什么是齒輪
齒輪是能互相嚙合的有齒的機(jī)械零件,它在機(jī)械傳動(dòng)及整個(gè)機(jī)械領(lǐng)域中的應(yīng)用極其廣泛。現(xiàn)代齒輪技術(shù)已達(dá)到:齒輪模數(shù)O.004~100毫米;齒輪直徑由1毫米~150米;傳遞功率可達(dá) 十萬(wàn)千瓦;轉(zhuǎn)速可達(dá) 十萬(wàn)轉(zhuǎn)/分;最高的圓周速度達(dá)300米/秒。
齒輪在傳動(dòng)中的應(yīng)用很早就出現(xiàn)了。公元前三百多年,古希臘哲學(xué)家亞里士多德在《機(jī)械問(wèn)題》中,就闡述了用青銅或鑄鐵齒輪傳遞旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題。中國(guó)古代發(fā)明的指南車(chē)中已應(yīng)用了整套的輪系。不過(guò),古代的齒輪是用木料制造或用金 屬鑄成的,只能傳遞軸間的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),不能保證傳動(dòng)的平穩(wěn)性,齒輪的承載能力也很小。
隨著生產(chǎn)的發(fā)展,齒輪運(yùn)轉(zhuǎn)的平穩(wěn)性受到重視。1674年丹麥天文學(xué)家羅默首次提出用外擺線作齒廓曲線,以得到運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)的齒輪。
18世紀(jì)工業(yè)革命時(shí)期,齒輪技術(shù)得到高速發(fā)展,人們對(duì)齒輪進(jìn)行了大量的研究。1733年法國(guó)數(shù)學(xué)家卡米發(fā)表了齒廓嚙合基本定律;1765年瑞士數(shù)學(xué)家歐拉建議采用漸開(kāi)線作齒廓曲線。
19世紀(jì)出現(xiàn)的滾齒機(jī)和插齒機(jī),解決了大量生產(chǎn)高精度齒輪的問(wèn)題。1900年,普福特為滾齒機(jī)裝上差動(dòng)裝置,能在滾齒機(jī)上加工出斜齒輪,從此滾齒機(jī)滾切齒輪得到普及,展成法加工齒輪占了壓倒優(yōu)勢(shì),漸開(kāi)線齒輪成為應(yīng)用最廣的齒輪。
1899年,拉舍最先實(shí)施了變位齒輪的方案。變位齒輪不僅能避免輪齒根切,還可以湊配中心距和提高齒輪的承載能力。1923年美國(guó)懷爾德哈伯最先提出圓弧齒廓的齒輪,1955年蘇諾維科夫?qū)A弧齒輪進(jìn)行了深入的研究,圓弧齒輪遂得以應(yīng)用于生產(chǎn)。這種齒輪的承載能力和效率都較高,但尚不及漸開(kāi)線齒輪那樣易于制造,還有待進(jìn)一步改進(jìn)。
齒輪的組成結(jié)構(gòu)一般有輪齒、齒槽、端面、法面、齒頂圓、齒根圓、基圓、分度圓。