齿轮加工方案及问题应对方法
齿轮加工误差和消除方法
闫 振
（ 江苏省徐 州技 师学院，江苏 徐 州 ２ ２ １ ０ ０ ０ ）
摘
齿 向误 差 、周 节 累积 误 差 等 。 了解 了误 差 对 啮 合 精 度 的 影 要 ：影响齿轮啮合精度 的原 因有齿厚误差 、齿 圈径 向跳动 、
响，才能找 出原 因，提 出消除措施 ，提 高齿轮的加工精度。 关键 词 ：齿厚误 差 ；齿 圈径 向跳动 ；齿 向误差 ；周 节累积误差 ； 消除 方 法
是保证 工件的安装 精度 ，安装时严格 控
学普及 出版社 ，１ ９ ８ ３．
０ ４ ４ Ｉ 团圆
转 为周期 的误差 ，它 与齿 圈径 向跳 动和
公法线 节累积误 差主要是 由于 齿 坯的几何偏 心和工作台 回转运动 的误
差造成 的。加 工 机 床分 齿 运 动 传 动链 中 ，由于齿 轮的制造误差 ，特别是 工作 台蜗轮的几 何偏 心会 造成工作 台回转 中 心与工件轴线不一致 ，从 而产生运 动偏
［ １ ］ 张
海，周志兵 ． 航 空发 动机 齿轮材
料及加工 精度 分析 研 究 ［ Ｊ ］ ． 航 天制
造 技 术 ，２ ０ ０ ７（ ０ １ ） ．
的振动 。此外 ，消除机床传动部件 间的 间隙 以及提高机床的刚性也是消 除齿厚
误差的有效方法 。
－ － １
［ ２ ］ 蔡志侯． 齿轮工工艺学 ［ ． 北京 ：科
心 ，这就造成了齿轮在一转 内 ，周 节发
存在误差造成 的。了解 了误差对 啮合精 度 的影响 ，才能找 出原 因，提 出消除措 施 ，提高齿轮 的加工精度 。
一
寸误差较大 ，使配合间隙过大 ，引起 齿 坯中心线与心轴中心线产生偏心 。减 小
齿轮加工误差问题分析及有效解决方法
齿轮加工误差问题分析及有效解决方法摘要：在加工制造行业中，齿轮加工属于最基础和常见的加工零件，虽然现在机械化程度越来越高，加工制作也越来越精细，但难免会有误差存在。
一旦齿轮加工出现了误差，那么轻则导致其无法使用，严重时还有可能因此而引发事故。
因而，本文重点以齿轮加工为研究对象，通过对误差问题的分析，积极寻求解决途径和办法，从而提高齿轮加工的质量和精准度。
关键词：齿轮；加工；误差；方法一、齿轮加工误差产生的主要问题和根源分析齿轮加工误差产生的原因，应该从工艺上进行总体把握，重点抓住加工方法的优化，通过改良、改进和细化，提高齿轮加工的零误差操作和精细化程度。
齿轮加工主要过程包括滚齿、插齿和珩齿三个主要步骤，加工中常见的主要误差问题。
（一）加工机床的精密性不够导致的误差目前虽然机械化、自动化程度比较高，但我们在加工机床的精密性上做得还不够，主要引发误差因素有三个方面：一是部件搭配的精确程度不够。
齿轮加工机床对精密度要求较高，同时涉及台面、齿轮、丝杠等多种重点零部件，由于部件组建搭配不够优化，会对齿轮加工精确性和质量有较大影响，也会有较大误差。
二是加工操作不规范。
使用机床加工齿轮需要较高的技术素质和严谨认真的加工心态，最常见的误差就是人为操作的误差，由于不规范、不合理或者是不认真操作，有时不仅仅带来齿轮加工的误差，更会带来很多不必要的损失。
三是环境因素影响加工制作。
由于齿轮加工涉及到压、切、挤等多个过程，在加工中温度也会随之变化，根据热胀冷缩的原理，也会对金属性质零部件产生影响，导致加工精准度不高。
