1、 概概 述述 齿轮是机械行业量大面广的基础件，广泛应用于机床，汽车，摩托车，农机，建筑机械，工程 机械，航空，兵器，工具等领域，而且对加工精度，效率和柔性提出了越来越高的要求。齿轮加工 技术的发展有四个阶段，分别是：公元前 400-200 年的手工制作阶段，18 世纪后的机械仿形阶段， 19 世纪后的机械范成加工阶段以及 20 世纪 80 年代至今的数控技术加工阶段。 齿轮现在在国内绝大部分仍采用普通机床加工， 精度难以提高。 据有关资料显示， 到 1995 年底， 我国拥有齿轮机床 79485 台，其中数控齿轮加工机床仅 385 台。齿轮加工机床设备陈旧，其中 53 的机床已使用 16 年以
2、上，已使用了 615 年的机床占 31，只有不到 16的机床使用年限不到 15 年。而对齿轮特别是汽车齿轮制造要求也不断提高，在我国，由于齿轮的质量不能达到图纸要求， 致使齿轮箱噪音大，寿命短，从而严重制约了整机的质量，这点在汽车行业表现得尤为严重。为了 满足对齿轮加工中质量和加工效率得要求，从 1995 年以来大量进口数控齿轮加工机床。 近几年，齿轮加工技术在发展的过程中涌现了一些新工艺：磨料流光整加工工艺，磨-珩联合 工艺。相信在不久的将来，齿轮加工技术必定会朝着数控化、智能化、高速化、集成化、环保化的 方向发展。 本文主要介绍磨齿技术的应用。 磨齿加工技术最新发展现状 采用磨齿加工的齿轮
3、具有低传动噪音、高传动效率和长使用寿命的优点。磨齿加工曾被认为是 一种用于航空或其它高技术领域的昂贵齿轮加工手段。现在，由于磨齿机的效率提高了，砂轮性能 也更好，高额成本得以大幅下降。由此，磨齿加工已开始大规模应用于齿轮加工中。 磨齿机经过如下的一系列的重大改进，使得效率提高了很多。 （1）机载测量 许多磨齿机因配备了机载测量系统而变得更为精确。优于使用了在机测量，不必将齿轮从工 作台上拆卸下来送到其它地方去检测，避免了再加工时的二次安装误差。加工时，先由机载测量系 统初步分析齿轮，再将实测参数与理论设计参数对比，求出所需修正量，控制系统采集到这些修正 数据后自动调整磨齿加工状态，然后再进行磨
4、齿和测量。如此反复循环，直至达到所需的精度要求。 一体化机载测量和机载修正系统使现代磨齿机更加高效。 （2）直驱电机 近年来，结构紧凑的直驱电机在砂轮主轴和齿轮工件主轴上的使用日渐增加。直驱主 轴可避免传动链误差。因此，在“修砂轮磨齿轮”循环中运用直驱电机，并配以较好的砂轮和多 轴联动控制，可消除切削纹、偏畸几何形状、齿轮使用噪音的高频误差及有害振动。 （3）自动化 “自动化”一词越来越多地应用于磨齿加工特别是流程化生产中，包括工件安装、换 刀以及与工件流程同步的库存分类等。自动化消除了机器空转时间并有利于减少工序间等待时间。 （4）磨齿机软件 基于 Windows 的软件也像应用于个人计算机
5、一样，广泛应用于今天的磨齿机中（如基 于 Windows 的设计系统和数控系统）。以前只能以纸绘图，现在，图形界面和算法软件相结合的设 计加修正软件包可使齿轮几何尺寸设计程序化和局部制造仿真化。 驱动、滚珠丝杠和位置传感器三者间的高精度闭环控制因软件的应用而得以实现。许 多新一代磨齿机的部件配有与驱动单元分离的位置传感器，因而具有更高的精度和热稳定性。绝对 式位移传感器和绝对编码技术保证了在高定位精度前提下，反馈数据的高速传输和机床传动的稳定 性。 （5）新材料砂轮 先进的陶瓷结合剂砂轮和电镀立方氮化硼（CBN）砂轮有着同样高的生产效率。由于 “混合颗粒”型合成物中使用了新材料以及粘接工艺的进
6、步，提高了陶瓷结合剂砂轮的强韧性、形 状精度保持力、材料切除力和耐用性。这些优异性能来源于高性能颗粒结构和增大的孔隙度。同时， 良好的颗粒结构减少了磨削压力，降低了磨削温度。 （6）磨削费用的降低 如今，磨齿成本大幅下降，其原因很多，如基于模块化设计的高性价比机型、数控 系统、流程化生产等，即使是综合了前述所有先进技术的磨齿机也比以前的机型便宜得多，大批量 生产使单件生产周期比以前缩短了 50%70%，损耗品（砂轮和金刚石修正器等）成本也大幅下降。 第一章齿轮的设计第一章齿轮的设计 1.11.1 齿轮的基础知识齿轮的基础知识 1.1.11.1.1 齿轮的基础知识齿轮的基础知识 （1）齿轮机构的优点有：1）齿轮机构传别可达 100000kw、300m/s。 2）齿轮机构的传动比恒定， 寿命长，工作可递的功率和圆周速度分靠性高。 3）齿轮机构能够实现平行轴和不平行轴之间的传 动。 （2）齿轮机构的缺点有：1）齿轮机构得制造成本过高。 2）齿轮机构不适用于远距离的传动。 3） 低精度齿轮会产生有害的冲击，噪音和振动。 1
