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圆柱齿轮齿形加工方法和加工方案

一个齿轮的加工过程是由若干工序组成的。为了获得符合精度要求的齿轮，整个加工过程都

是围绕着齿形加工工序服务的。齿形加工方法很多，按加工中有无切削，可分为无切削加工

和有切削加工两大类。

无切削加工包括热轧齿轮、冷轧齿轮、精锻、粉末冶金等新工艺。无切削加工具有生产率高，

材料消耗少、成本低等一系列的优点，目前已推广使用。但因其加工精度较低，工艺不够稳

定，特别是生产批量小时难以采用，这些缺点限制了它的使用。

齿形的有切削加工，具有良好的加工精度，目前仍是齿形的主要加工方法。按其加工原理可

分为成形法和展成法两种。

成形法的特点是所用刀具的切削刃形状与被切齿轮轮槽的形状相同，如图9-3所示。用成形

原理加工齿形的方法有：用齿轮铣刀在铣床上铣齿、用成形砂轮磨齿、用齿轮拉刀拉齿等方

法。这些方法由于存在分度误差及刀具的安装误差，所以加工精度较低，一般只能加工出9

~10级精度的齿轮。此外，加工过程中需作多次不连续分齿，生产率也很低。因此，主要用

于单件小批量生产和修配工作中加工精度不高的齿轮。

展成法是应用齿轮啮合的原理来进行加工的，用这种方法加工出来的齿形轮廓是刀具切削刃

运动轨迹的包络线。齿数不同的齿轮，只要模数和齿形角相同，都可以用同一把刀具来加工。

用展成原理加工齿形的方法有：滚齿、插齿、剃齿、珩齿和磨齿等方法。其中剃齿、珩齿和

磨齿属于齿形的精加工方法。展成法的加工精度和生产率都较高，刀具通用性好，所以在生

产中应用十分广泛。

一、滚齿

（一）滚齿的原理及工艺特点

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滚齿是齿形加工方法中生产率较高、应用最广的一种加工方法。在滚齿机上用齿轮滚刀加工

齿轮的原理，相当于一对螺旋齿轮作无侧隙强制性的啮合，见图9-24所示。滚齿加工的通

用性较好,既可加工圆柱齿轮，又能加工蜗轮；既可加工渐开线齿形，又可加工圆弧、摆线

等齿形；既可加工大模数齿轮，大直径齿轮。

滚齿可直接加工8~9级精度齿轮，也可用作7级以上齿轮的粗加工及半精加工。滚齿可以

获得较高的运动精度，但因滚齿时齿面是由滚刀的刀齿包络而成，参加切削的刀齿数有限，

因而齿面的表面粗糙度较粗。为了提高滚齿的加工精度和齿面质量，宜将粗精滚齿分开。

（二）滚齿加工质量分析

1.影响传动精度的加工误差分析

影响齿轮传动精度的主要原因是在加工中滚刀和被切齿轮的相对位置和相对运动发生了变

化。相对位置的变化(偏心)产生齿轮的径向误差；相对运动的变化(运动偏心)产生齿轮

的切向误差。

(1)齿轮的径向误差齿轮径向误差是指滚齿时，由于齿坯的实际回转中心与其基准孔中心不

重合，使所切齿轮的轮齿发生径向位移而引起的周节累积公差，如图9—4所示。

齿轮的径向误差一般可通过测量齿圈径向跳动△Fr反映出来。切齿时产生齿轮径向误差的

主要原因如下：

①调整夹具时，心轴和机床工作台回转中心不重合。

②齿坯基准孔与心轴间有间隙，装夹时偏向一边。

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。

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(2)齿轮的切向误差齿轮的切向误差是指滚齿时，实际齿廓相对理论位置沿圆周方向(切向)

发生位移，如图9-5所示。当齿轮出现切向位移时，可通过测量公法线长度变动公差△Fw

来反映。

切齿时产生齿轮切向误差的主要原因是传动链的传动误差造成的。在分齿传动链的各传动元

件中，对传动误差影响最大的是工作台下的分度蜗轮。分度蜗轮在制造和安装中与工作台回

转中心不重合（运动偏心），使工作台回转中发生转角误差，并复映