（二）径向加工方面的误差由于齿轮加工过程中需要根据径向需要进行周期性变动，因此对于径向的距离变化，齿轮部件与道具之间的精准度，以及周期性轴线变化等要进行精确的操作和掌控，尽管在自动化时代，我们在数控机床操作中，也会面临径向周期性跳动和机床刀具变化等实际问题，也会因为变化精确度不够或者操作设定不规范，一般原因是由于几何性偏离轴心和轴距，在机床刀具安装方面的误差，基准孔与齿轮轴距之间的误差等，从而导致齿轮加工径向的误差率提高。
齿轮加工方案及问题应对方法
齿轮加工方案及技术措施齿轮做为常用的机械元件,一向广泛的被运用在机械的传动装置中,小至钟表用齿轮,大至船舶涡轮机用的大型齿轮,都能通过选配齿数组合,获得任意且正确的传动比;它的功率范围大、传动效率高、圆周速度高、传动准确、使用寿命长、结构尺寸小等特点已成为许多机械产品不可缺少的传动部件,也是机器中所占比重最大的传动形式;现以带有内花键定位的盘状齿轮为例,该齿轮材料为20CrMo Ti,渗碳层1.8-2.2mm,齿面硬度为HRC58-62;齿轮制造工艺方案,依据不同类型的齿廓形状、齿面硬度结构形式、精度与生产条件来确定;一般来说包括：毛坯准备、齿坯处理、齿坯粗加工、齿轮热处理、齿轮精加工5个阶段,在确定具体加工工艺内容时,着重考虑确定两项精度：1、是齿轮各部分对中心轴线的形状精度;2、消除经热处理渗碳淬火后的热变形对齿轮精度的影响;在确定工艺基准时,首先应该选定内花键的大径尺寸为加工工艺基准,这是因为内花键的加工,都是花键拉刀拉制而成的,而拉刀的外径尺寸精度比较高,拉出的花键大径尺寸比较稳定和可靠,完全可以作为齿坯加工的工艺基准,无论是矩形花键孔或是渐开线花键孔都是一样;实际具体加工工艺为：●毛坯锻造成形●热处理正火处理●粗车1、内孔尺寸一般设计为装配基准,在设定内孔粗车尺寸时一般是按花键拉刀的前导向尺寸确定,比图纸设计尺寸减小0.5-0.6mm,做为热处理后的精磨余量;2、选用拉床定位的端面时应尽量选用大端面,而且要求同内孔一次装夹车成,保证其垂直精度;3、齿坯的其余部分可在粗车加工时留有一定的精车余量;●拉花键拉内花键用大端面和内孔定位拉制●精车1、选用内花键的大径尺寸D定位;2、用车工专用“花键微锥芯轴一次定位加工”在工件调头加工时,可随芯轴一起整体调头加工完成后,再拆卸工件;花键心轴如下图：车工用微锥花键芯轴,实际上是一个圆柱微锥芯轴,因为在设计芯轴时,已把花键的键宽和小径尺寸减小了0.5-0.7mm渐开线花键的齿厚减小0.5使花键芯轴完全靠外径和微锥来定位锁紧齿坯的,这样主要是为了排除多点接触对精度的干涉●滚齿滚齿的定位仍使用花键大径和大端面为工艺基准齿厚为粗切加工,磨削余量可按下表选择磨削余量：●倒角齿廓倒角,一般是指齿高的两端和沿齿长的齿顶2×4 5Ｏ倒钝;●热处理按热处理工艺渗碳淬火;●磨削1、由于齿轮在渗碳淬火的热处理过程中会产生热变形,变形量大小不一,变形位置一般在孔的收缩或涨大和盘状的翘曲变形;2、为了消除热变形,对齿轮各部加工的影响可按下列方法消除：a、仍以内花键大径为定位基准,上花键芯轴,对齿轮的外径和大端面一次装夹后,磨光,磨去的,便是变形量因为这是微量磨削,一般是不会造成尺寸变化的,这样可以在工艺上保证两个精度,即齿节圆对内花键的同轴度和齿端面对内花键的垂直度;b、在内圆磨床上,将齿轮的大外圆和大端面的跳动同时校正在0.03mm以内,把花键内孔磨成;c、在以内孔和大端面定位磨齿面为成品尺寸;以上三步的做法主要为了保证齿轮各部位对内花键的形位精度,避免由于热处理变形而造成的内花键大径和小径的偏心,而影响装配;二、滚齿误差产生原因消除方法在齿轮整个工艺规程中,滚齿是经常产生误差的环节,滚齿经