在齒輪加工中，滾齒齒形誤差對后續(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。本文僅就滾齒時滾刀對中性產(chǎn)生的齒形誤差作一分析。
滾齒過程可視為被切齒輪與假想齒條作無側(cè)隙嚙合的過程。滾齒時，齒輪的端面漸開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，該夾角的頂點與理論漸開線之間沿漸開線法線方向形成的距離稱為棱度，△H 是滾齒時必然產(chǎn)生的原理誤差。將形成棱度的夾角頂點用直線連接起來，即形成端面齒形上的漸開線，每個頂點在端面上對應(yīng)一個齒形角，在齒寬方向形成一條直線。
滾刀對中性是指將滾刀安裝在刀桿上時，滾刀任意一齒(或齒槽)的對稱軸線與齒坯中心線的重合程度。下面分別分析滾刀對中與不對中兩種情況對齒形誤差的影響。
1) 在滾刀對中的情況下，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M1、M2左右對稱，其嚙合線的交點P1在滾刀及齒坯的中心線上。此時，形成棱度的切點在輪齒端面左右側(cè)齒形上呈對稱分布，齒廓左右側(cè)所對應(yīng)的棱度值△H 完全相等且對稱，端面齒形的左右側(cè)(包括形成齒廓曲線的折線)也完全對稱，對應(yīng)的DS 值也完全相同且呈對稱分布。由此可知，此時形成的齒形誤差也是對稱分布的。
2) 在滾刀不對中的情況下，滾刀在刀桿上的位置難以確定，滾刀中心線相對于齒坯中心線會偏移一定角度，滾刀齒槽左右兩側(cè)刀刃與齒坯的切點M3、M4不再呈對稱分布，而是錯開了一段距離，其嚙合線的交點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(即切削點)相對于節(jié)點與齒輪中心線的連線不對稱。此時，形成棱度的切點在端面齒形的左右側(cè)上呈不對稱分布，所對應(yīng)的棱度值既不相等也不對稱。顯然，端面齒形的左右側(cè)(包括構(gòu)成齒廓曲線的折線)均不對稱。圖5 所示即為滾刀未對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)出的整個漸開線曲線是對稱的，但包絡(luò)出漸開線曲線的各段折線及各頂點位置均不對稱。此時，棱度所在的左右側(cè)齒形上對應(yīng)點的齒形角不相等，每一對應(yīng)點的齒形角對應(yīng)的棱度值以及對應(yīng)的△S 值也不相同。由此可知，此時形成的齒形誤差既不對稱，也不相同。
由上述分析可知，滾刀對中性對齒形的對稱性影響極大。滾齒后齒形不對稱將導(dǎo)致剃齒過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，還會降低機床使用精度。因此，在齒輪(尤其是少齒數(shù)齒輪)的滾齒加工中，應(yīng)盡量保證滾刀對中性。
