齒輪傳(chuan)(chuan)(chuan)動(dong)是近代機器(qi)中常(chang)見的一(yi)種機械傳(chuan)(chuan)(chuan)動(dong),是傳(chuan)(chuan)(chuan)遞機器(qi)動(dong)力(li)和運(yun)動(dong)的一(yi)種主要形式,是機械產品的重要基礎(chu)零部件(jian)。它與(yu)帶、鏈、摩擦、液壓等機械傳(chuan)(chuan)(chuan)動(dong)相比,具有功率(lv)范圍大、傳(chuan)(chuan)(chuan)動(dong)效率(lv)、圓周(zhou)速度、傳(chuan)(chuan)(chuan)動(dong)比準確、使用壽命(ming)長、結構尺(chi)寸(cun)小等一(yi)系列特點(dian)。
因(yin)此,它已成為許多機(ji)械產(chan)品不可缺少的(de)傳動(dong)部件,也是(shi)機(ji)器中(zhong)(zhong)所占(zhan)比重大的(de)傳動(dong)形(xing)式。齒輪的(de)設(she)計與(yu)制造水平將直接影響到機(ji)械產(chan)品的(de)性能(neng)和質量。由(you)于(yu)齒輪在(zai)工(gong)業發(fa)展中(zhong)(zhong)的(de)突出(chu)地位,致使齒輪被公認為工(gong)業化的(de)一種象征。
齒(chi)(chi)輪(lun)(lun)(lun)傳(chuan)動(dong)技(ji)術經歷(li)了(le)長期(qi)的(de)歷(li)史發展過程。公元前(qian)400、200年,中國古代就(jiu)開始(shi)使用(yong)齒(chi)(chi)輪(lun)(lun)(lun),在我國山西出土(tu)的(de)青銅齒(chi)(chi)輪(lun)(lun)(lun)是迄今已發現的(de)古老齒(chi)(chi)輪(lun)(lun)(lun),作(zuo)為反映古代科學技(ji)術成就(jiu)的(de)指南(nan)車就(jiu)是以(yi)齒(chi)(chi)輪(lun)(lun)(lun)機(ji)構為的(de)機(ji)械裝置。但(dan)從(cong)17世紀(ji)末(mo),人們才(cai)開始(shi)研究能正確傳(chuan)遞運(yun)動(dong)的(de)輪(lun)(lun)(lun)齒(chi)(chi)形(xing)狀。18世紀(ji),歐洲工業革命(ming)以(yi)后(hou),齒(chi)(chi)輪(lun)(lun)(lun)傳(chuan)動(dong)應(ying)用(yong)日(ri)益,先是發展擺線齒(chi)(chi)輪(lun)(lun)(lun),而后(hou)是漸開線齒(chi)(chi)輪(lun)(lun)(lun)。
早(zao)在1694年,法(fa)(fa)(fa)國學(xue)者PhilippeDeLaHire,先提(ti)出(chu)(chu)漸開(kai)線(xian)(xian)可作為齒(chi)(chi)形(xing)曲線(xian)(xian)。1733年,法(fa)(fa)(fa)國人CamusM.提(ti)出(chu)(chu)輪(lun)(lun)齒(chi)(chi)接(jie)觸點(dian)(dian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)公(gong)法(fa)(fa)(fa)線(xian)(xian)必須(xu)通(tong)過中(zhong)(zhong)心連線(xian)(xian)上的(de)(de)(de)(de)(de)(de)節點(dian)(dian)。他考慮了(le)(le)兩齒(chi)(chi)面的(de)(de)(de)(de)(de)(de)嚙合狀態(tai),明(ming)確建(jian)立了(le)(le)關(guan)于接(jie)觸點(dian)(dian)軌跡的(de)(de)(de)(de)(de)(de)概念。1765年,瑞(rui)士的(de)(de)(de)(de)(de)(de)Euler提(ti)出(chu)(chu)漸開(kai)線(xian)(xian)齒(chi)(chi)形(xing)解析研究的(de)(de)(de)(de)(de)(de)數學(xue)基礎(chu),闡明(ming)了(le)(le)相嚙合的(de)(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)(yi)對(dui)(dui)齒(chi)(chi)輪(lun)(lun),其齒(chi)(chi)形(xing)曲線(xian)(xian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)曲率半(ban)徑和(he)曲率中(zhong)(zhong)心位置的(de)(de)(de)(de)(de)(de)關(guan)系。