常产生的问题及原因主要有：齿圈径向圆跳动超差;由于齿坯几何偏心和安装偏心；用顶尖装夹定位时,顶尖与机床中心偏心;通过提高齿坯基准面精度,提高夹具定位面精度,提高调整水平,更换或重新装调顶尖等方式解决;公法线长度变动超差;由于机床分度蜗杆副制造及安装误差造成运动偏心；机床工作台定心锥形导轨副间隙过大,造成工作台运动中心线不稳定；滚刀主轴系统轴向圆跳动过大或平面轴承咬坏;通过提高分度蜗杆副的制造精度和安装精度,提高工作台锥形导轨副的配合精度,提高滚刀主轴系统轴向精度,更换咬坏的平面轴等方法解决;齿距偏差超差;滚刀的轴向和径向圆跳动过大；分度蜗杆和分度蜗轮齿距误差；齿坯安装偏心;通过提高滚刀的安装精度,修复或更换分度蜗杆副,消除齿坯安装误差等方法解决;齿顶部变肥,左右齿廓对称;滚刀铲磨时齿形角度小或刃磨产生较大的正前角,使齿形角变小;通过更换滚刀或重磨齿形角及前刃面方法解决;齿顶部变瘦,左右齿廓对称;滚刀铲磨时齿形角变大或刃磨时产生较大的负前角,使齿形角变大;通过更换滚刀或重磨齿形角及前刀面方法解决;齿形不对称;滚刀安装对中不好,刀架回转角误差大,滚刀前刀面有导程误差;通过保证滚刀安装精度,提高滚刀刃磨精度,控制前刀面导程误差,微调滚刀回转角方法解决;齿面出棱;滚刀制造或刃磨时容屑槽等分误差;通过重磨滚刀达到等分要求方法解决;齿形周期性误差;滚刀安装后,径向或端圆跳动大,机床工作台回转不均匀,分齿交换齿轮安装偏心或齿面有磕碰,刀架滑板松动,齿坯装夹不合理,产生振动;通过控制滚刀的安装精度,检查、调整分度蜗杆副传动精度,重新调整分齿交换齿轮、滑板和齿坯方法解决;齿向误差超差;垂直进给导轨与工作台轴线平行度误差或歪斜,、下顶针不同轴,下顶针轴线与工作台回转轴线同轴度差；夹具和齿坯的制造、安装、调整精度低；分齿、差动交换齿轮误差大；齿坯或夹具刚性差,夹紧后变形;通过提高夹具、齿坯的制造和调整精度,重新计算分齿及差动交换齿轮,修正误差,改进齿还或夹具设计,正确夹紧方法解决;撕裂;齿坯材质不均匀；齿坯热处理方法不当；滚刀用钝,不锋利；切削用量选择不当,冷却不良;通过控制齿坯材料质量,采用正火处理45钢、40cr钢、18CrMnTi,滚刀移位或更换新刀,正确选用切削用量,选用润滑性能良好的切削液,充分冷却方法解决;啃齿;刀架立柱导轨太松或太紧；油压不稳定；刀架斜轮啮合间隙大;通过调整立柱导轨塞铁松紧,保持油路畅通,油压稳定,刀架斜齿轮若磨损,应更换;振纹;机床内部某传动环节的间隙过大；工件与刀具的装夹刚性不够；切削用量选用过大；后托架安装后,间隙大;通过修理或调整机床,提高刀装夹刚性,缩小支承间距离,加大轴径,提高工件刚性,尽量加大支承面,正确选用切削用量,正确安装后托架方法解决;。
【齿轮加工的常见问题和解决方法】齿轮怎么加工
【齿轮加工的常见问题和解决方法】齿轮怎么加工齿轮加工的常见问题和解决方法【首席技术支持赖永智；整理校对张艳雷技术指导总工程师张刚、张杰；】【出于对客户的认同及隐私秘密性保密，文中案例所涉及公司名称及油品牌号全部隐去】摘要：齿轮切削工艺分析；配方优缺点分析及相应对策；原材料配比及各自优缺点的分析、关键词：“亿达渤润-线性理论”；齿轮切削油；硫化脂肪酸酯；硫化猪油；硫化烯烃；精制猪油一、市场现状主要就金属加工炼焦煤主要分为切削加工油和塑性加工油（如冲压油、拉伸油、引拔油等），最老其中消耗量最大的是切削油，尤其是齿轮切削相关用油量居多。
