齒輪的發(fā)展及特點(diǎn)

齒輪是一種輪緣上有齒且能連續(xù)嚙合傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的機(jī)械元件，即齒輪是依靠齒的嚙合傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的輪狀機(jī)械零件。

人類對(duì)齒輪的使用源遠(yuǎn)流長(zhǎng)，但早期的齒輪并沒有齒形和齒距的規(guī)格要求，因此連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)的主動(dòng)輪往往不能使被動(dòng)輪連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。為了解決這一問題，齒形逐漸發(fā)展為弧形，并通過減小齒距使被動(dòng)輪獲得連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。

齒輪傳動(dòng)具有傳動(dòng)效率高、傳動(dòng)比準(zhǔn)確、功率范圍大、傳動(dòng)平穩(wěn)、噪聲低、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。齒輪在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，齒輪齒面承受接觸應(yīng)力和摩擦力，齒根要承受彎曲應(yīng)力，有時(shí)還要承受沖擊力。齒輪機(jī)構(gòu)在工業(yè)產(chǎn)品中廣泛應(yīng)用，其設(shè)計(jì)與制造水平直接影響到工業(yè)產(chǎn)品的品質(zhì)。

齒輪的分類及加工

齒輪的分類方法有很多種，結(jié)合風(fēng)電齒輪箱的特點(diǎn)，為了理解方便，可將齒輪結(jié)合傳動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行分類：

1、定軸輪系：可進(jìn)一步分為平面定軸和空間定軸，風(fēng)電齒輪箱平行級(jí)部分為平面定軸，傳動(dòng)方式為外嚙合傳動(dòng)。


2、周轉(zhuǎn)輪系：可進(jìn)一步分為行星輪系和差動(dòng)輪系，風(fēng)電齒輪箱行星級(jí)部分一般為行星輪系結(jié)構(gòu)，也部分齒輪箱采用差動(dòng)輪系結(jié)構(gòu)。傳動(dòng)方式為外嚙合傳動(dòng)（太陽輪、行星輪）+內(nèi)嚙合傳動(dòng)（行星輪、內(nèi)齒圈）。


目前技術(shù)最成熟，使用最廣泛的齒輪為漸開線齒輪（即齒廓曲線為漸開線），其加工原理分為成形法和展成法兩類。

成形法：刀刃形狀與被切齒輪齒槽的形狀相符，齒面由成形刀具直接切出，例如銑齒等。


銑齒

展成法：齒面是根據(jù)齒輪的嚙合原理來形成的，例如滾齒、插齒等。


滾齒

漸開線齒輪的基本結(jié)構(gòu)


輪齒（齒）：齒輪上每一個(gè)用于嚙合的凸起部分。一般來說這些凸起部分呈輻射狀排列。配對(duì)齒輪上輪齒互相接觸，導(dǎo)致齒輪的持續(xù)嚙合運(yùn)轉(zhuǎn)。

齒槽：齒輪上兩相鄰輪齒之間的空間。

端面：在圓柱齒輪或圓柱蝸桿上垂直于齒輪或蝸桿軸線的平面。

法面：在齒輪上，法面指的是垂直于齒輪齒線的平面。

齒頂圓：齒頂端所在的圓。

齒根圓：槽底所在的圓。

基圓：形成漸開線的發(fā)生線在其上作純滾動(dòng)的圓。

分度圓：在端面內(nèi)計(jì)算齒輪幾何尺寸的基準(zhǔn)圓，對(duì)于直齒輪，在分度圓上模數(shù)和壓力角均為標(biāo)準(zhǔn)值。

齒面：輪齒上位于齒頂圓柱面和齒根圓柱面之間的側(cè)表面。

齒廓：齒面被一指定曲面（對(duì)圓柱齒輪是平面）所截的截線。

齒線：齒面與分度圓柱面的交線。

端面齒距：相鄰兩齒同側(cè)端面齒廓之間的分度圓弧長(zhǎng)。

模數(shù)：齒距除以圓周率π所得到的商，以毫米計(jì)。

齒厚：在端面上一個(gè)輪齒兩側(cè)齒廓之間的分度圓弧長(zhǎng)。

槽寬：在端面上一個(gè)齒槽的兩側(cè)齒廓之間的分度圓弧長(zhǎng)。

齒頂高：齒頂圓與分度圓之間的徑向距離。

齒根高：分度圓與齒根圓之間的徑向距離。

全齒高：齒頂圓與齒根圓之間的徑向距離。

齒寬：輪齒沿軸向的尺寸。

端面壓力角：過端面齒廓與分度圓的交點(diǎn)的徑向線與過該點(diǎn)的齒廓切線所夾的銳角。