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齒刀片的發展

編輯:馬鞍山摇钱树捕鱼重工機械時間:2018-10-10

齒刀片的設計、加工製造以及應用水平代表著一個國家的工業水平。本文介紹了齒輪漸開線齒形的形成曆史,對比了圓柱、圓錐齒輪的各種加工技術特點,總結了齒刀片的四個發展趨勢。

1、齒刀片的三種齒形

  1674年丹麥天文學家羅默首次提出齒刀片用外擺線作齒廓曲線,以得到運轉平穩的齒輪。外擺線齒形優點是滑動率極低,接近純滾動,接觸應力小,無根切現象;缺點是中心距要求精確,平穩性和互換性較差。

  1765年,瑞士的 L.Euler( 歐拉 ) 提出漸開線齒形解析研究的數學基礎,闡明了相齧合的一對齒輪,其齒形曲線的曲率半徑和曲率中心位置的關係並建議采用漸開線作齒廓曲線。

  19世紀末,展成切齒法的原理及利用此原理切齒的專用機床與刀具的相繼出現,齒輪加工有了較完備的手段後,漸開線齒形才顯示出優越性,漸開線齒輪漸漸在應用中占了優勢。漸開線齒形優點是漸開線齒廓具有中心距敏感性小,可進行各種變位和修形設計,易於進行精密加工、互換性好。其缺點是接觸應力高,承載能力不夠大,線接觸,磨損嚴重且不均勻,根切。

  為了提高齒輪傳動的承載能力、使齒刀片使用壽命並減小其尺寸,人們開始研究圓弧齒形的齒輪。1907 年,英國 Frank Humphris(弗蘭克 福瑞斯)最早提出了圓弧齒形;1970 年,英國工程師 R.M.Studer(斯蒂德)取得了雙圓弧齒輪的美國專利。雙圓弧齒輪現已日益為人們所重視,在生產中發揮了顯著效益。

  圓弧齒輪的承載能力和效率都較高,但不及漸開線齒輪那樣易於製造,現代使用的齒輪中,漸開線齒輪仍占絕對多數,而擺線齒輪和圓弧齒輪應用相對較少。

齒輪傳動在現代工齒刀片業中的地位

  齒輪傳動的應用齒刀片十分廣泛,如汽車、工程機械、礦山機械、港口機械、風力發電、艦船和國防軍工等機械裝備製造領域。幾乎涵蓋了現代工業經濟的主要行業,齒輪傳動已成為工業機器或裝備上不可或缺的基礎裝置或關鍵部件。