目前，在驅動電機方面，已能制造出轉子直徑為0.5mm、外徑為幾毫米的微型電機。但是由于這種微型電機速度高、扭矩小，要充分發(fā)揮其性能，則需在電機和負載(執(zhí)行元件)之間加入傳動比為幾百的微型
減速器。而在各種傳動機構中，
齒輪傳動是最為常用的。因此，要使減速器微型化，有必要實現(xiàn)齒輪的微型化。
jF ^~p9z *7CV^mDm 下面對微型齒輪的制造方法、小笠原株式會社的小型齒輪和其加工刀具的有關
機械加工技術予以介紹。
)WRLBFi3 R<\F:9 微型齒輪的制造方法：
%eX{WgH h]. <t& 1、滾刀滾削加工
|jI# "LbF '8Q]C*Z 通常采用滾刀在滾齒機上切制齒輪。微型齒輪(m0.1以下)滾齒加工時，滾刀的齒形必須進行微加工。因為齒形微小，除滾刀齒形誤差外，滾刀的孔徑跳動、端面跳動、周節(jié)等誤差都將對微型齒輪的精度有很大的影響。而加工用的滾齒機、工件主軸、刀具主軸、工件分度機構及工件
夾具等諸多方面的精度、剛度以及滾刀和工件的安裝精度等等，都會影響微型齒輪的制造精度，因此，有必要提高制造系統(tǒng)總的綜合精度。在此基礎上，再選擇易切削的材料，就可較容易地實現(xiàn)批量生產(chǎn)模數(shù)相同、品種不同的微型齒輪。
>.Chl$)< {@eJtF+2 2、注射成型塑料齒輪
{IxA)v-` Z, sv9{4r 利用注射成型法加工的塑料齒輪，由于能在短時間內(nèi)實現(xiàn)大批量生產(chǎn)，因此多用于辦公室機器、家用電器等較輕載荷下使用的齒輪。近年來，在注射成型技術不斷提高、注塑材料性能不斷改進的同時，注塑成型齒輪的精度也大幅提高，注塑齒輪用
模具的精度和注射成型技術均為影響注射成型法的重要因素。在制作模具時，主要采用線切割和電火花加工。但由于所使用的線徑、成型電極的放電間隙等因素的影響，限制了微型齒輪模具精度的提高。模具也可采用電鑄方法制造。電鑄所用的基準齒輪，采用切削或磨削加工可提高其精度�；鶞始X輪可電鍍加厚。通過化學溶解，由陽(凸)的基準件得到陰(凹)的模具。因基準件齒輪的精度高、電鍍處理不會產(chǎn)生變形等原因，因此有可能制作出精度較高的微型齒輪模具。由于采用基準件，借助化學溶解法，可以加工出形狀復雜的模具來，除直齒輪、斜齒輪外，錐齒輪、端面齒輪、蝸桿、蝸輪等各種不同類型的模具都能制造。使用高精度模具，使塑料微型齒輪的大規(guī)模生產(chǎn)成為可能。但由于其齒形小、受力容易變形等原因，在大載荷傳動且傳動精度要求高的場合，采用強度大的金屬齒輪更為有利。
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( 3、金屬燒結制作法
%-)H^i~]% $;1#To 金屬粉末在模具中高壓成型后，進行高溫燒結固化而成的燒結金屬齒輪(粉末冶金齒輪)，其機械強度比塑料齒輪高，在中等載荷條件下使用。模具成型法適于大批量生產(chǎn)。但模具成形后，經(jīng)過高溫燒結，變形很大，因此要達到必要的精度，在燒結后齒輪還要進行精加工。由于齒形微小，微型齒輪的精加工比較困難，加之金屬粉末的金屬顆粒較大，從而限制了其形狀精度和表面光潔度的提高。成型模具若采用上文注射成型塑料齒輪中所提到的基準齒輪電極電解加工方法，其加工出的齒輪精度就有可能提高。
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t wT;0w3.Z 4、其它制造方法
wN@oYFoL 3kw,(-'1 采用
