齒距和徑向圓跳動引起的臺階問題及解決方案

（1）單個齒距誤差Fp和相鄰齒距誤差fu過大引起的臺階問題。

 分析：此類問題通常發(fā)生在粗加工工序中，最為典型的是滾齒工藝。當零件齒數(shù)較少，滾刀采用多頭，特別是零件齒數(shù)與滾刀頭數(shù)能夠互約（如零件齒數(shù)為14，滾刀頭數(shù)為2），則問題發(fā)生的概率非常大。如圖15所示，案例中的零件每個輪齒的中心偏離其理論齒形的中心位置，在后續(xù)精加工過程中，遠離中心線一側(cè)的齒厚加工余量會變多，則會導(dǎo)致齒輪根部臺階的產(chǎn)生。

圖15 fp和 fu導(dǎo)致的臺階問題

解決方案：需從滾刀的設(shè)計著手，在加工節(jié)拍允許的條件下，盡量采用較少的頭數(shù)；如果節(jié)拍要求很高，頭數(shù)必須多頭，則需提高滾刀的制造精度，或進一步采用成本較高的全磨齒廓工藝。

（2）累積誤差和徑向圓跳動過大引起的臺階問題。

分析：此類問題通常發(fā)生在熱處理后精加工工藝（磨齒、珩齒）中，問題報告如圖16所示，表現(xiàn)形式為同一齒側(cè)既有挖根又有臺階。

主要原因還是熱處理后的齒距累積誤差Fp和徑向圓跳動誤差產(chǎn)生了較大的變化，如圖17所示。綜合累積誤差在臺階問題上的表現(xiàn)形式與單個齒距誤差類似，經(jīng)過一圈的齒距累積后，加上徑向圓跳動帶來的影響，個別輪齒的中心線會大大偏離其理論齒形的中心位置。如圖18所示。

精加工后（磨齒）的零件也會有綜合累積誤差和徑向圓跳動誤差，倘若兩者的曲線趨勢與加工前的狀態(tài)剛好相反，則部分輪齒產(chǎn)生臺階的可能性將大大增加。

圖16 徑向圓跳動引起的臺階問題

圖17 誤差報告結(jié)果

圖18 Fp和Fr影響下的偏離理論齒形 

解決方案：需根據(jù)零件熱處理變形的形式，優(yōu)化工藝過程的齒輪切削參數(shù)；優(yōu)化與加工基準孔和端面相關(guān)的定位夾持方式；或者優(yōu)化熱處理工藝參數(shù)和工裝定位方式；如有必要甚至需要優(yōu)化齒輪的材料品種和結(jié)構(gòu)設(shè)計。 綜上所述，只有將熱變形不規(guī)律的原因找到，才能有針對性地控制熱變形形式，將熱變形量減少到最低程度，齒根的臺階問題也將隨著熱變形量的減少而減少，直至消失。

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