关键齿轮传动必备要素的介绍

齿轮传动应满足下列两项基本要求：

1）传动平稳

传动平稳即要求齿轮传动的瞬时传动比恒定不变，否则主动轮匀速转动而从动轮时快时慢，会引起冲击、振动和噪声，影响传动的质量。因此，齿轮传动要满足一定的规律，即齿廓啮合基本定律。

（1）齿廓啮合基本定律

如图3.35所示，由刚体传动规律可知，两轮的传动比为

为保证齿轮传动的瞬时传动比恒定不变，即式（3.20）为常数，则不论两轮在何处接触，过接触点K 所作两轮的公法线nn 必须与两轮的连心线O1O2交于一定点。这一定律称为齿廓啮合基本定律。定点C 称为节点；分别以O1，O2为圆心，过节点C 所作的两个相切的圆，称为节圆。

凡能满足齿廓啮合基本定律的一对齿廓，称为共轭齿廓。

理论上共轭齿廓有无穷多，但实际上因轮齿的加工、测量和强度等方面的原因，常用的齿廓曲线仅有渐开线、摆线、圆弧线及抛物线等。其中，以渐开线齿廓应用最广。

（2）渐开线的形成及压力角

如图3.36所示，当一直线NK 沿一半径为rb圆周作纯滚动时，直线上任一点K 的轨迹AK称为该圆的渐开线。此圆称为该渐开线的基圆（rb为基圆半径），该直线称为渐开线的发生线。

图3.35　齿廓啮合(www.xing528.com)

图3.36　渐开线的形成及压力角

渐开线上某一点的法线与该点速度方向所夹的锐角αk，称为渐开线该点的压力角。

（3）渐开线齿廓满足瞬时传动比恒定

一对渐开线齿轮传动，其渐开线齿廓在任意点K 接触（见图3.37），可推得两轮的传动比为

图3.37　渐开线齿廓啮合

渐开线齿轮制成后，基圆半径是定值，故齿轮传动的瞬时传动比恒定。

渐开线齿轮啮合时，即使两轮中心距稍有改变，过接触点齿廓公法线仍与两轮连心线交于一定点，瞬时传动比保持恒定，这种性质称为渐开线齿轮传动的可分离性，这为其加工和安装带来方便。

一对渐开线齿轮啮合时，无论啮合点在何处，其受力方向始终沿着啮合线不变，从而使传动平稳。这是渐开线齿轮传动的又一特点。N1N2称为理论啮合线，啮合线与两节圆公切线的夹角α′称为啮合角。

2）具有足够的承载能力和使用寿命

齿轮要有足够的强度和刚度，以传递较大的动力；同时，还要有较长的使用寿命及较小的结构尺寸，即要求在预定的使用期限内不出现断齿、齿面点蚀及严重磨损等现象（见后述相关小节阐述）。