半導體制造法、光蝕法或
激光加工法均可制造微型齒輪。光蝕法可以試制出幾十微米大小的微型齒輪，拉刀可以拉制內(nèi)齒輪等。今后微型齒輪的需求越來越多，新的制造方法和批量生產(chǎn)技術也將不斷出現(xiàn)。
x.7]/ ) }Ga\wV 5、微型齒輪的試制
6N!Q:x^4(T \]</w5 Pi, 小笠原株式會社采用公司現(xiàn)有的滾刀切削加工技術，進行了可能達到的最小模數(shù)微型齒輪的試制。
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{p%<r{ 使用滾刀的主要參數(shù)：模數(shù)m：0.01，壓力角a：20°，齒溝數(shù)：12，外徑OD：Ø25mm，內(nèi)孔直徑：Ø10mm，滾刀寬度：8mm，材質：硬質合金。
$w)!3c4 `P@T$bC 滾刀精度：按公司3A級滾刀精度制造。蔡司公司的萬能工具
顯微鏡(UMM200)測量齒輪；端面跳動等用公司的無線電測微儀ESM-01測量。
iIMd!Q.)@ n,jKmA 試制微型齒輪的主要參數(shù)：模數(shù)m：0.01，壓力角a：20°，齒型：漸開線，齒數(shù)Z：100，外徑OD：Ø1.02mm，材質：B.S。
p2ogn}` T ? $:'XJ 由于接觸式齒輪測量儀不能測量m0.3以下的齒輪，故在200倍投影儀上用放大圖來檢測，該測量方法的齒形精度可達2～3µm。使用高精度滾刀和改造的高精度滾齒機，可將滾刀和工件的安裝精度控制在1µm以內(nèi)。對制造出的微型齒輪進行檢測，結果表明，滾切加工能夠用來制造高精度微型齒輪。
s %qF/70' !Y$h"<M 為了進一步研究微型齒輪的實用價值，進行了微型齒輪副嚙合損耗的測量。試驗結果表明，在適當?shù)臐櫥绞较�，其結果和普通尺寸的齒輪處于同等水平。
W}m)cn3@ c9HrMgW 6、采用微型端面齒輪試制端齒減速器
UYk/v]ZA h}*/ Ge]aM 對微型齒輪嚙合效率的測量，證實了它有實用化的可能性，繼而利用微型端面齒輪和小齒輪試制了變異行星齒輪減速器。由于微型化后機械零件的加工精度相對變差，因而需使所開發(fā)的微型減速器的機構對精度不敏感。為此，減速器各個零件的軸向位置將根據(jù)齒輪嚙合部位調節(jié)的狀況而定。試制的減速器利用軸向位置調整實現(xiàn)了無側隙傳動。
&,}j #3< G}:w@}h/ 試制減速器所采用齒輪的參數(shù)如下：m：0.05，a：20°，Z1：100，Z2：21，Z3：102，Z4：100(Z1、Z3、Z4是端面齒輪，Z2是小齒輪)，外徑：Ø6.6mm，全長：7.4mm，減速比約為1∶101，傳遞扭矩、減速比與總功率的關系式如下：
gbI^2=YT' D>HOn^ 輸入扭矩：ti＝1
b<a4'M ]"t@-PFX< 輸出扭矩：to＝(h1h2Z4/Z1+h2h3Z4/Z3)/(1-h2h3Z4/Z3)
S0B|# O%Z \SN&G `o< 速比：µ＝(Z4/Z1+Z4/Z3)/(1-Z4/Z3)＝101
ruc++@ J@ W }8'Pf 總效率：[(1-Z4/Z3)/(Z4/Z1+Z4/Z3)]×(h1h2Z4/Z1+h2h3Z4/Z3)/(1-h2h3Z4/Z3)＝0.425(式中h1，h2，h3=0.987)
>[9 J?H ).Fpgxs 7、加工內(nèi)齒輪用拉刀的試制
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