在一定的誤差，導致在測量的過程中不能進行完全的安裝重合，并且沒有傳感器進行檢測是不是完全的重合，如果不能完全的重合就會產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備上下功夫，從而可以將幾何偏心控制在一定的范圍內，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動偏心的問題。其實滾齒出現了運動偏心的問題主要還是公法線的長度出現問題。由于現階段的生產軸齒輪滾齒過程中，主要是機械化進行生產，整體的生產效率不斷的提高，在生產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致出現生產出的滾齒端面產生一定的運動偏離，從而產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行滾齒的加工，在這個過程需要蝸輪副的作用，蝸輪副產生回轉運動，從而進行滾齒的加工生產，但是在這個過程中如果蝸輪副的回轉精度達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精度將是影響運動偏心最重要的因素。在實際的過程中需要特別重視蝸輪加工滾齒，需要定期的進行檢查，如果發現回轉的精度與實際加工制定的滾齒精度有差別需要調好蝸輪副的回轉精度，這樣才能在加工的過程時刻注意運動偏心產生的端面跳動誤差。
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到實際要求的那樣就會產生崩齒、滾齒的撕裂以及鱗屑等現象。實際加工中造成軸齒輪滾齒粗糙度達不到生產要求的最關鍵因素還是出現在加工設備中，尤其是成套的設備，如數控機床的加工中，它和回轉刀架的精度，機床的夾具精度以及數控機床控制工作系統等都有關系，并且在成形的過程中還會綜合考慮這些成套設備帶來的不可避免的誤差，需要在要求的范圍內制定這些不可避免的誤差，然后重點控制數控機床成套設備的精度問題。尤其是出現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加工出來的滾齒也會產生粗糙度和加工出現的粗糙度產生誤差等。這些都是產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生影響加工精度的若干因素進行具體分析。本小節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行分析，從而可以為其他的影響加工精度的原因提供技術上的借鑒。在對軸齒輪滾齒加工過程中產生幾何偏心的原因是兩個孔與徑向跳臺之間不能進行安裝上的重合。因此采用全新的徑向檢測裝置，通過傳感器的實時的控制誤差達到兩個孔與徑向跳臺之間進行安裝上的重合，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測是否在一條線上，通過自動調節基座的位置，將三者固定在一條線上，從而保證精度，另外回轉臺的回轉精度也會通過傳感器來進行實時的傳遞信息，從而保證回轉精度控制在要求的范圍內。工作控制系統主要采用的是 PLC 技術，由于 PLC 技術的優點就是靈活多樣化，可以將跳動測量數據快速的傳遞到總站之中，從而節約了大量的時間，并且測量的誤差也是十分準確的，當測量結束的時候，滑塊上升回到初始的狀態，整個系統也會回到初始的狀態，從而準備下一個滾齒徑向跳動誤差的測量。
4 總結
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進行系統的闡述，然后通過這些指標在實際的加工過程中產生的加工精度不達標的原因進行重點分析，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支撐。
參考文獻：
[1]范玉泉，李勃.影響軸齒輪滾齒加工精度原因分析[J].山西科技，2017（05）：109，111.
[2]葛宇.滾齒機工作臺軸線漂移對齒輪加工精度的影響[J].機械工藝師，2016（4）：21-23.
[3]李朋九，任素紅.齒輪裝夾傾斜誤差對齒輪精度檢測的影響研究[J].內燃機與配件，2019（12）：149-150.
來源：今日減速機
（版權歸原作者或機構所有）
