在齒輪加工中，滾齒齒形誤差對(duì)后續(xù)加工(特別是剃齒加工)的精度及刀具壽命有較大影響。滾齒齒形誤差的種類及產(chǎn)生原因較多，滾刀的齒形角誤差、機(jī)床的分度誤差、刀具安裝誤差等均可能引起齒形誤差。本文僅就滾齒時(shí)滾刀對(duì)中性產(chǎn)生的齒形誤差作一分析。
滾齒過(guò)程可視為被切齒輪與假想齒條作無(wú)側(cè)隙嚙合的過(guò)程。滾齒時(shí)，齒輪的端面漸開(kāi)線齒形由一些非連續(xù)的折線包絡(luò)而成(如圖1 所示)，折線與折線之間形成一夾角，該夾角的頂點(diǎn)與理論漸開(kāi)線之間沿漸開(kāi)線法線方向形成的距離稱為棱度，△H 是滾齒時(shí)必然產(chǎn)生的原理誤差。將形成棱度的夾角頂點(diǎn)用直線連接起來(lái)，即形成端面齒形上的漸開(kāi)線，每個(gè)頂點(diǎn)在端面上對(duì)應(yīng)一個(gè)齒形角，在齒寬方向形成一條直線。
滾刀對(duì)中性是指將滾刀安裝在刀桿上時(shí)，滾刀任意一齒(或齒槽)的對(duì)稱軸線與齒坯中心線的重合程度。下面分別分析滾刀對(duì)中與不對(duì)中兩種情況對(duì)齒形誤差的影響。
1) 在滾刀對(duì)中的情況下，滾刀中心線與齒坯中心線重合，滾刀齒槽左右兩側(cè)刀刃與齒坯的切點(diǎn)M1、M2左右對(duì)稱，其嚙合線的交點(diǎn)P1在滾刀及齒坯的中心線上。此時(shí)，形成棱度的切點(diǎn)在輪齒端面左右側(cè)齒形上呈對(duì)稱分布，齒廓左右側(cè)所對(duì)應(yīng)的棱度值△H 完全相等且對(duì)稱，端面齒形的左右側(cè)(包括形成齒廓曲線的折線)也完全對(duì)稱，對(duì)應(yīng)的DS 值也完全相同且呈對(duì)稱分布。由此可知，此時(shí)形成的齒形誤差也是對(duì)稱分布的。
2) 在滾刀不對(duì)中的情況下，滾刀在刀桿上的位置難以確定，滾刀中心線相對(duì)于齒坯中心線會(huì)偏移一定角度，滾刀齒槽左右兩側(cè)刀刃與齒坯的切點(diǎn)M3、M4不再呈對(duì)稱分布，而是錯(cuò)開(kāi)了一段距離，其嚙合線的交點(diǎn)P2在齒坯中心線上而不在滾刀中心線上，即刀刃與嚙合線的交點(diǎn)(即切削點(diǎn))相對(duì)于節(jié)點(diǎn)與齒輪中心線的連線不對(duì)稱。此時(shí)，形成棱度的切點(diǎn)在端面齒形的左右側(cè)上呈不對(duì)稱分布，所對(duì)應(yīng)的棱度值既不相等也不對(duì)稱。顯然，端面齒形的左右側(cè)(包括構(gòu)成齒廓曲線的折線)均不對(duì)稱。圖5 所示即為滾刀未對(duì)中情況下模擬滾齒狀態(tài)所形成的各段折線。雖然最終包絡(luò)出的整個(gè)漸開(kāi)線曲線是對(duì)稱的，但包絡(luò)出漸開(kāi)線曲線的各段折線及各頂點(diǎn)位置均不對(duì)稱。此時(shí)，棱度所在的左右側(cè)齒形上對(duì)應(yīng)點(diǎn)的齒形角不相等，每一對(duì)應(yīng)點(diǎn)的齒形角對(duì)應(yīng)的棱度值以及對(duì)應(yīng)的△S 值也不相同。由此可知，此時(shí)形成的齒形誤差既不對(duì)稱，也不相同。
由上述分析可知，滾刀對(duì)中性對(duì)齒形的對(duì)稱性影響極大。滾齒后齒形不對(duì)稱將導(dǎo)致剃齒過(guò)程中剃齒刀刀齒左右側(cè)受力不均勻，直接影響剃齒加工齒形誤差和剃齒刀使用壽命，還會(huì)降低機(jī)床使用精度。因此，在齒輪(尤其是少齒數(shù)齒輪)的滾齒加工中，應(yīng)盡量保證滾刀對(duì)中性。
