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目前，國內對面齒輪的精加工還處于初級階段，商業化的面齒輪加工機床還未推出。針對國內面齒輪加工現狀，本文提出基于通用五軸聯動加工中心碟形砂輪單分度磨削的加工方法來實現面齒輪的磨齒加工，該方法對于普及面齒輪的精加工，豐富和擴展通用數控加工中心的功能具有重要的現實意義。

面齒輪的碟形砂輪磨削加工原理

面齒輪理論齒廓如圖 1 所示。從圖 1 中可以看出，由于齒面沿齒寬方向壓力角不同而出現齒廓變尖的情況，因此，無法使用成形刀具進行加工，只能采用展成法進行磨削加工，其加工原理是通過碟形砂輪和齒坯模擬面齒輪副的嚙合過程來實現齒面的磨削加工。

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面齒輪的碟形砂輪展成法磨削加工過程如圖 2 所示。從圖 2a) 中可以看出，碟形砂輪繞自身軸線 Xw 高速旋轉作切削運動，其軸截面形狀與插齒刀齒廓形狀一致，模擬插齒刀( 虛線所示) 的一個齒。從圖 2b) 中可以看出，面齒輪齒坯繞自身軸線 Z2 旋轉，與此同時，碟形砂輪繞虛擬插齒刀( 產形輪) 軸線 Ys 作旋擺運動，當 2 種運動按照某一固定傳動比傳動時，即可實現面齒輪齒廓的展成磨削加工；當一個輪齒磨削完成后，面齒輪齒坯隨機床工作臺旋轉一個分度，加工下一個齒廓，如此逐齒磨削，后完成面齒輪所有齒面的加工。

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行星傳動組件不僅要考慮齒輪的接觸和彎曲強度達到使用要求，同時根據已有的設計經驗還要滿足以下幾方面的要求：①行星輪內裝軸承的承載能力滿足使用要求;②太陽輪齒數和內齒輪齒數之和是行星輪齒數的整數倍;③太陽輪齒數不小于 15;④太陽輪的扭轉應力不大于 70 MPa;⑤減速器的輸入轉速與配對使用的兩級行星齒輪減速器的輸入轉速轉差小于3 r/min，因此減速器低速級行星傳動主參數的確定是減速器設計的難題。

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與普通齒形相比，雙圓弧齒廓增加了齒輪的嚙合對數，減少了普通齒輪嚙合時尖點和干涉情況的發生，顯著提高了齒輪的嚙合效率。同時，其承載能力高，使用壽命長，可以在高速度、高負荷環境下工作。雙圓弧齒輪是抽油機減速器的重要部件，使用一段時間后會不可避免地產生破損，直接報廢更換新齒輪需要花費較高的費用。齒輪的破損形式主要有斷齒、齒面剝落等。針對這些問題，目前的修復方案是對損傷程度較小、有修復價值的雙圓弧齒輪進行激光熔覆或者對齒輪進行堆焊，由于修復后的齒輪齒廓不標準，必須對它進行切削加工，使再制造雙圓弧齒輪恢復原有的使用性能及精度。

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