目前，国内各大汽车制造厂、发动机配套厂、精密仪表行业大都使用原装进口或外资品牌在国内生产的齿轮切削油，采购成本高，灵活性较差，故而，无论是从市场角度，还是从技术角度来讲，几乎应该攻克齿轮切削油的难关。
二、案例分析在齿轮切削加工之时，多把刀具同时工作，各个民主化的扭矩不同，要求匹配油品必须在加工全阶段都要发挥作用，所以极压抗磨剂的品类越全、比例越高油品的使用效果就越好，刀具磨损快、工件耐磨损暴发差等问题主要发生在加工中后期，此区间是物理润滑向物理润滑过渡的过程，所以要求润滑油中的极压抗磨剂在此区间的释放要快速稳定。
现以我公司在大量的为客户解决的齿轮切削油问题举例说明。
齿轮切削油油样来源：杭州某焦化调和厂，一并提供的还有客户现用的基础油； ---目的是为控管试验测试条件的一致性。
客户工艺及问题以下为方便数据进行定量分析，对以下油样需要进行编号：A:客户原用中其负荷齿轮切削油，配方中主要植物油为：日本硫化猪油**10 + T301 + 美国硫化烯烃**40 + 余量150snB ：亿达渤润石化根据客户现有问题改善后的配方为：YD-30155%+T301 10%+YD-1810C 3%+1% 防锈剂+ 精制猪油 5%+余量150sn部分测试结果、截图如下：注：1公斤=9.81N; 在同等实验力的作用下，磨斑越小，其极压抗磨性越好，对工件及设备的侵害越强。
齿轮的加工方法
齿轮的加工方法齿轮是机械传动中常用的零部件，其加工质量直接影响着整个机械设备的性能和使用寿命。
因此，齿轮的加工方法显得尤为重要。
下面将就齿轮的加工方法进行详细介绍。
首先，齿轮的加工方法主要包括铣削、滚齿、成型、磨削等几种常见的方法。
其中，铣削是一种常用的齿轮加工方法，适用于小批量生产。
通过铣削，可以加工出各种不同模数、不同齿数的齿轮。
滚齿是一种高效率、高精度的齿轮加工方法，适用于大批量生产。
成型是利用成型刀具对齿轮进行加工，适用于大型齿轮的生产。
磨削是一种高精度的齿轮加工方法，可以提高齿轮的精度和表面质量。
其次，不同的齿轮加工方法适用于不同类型的齿轮。
例如，对于小模数、小齿数的齿轮，可以采用铣削的方法进行加工。
对于大模数、大齿数的齿轮，可以采用滚齿的方法进行加工。
对于特殊形状的齿轮，可以采用成型或磨削的方法进行加工。
因此，在选择齿轮加工方法时，需要根据具体的齿轮类型和加工要求来进行选择。
再次，齿轮加工的关键在于工艺控制。
在齿轮加工过程中，需要严格控制加工参数，包括切削速度、进给量、切削深度等。
同时，还需要选择合适的刀具和夹具，确保齿轮加工的精度和质量。
此外，还需要对加工过程进行监控和检测，及时发现和解决加工中的问题，确保齿轮加工的顺利进行。
最后，齿轮的加工方法在不断发展和完善。
随着科学技术的进步，新的齿轮加工方法不断涌现，如电火花加工、激光加工等。
这些新的加工方法不仅提高了齿轮加工的效率和精度，还拓宽了齿轮加工的应用范围。
因此，齿轮加工方法的研究和应用具有重要意义，对于提高齿轮加工的质量和效率具有重要的推动作用。
总之，齿轮的加工方法是机械加工领域中的重要内容，其质量和效率直接关系到机械设备的性能和使用寿命。
因此，对于齿轮加工方法的研究和应用具有重要的意义，值得我们深入探讨和研究。
希望本文对于齿轮加工方法有所帮助，谢谢阅读！。
齿轮齿形的加工工艺
铣齿机
用于加工各种类型的齿轮 ，包括直齿、斜齿和人字 齿。
刀具
滚刀
用于切削齿轮的齿槽。
插刀
用于切削直齿和斜齿圆柱齿轮。
铣刀
根据齿轮类型选择不同种类的铣刀。
量具与测量设备
千分尺
用于测量齿轮的尺寸精度和形位公差 。
