齒輪制造技術(shù)現(xiàn)狀 
隨著汽車制造業(yè)的發(fā)展，齒輪行業(yè)通過大量引進(jìn)高端設(shè)備使加工能力有了長(zhǎng)足的進(jìn)步與國(guó)際先進(jìn)水平已相當(dāng)接近。國(guó)產(chǎn)齒輪加工機(jī)床已基本形成了較完整的系列已開發(fā)出技術(shù)含量具有國(guó)際水準(zhǔn)的螺旋錐齒輪六軸數(shù)控磨床，但齒輪機(jī)床總體制造水平在精度、壽命、穩(wěn)定性、數(shù)控技術(shù)應(yīng)用等方面與歐美相比存在較大差距目前國(guó)內(nèi)齒輪加工行業(yè)的精加工特別是數(shù)控齒輪機(jī)床仍然以進(jìn)口設(shè)備為主。如德國(guó)普發(fā)特公司、瑞士萊斯豪爾公司的圓柱齒輪滾齒、磨齒機(jī)等，美國(guó)格里森公司、德國(guó)克林貝格公司（含原瑞士奧利康）的螺旋錐齒輪銑齒、磨齒、研齒機(jī)以及齒輪測(cè)量中心在國(guó)內(nèi)仍居顯著的優(yōu)勢(shì)地位。 
齒輪加工要根據(jù)不同結(jié)構(gòu)及精度需要采用不同的工藝。鑒于設(shè)備投資大，工藝方式的選擇（如表1）通常都充分考慮已有資源。齒輪加工過程中的微小變形及工藝穩(wěn)定性控制相對(duì)復(fù)雜，毛坯鍛造后大多要采用等溫正火，以期獲得良好的加工性能和趨勢(shì)性變形的均勻金相組織：對(duì)于精度要求不高的低速圓柱齒輪可以熱前剃齒而熱后不再加工：圓柱齒輪熱后加工根據(jù)條件有琦齒和磨齒不同方式的選擇，晰齒成本低但齒形修正能力弱，磨齒精度高但成本高：修緣和鼓形齒修形工藝能夠顯著降低齒輪嚙合噪聲和提高傳動(dòng)性能，目前被廣泛采用。直齒錐齒輪主要用于差速器由于速度低精度要求相對(duì)較低，目前推薦采用精鍛齒輪。螺旋錐齒輪加工計(jì)算和機(jī)床調(diào)整，以往非常復(fù)雜和耗時(shí)的手工操作已被現(xiàn)代專用軟件和計(jì)算機(jī)程序所取代，有限元分析的引入使工藝參數(shù)設(shè)計(jì)更為可靠和便捷：螺旋錐齒輪熱后加工主要有研齒和磨齒兩種，由于磨齒的成本高、效率低且有局限性而目前大多采用研齒，研齒幾何上的修正能力很弱，因此螺旋錐齒輪的從動(dòng)齒輪多采用滲碳?jí)捍愎に?。齒輪材料及其熱處理技術(shù)發(fā)展是齒輪加工中對(duì)變形控制具有挑戰(zhàn)性的課題。

齒輪加工中測(cè)量技術(shù)的同步發(fā)展對(duì)齒輪制造水平的提高同等重要。傳統(tǒng)的幾何測(cè)量與綜合測(cè)量方法由于三坐標(biāo)技術(shù)的發(fā)展以至齒輪測(cè)量中心的出現(xiàn)而在測(cè)量精度、效率、范圍等方面得到極大改善。齒廓空間形面測(cè)量成為現(xiàn)實(shí)（如圖1）使螺旋錐齒輪計(jì)算、加工、測(cè)量、反饋調(diào)整可在數(shù)控系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)閉環(huán)。

重要的技術(shù)研究方向 
1.數(shù)值分析技術(shù) 
作為幾何描述的漸開線、擺線等基干嚙合原理或共扼特性的理論研究起于18世紀(jì)初，將其轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)即世界上出現(xiàn)第一臺(tái)齒輪加工機(jī)床距今也有近百年歷程。發(fā)展至今雖然切齒原理并未產(chǎn)生本質(zhì)變化，但在應(yīng)用工程領(lǐng)域無論是圓柱齒輪還是螺旋錐齒輪其制造能力都取得了長(zhǎng)足進(jìn)步主要表現(xiàn)在加工機(jī)床、檢測(cè)手段、計(jì)算分析技術(shù)等方面，其核心推動(dòng)力是計(jì)算機(jī)數(shù)字技術(shù)的快速發(fā)展。因此，齒輪進(jìn)入實(shí)際加工前，充分考慮制造因素影響的數(shù)值分析（CAE）技術(shù)的研究和應(yīng)用成為重要課題。 
數(shù)值分析技術(shù)是個(gè)比較大的概念，借助不同的專業(yè)軟件可進(jìn)行結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)、工藝成形等分析。有效的分析可以獲得如下效果。 
a.延伸和提升設(shè)計(jì)方法和思路。通過分析對(duì)強(qiáng)度、壽命的預(yù)測(cè)可使單純的幾何設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)變?yōu)榭煽啃栽O(shè)汁；加速由二維CAD轉(zhuǎn)變?yōu)槿S實(shí)本進(jìn)而實(shí)現(xiàn)數(shù)值模型設(shè)計(jì)。 
b.最大限度地降低試制、試驗(yàn)成本，縮短開發(fā)周期。通過分析提高試制、試驗(yàn)“一次成功率”。 
C.生產(chǎn)時(shí)獲得可靠的齒輪結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)和正確的工藝調(diào)整數(shù)據(jù)。通過驗(yàn)證使分析數(shù)據(jù)模型得到預(yù)期性能目標(biāo)的優(yōu)化以指導(dǎo)生產(chǎn)，另一方面生產(chǎn)過程中針對(duì)市場(chǎng)進(jìn)行齒輪結(jié)構(gòu)的適應(yīng)性更改時(shí)通過數(shù)值分析做可行性判定。 
齒輪數(shù)值分析的有效性需通過試驗(yàn)進(jìn)行規(guī)律性驗(yàn)證，以判斷其置信度水平是否滿足實(shí)際要求否則將不具實(shí)用意義。數(shù)值分析的有效性取決于計(jì)算數(shù)學(xué)模型的準(zhǔn)確性、幾何實(shí)體模型的精確程度、各種可知邊界條件輸入數(shù)據(jù)的正確與否。計(jì)算數(shù)學(xué)模型依賴于合適的軟件，目前有LS-DYNA（非線性）、NASTRAN（線性）、ABAQUS（非線性）、FEMFET（疲勞）、ADAMS（多剛體）、ANS丫S（非線性）等不同用途的較多可行選擇：圓柱齒輪易于獲得幾何實(shí)體數(shù)值模型，對(duì)于螺旋錐齒輪的齒廓曲面以往很難獲得精確的實(shí)際模型，現(xiàn)在已能夠?qū)崿F(xiàn)（如圖2）：對(duì)于各種可知邊界條件中，材料PSN曲線、熱處理狀態(tài)、摩擦因數(shù)等主要性能數(shù)據(jù)可通過試驗(yàn)測(cè)試獲得，而對(duì)于潤(rùn)滑、溫度、相對(duì)滑移速度等一些重要數(shù)據(jù)的獲得尚需開展深入研究。