后(hou)來,Savary進一(yi)(yi)步(bu)完(wan)成(cheng)這(zhe)一(yi)(yi)方法(fa)(fa)(fa),成(cheng)為現(xian)在的(de)(de)(de)(de)(de)(de)Euler-Savery方程。對(dui)(dui)漸開(kai)線(xian)(xian)齒(chi)(chi)形(xing)應用(yong)作出(chu)(chu)貢(gong)獻的(de)(de)(de)(de)(de)(de)是(shi)RobertWillis,他提(ti)出(chu)(chu)中(zhong)(zhong)心距(ju)變(bian)化時,漸開(kai)線(xian)(xian)齒(chi)(chi)輪(lun)(lun)具(ju)有角速(su)比不變(bian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)特點(dian)(dian)。1873年,德國工程師(shi)H。ppe提(ti)出(chu)(chu),對(dui)(dui)不同齒(chi)(chi)數的(de)(de)(de)(de)(de)(de)齒(chi)(chi)輪(lun)(lun),在壓力(li)角改變(bian)時的(de)(de)(de)(de)(de)(de)漸開(kai)線(xian)(xian)齒(chi)(chi)形(xing),從而(er)奠定了(le)(le)現(xian)代(dai)變(bian)位齒(chi)(chi)輪(lun)(lun)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)思想(xiang)基礎(chu)。直至(zhi)19世(shi)紀末,展成(cheng)切齒(chi)(chi)法(fa)(fa)(fa)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)原理(li)及利用(yong)此原理(li)切齒(chi)(chi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)專用(yong)機床與刀具(ju)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)相繼出(chu)(chu)現(xian),使齒(chi)(chi)輪(lun)(lun)加工具(ju)有較完(wan)善的(de)(de)(de)(de)(de)(de)手段后(hou),漸開(kai)線(xian)(xian)齒(chi)(chi)形(xing)才顯示出(chu)(chu)巨大的(de)(de)(de)(de)(de)(de)優越性(xing)。
切齒(chi)時,只(zhi)要將(jiang)切齒(chi)刀具(ju)從正(zheng)常(chang)的(de)嚙合位置稍作移動,就能用齒(chi)輪刀具(ju)在機(ji)床上切出(chu)相應的(de)變(bian)(bian)位齒(chi)輪。1908年,瑞士MAAG公司(si)研究并(bing)制造出(chu)展成(cheng)法(fa)(fa)加(jia)工(gong)的(de)插(cha)齒(chi)機(ji)。接著(zhu),英國BSS、美國AGMA、德國的(de)DIN等相繼(ji)對變(bian)(bian)位齒(chi)輪提出(chu)了多種計算方(fang)法(fa)(fa)。
為提(ti)動(dong)力(li)傳動(dong)齒(chi)輪的使用(yong)(yong)壽命并減小其尺寸,英(ying)國(guo)(guo)人(ren)Humphris在1907年(nian)(nian)早(zao)發(fa)表了(le)圓(yuan)弧(hu)齒(chi)形的設想(xiang)。1926年(nian)(nian),瑞士人(ren)Wildhaber取得了(le)法面圓(yuan)弧(hu)齒(chi)形斜齒(chi)輪的權。1955年(nian)(nian),原蘇聯(lian)工(gong)(gong)程師Novikov在完(wan)成實(shi)用(yong)(yong)性(xing)研究后進人(ren)工(gong)(gong)業應(ying)用(yong)(yong)。1970年(nian)(nian),英(ying)國(guo)(guo)Rolls-Royce公(gong)司工(gong)(gong)程師Studer取得了(le)雙(shuang)圓(yuan)弧(hu)齒(chi)輪的美國(guo)(guo)。與此同時,我國(guo)(guo)與原蘇聯(lian),以(yi)及(ji)日本(ben)等國(guo)(guo)對雙(shuang)圓(yuan)弧(hu)齒(chi)形,進行了(le)一系(xi)列開發(fa)研究并獲得了(le)普遍的應(ying)用(yong)(yong)成果。