杠杆表
光学显微镜
用于检测齿轮表面粗糙度和微观缺陷 。
用于测量齿轮的跳动量和齿距偏差。
03 齿轮齿形加工工艺方法
铣齿工艺
总结词
高效加工大型齿轮
详细描述
铣齿工艺是一种通过铣刀在齿轮毛坯上切削，形成齿形的加工方法。它适用于 加工大型齿轮，具有较高的生产效率和加工精度。
插齿工艺
总结词
适合加工直齿圆柱齿轮
详细描述
插齿工艺是利用插齿刀在齿轮毛坯上切削，形成直齿圆柱齿轮齿形的加工方法。 它具有切削速度快、加工精度高的特点，广泛应用于直齿圆柱齿轮的加工。
1.D 磨削工序同样用于提高齿轮的精度和表面光
洁度，而热处理则用于提高齿轮的硬度和抗 疲劳性能。同时，航空齿轮还需要进行一系 列的强度和疲劳试验，以确保其可靠性。
谢谢聆听
切削液的使用与管理
总结词
切削液在齿轮加工中起到冷却、润滑和清洗的作用，对提高加工质量和效率具有重要意 义。
详细描述
切削液的使用和管理需要注意以下几点：首先，要选择合适的切削液品种和浓度，以满 足加工要求；其次，要定期更换切削液，保持切削液的清洁度和浓度；最后，要采用一 些先进的切削液管理技术，如切削液过滤技术、切削液回收利用技术等，提高切削液的
磨削工序同样用于提高 齿轮的精度和表面光洁 度，而热处理则用于提 高齿轮的硬度和抗疲劳 性能。
航空齿轮加工工艺实例
齿轮加工误差产生的原因和消除方法
螺旋线偏差的说明：1、螺旋线偏差的评定范围Lβ除另有规定外，系指在轮齿两端处各减去下面两个数值中较小的一个以后的“齿线长度”，此两个数值为5％的齿宽或等于一个模数的长度。
2、使偏差量增加的偏向齿体外的正偏差，必须计算入误差值。
3、除另有规定外，对于负偏差，其允许值为评定范围Lβ规定的公差的3倍数。
4、螺旋线偏差是在齿轮端面基圆切线方向测量，如果在齿面的法向测量，应将测量值除以cosβb后再与公差值比较。
5、被测齿面的平均螺旋线是设计螺旋线的纵坐标减去一条斜直线的纵坐标后得到的曲线。
这条斜直线使得在评定范围内，实际螺旋线对平均螺旋线偏差的平方和最小。
因此，平均螺旋线的位置和倾斜可以用“最小二乘法”求得。
6、除另有规定外，螺旋线偏差应在沿齿轮圆周均布的不少于三个轮齿的两侧面的齿高中部进行测量。
齿廓（齿形）的说明：1、齿廓偏差在齿轮端平面内且垂直于渐开线齿廓的方向计算，若在齿面的法向测量，应将测量值除以cosβb后再与公差数值进行比较。
2、设计齿廓系指符合设计规定的齿廓，当物其他限定时，是指端面齿廓。
设计齿廓可以设备修正的理论渐开线，包括修缘齿形。
凸齿形等。
3、被测齿面的平均齿廓是设计齿廓线的纵坐标减去一条斜直线的纵坐标后得到的曲线。
这条斜直线使得在齿廓评定范围内，实际齿廓线对平均齿廓线偏差的平方和为最小。
因此，平均齿廓线的位置和倾斜可以用“最小二乘法”求得。
4、齿廓评定范围La系指可用长度L AE中的一部分，除另有规定，其长度等于从E点开始延伸刀有效长度L AE的92％。
对于L AE剩下的8％为靠近齿顶处的L AE与La之差。
在评定齿廓总偏差和齿廓形状偏差时，应遵守下述规则：①、使偏差量增加的偏向齿体外的正偏差，必须计算入误差值。
②、除另有规定外，对于负偏差，其允许值为评定范围La规定的公差的3倍数。
5、有效长度L AE系指可用长度对应于有效齿廓的那部分。
对于齿顶，其有与可用长度同样的限定（A点）。
齿轮加工误差分析及提高加工质量方法
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。