隨著對(duì)轎車(chē)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)功率、扭矩和行駛舒適性要求的不斷提高，變速器的檔位數(shù)也在不斷增加。由于變速器的體積和質(zhì)量都不能增加，這就加重了變速器齒輪的工作負(fù)擔(dān)。所以齒輪加工時(shí)就要在減小公差的同時(shí)優(yōu)化齒輪表面接觸性能，并為齒輪設(shè)計(jì)預(yù)留更大的自由空間。

慕尼黑GLEASONHURTH公司市場(chǎng)負(fù)責(zé)人THOMASM。W。SCHOLZ先生指出：“轎車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的功率密度在近年來(lái)明顯增大?！睂?duì)于轎車(chē)變速器來(lái)講，這就意味著其所承受負(fù)載的急劇增加。而更嚴(yán)重的是變速器的檔位數(shù)量也越來(lái)越多。由于變速器的體積和質(zhì)量都不能再繼續(xù)增加，因此就要求負(fù)載增加的同時(shí)減小齒輪體積。在現(xiàn)代化轎車(chē)的變速器中應(yīng)用最多的是漸開(kāi)線(xiàn)圓柱斜齒輪。

齒輪材料的承載能力已達(dá)極限

GLEASONHURTH公司研發(fā)部領(lǐng)導(dǎo)人ANTOINETüRICH博士說(shuō)道：“對(duì)設(shè)計(jì)者來(lái)講，這也就意味著他所設(shè)計(jì)的齒輪齒面必須能夠承受更高的負(fù)載?！睘榱肆私恺X輪齒面所承受的力的大小，就必須清楚地知道在進(jìn)行動(dòng)力傳動(dòng)的過(guò)程中相互接觸的齒的數(shù)量。在傳動(dòng)過(guò)程中只有非常少的齒面表面能夠相互接觸，這也就是所謂的表面接觸區(qū)。

齒輪就是利用這個(gè)非常小的接觸面來(lái)傳遞整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力。為滿(mǎn)足設(shè)備對(duì)同規(guī)格或更小規(guī)格的齒輪提出的更高要求，工程師們?cè)鴩L試在新的變速器設(shè)計(jì)中使用承載能力更強(qiáng)、價(jià)格更高的材料來(lái)制造齒輪。然而考慮到汽車(chē)成本的因素，這種嘗試往往都沒(méi)有好的結(jié)果。

重視加工精度

SCHOLZ先生建議：“可以通過(guò)改進(jìn)齒面設(shè)計(jì)和制造工藝來(lái)提高齒輪的承載能力?！痹诩訌?qiáng)齒輪承載能力的諸多因素中，有兩點(diǎn)起到了決定性意義。第一是減少齒面幾何形狀與設(shè)計(jì)的理論形狀的誤差；第二是避免齒面的“棱角接觸”。這兩點(diǎn)都可通過(guò)減小齒輪的制造公差來(lái)實(shí)現(xiàn)，而這也給齒輪生產(chǎn)制造工藝帶來(lái)了深刻影響。齒輪生產(chǎn)廠家在加工高承載齒輪時(shí)一般都采用淬火后精加工的工藝方案，但在這里最合適的生產(chǎn)工藝是齒輪磨削。

TüRICH先生解釋說(shuō)：“在硬質(zhì)材料齒輪的精加工中，工程師可以通過(guò)正確設(shè)計(jì)齒面的幾何形狀來(lái)精確補(bǔ)償由負(fù)載引起的材料變形。”

硬質(zhì)材料齒輪設(shè)計(jì)的第一步是確定受力后的齒面形狀與理論漸開(kāi)線(xiàn)在壓應(yīng)力（赫茲接觸應(yīng)力）作用后的差異。齒面鼓形通過(guò)砂輪刀精磨成形，這在變速器的設(shè)計(jì)階段就已經(jīng)確定。

若齒面受力變形可通過(guò)齒面修形使齒面母線(xiàn)受力嚴(yán)重的區(qū)域凸起，確定接觸磨合部位，并通過(guò)恰當(dāng)?shù)倪\(yùn)動(dòng)控制實(shí)現(xiàn)這一目的。

解除幾何形狀的限制

齒輪齒面的受力重疊，即從齒面左側(cè)到右側(cè)幾何形狀重疊的“扭曲變形”，一直沒(méi)有受到工程師的足夠重視。這種重疊的出現(xiàn)是螺旋角和齒面母線(xiàn)鼓形共同作用的結(jié)果。在對(duì)圓柱斜齒輪進(jìn)行加工時(shí)，砂輪的加工軌跡只能沿齒面母線(xiàn)方向進(jìn)行。

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TURICH先生總結(jié)道：“為了避免這種齒面受力重疊或者有目的的對(duì)齒面重疊施加影響，可以通過(guò)改變磨削刀具理論中沿軸向變化了的嚙合角來(lái)實(shí)現(xiàn)?！?span style="FONT-SIZE: 11pt">

但是這就帶來(lái)了一個(gè)新的問(wèn)題，即尋找能夠完成此砂輪修整任務(wù)的砂輪修整刀。由于對(duì)變速器齒輪極高的精度要求，所以在相對(duì)較短的時(shí)間內(nèi)用常規(guī)刀具或成型砂輪修整刀是不能完成這項(xiàng)任務(wù)的。市場(chǎng)上嘗試?yán)眯拚逗线m的基本形狀和復(fù)雜的多軸運(yùn)動(dòng)控制來(lái)實(shí)現(xiàn)此項(xiàng)任務(wù)的解決方案，都因達(dá)不到齒輪極為嚴(yán)格的公差要求在應(yīng)用中受到了諸多限制。

由GLEASON公司研發(fā)成功并申請(qǐng)了專(zhuān)利保護(hù)的ANTI－TWIST技術(shù)就解決了上述齒面重疊問(wèn)題。其利用不精密圓柱形螺桿在齒面嚙合角的作用，將砂輪修整刀普通的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)與準(zhǔn)確定義的空心形狀疊加在一起。這樣一來(lái)，不僅可以避免齒面重疊，還有可能實(shí)現(xiàn)沿正方向或負(fù)方向的進(jìn)給。ANTI－TWIST技術(shù)不會(huì)對(duì)設(shè)備的生產(chǎn)能力有所限制，而且還可以方便的在原有設(shè)備TWG系列磨齒機(jī)上補(bǔ)裝。這也為新一代齒輪變速器的設(shè)計(jì)提供了更大的自由空間。